Надежность систем автоматизации. Учебное пособие

Это самый распространенный и наиболее эффектив­ный способ создания избыточности. При этом в схему си­стемы вводятся дополнительные элементы, выполняющие свои функции или постоянно (то есть вместе с основными элементами), или после отказа основных элементов.

ственно с помощью самого датчика (хотя с точки зрения классификации средств измерения такую термопару пра­вильнее называть не датчиком, а прибором, поскольку она занимается не только первичным преобразованием пара­метра, но и допускает возможность отображения инфор­мации). При этом качество информации, предоставляемой оператору с помощью операторской станции и самой тер­мопары, является практически одинаковым. Но с точки зрения удобства организации централизованного контроля использование показаний термопары не напрямую, а через операторскую станцию, конечно же, является предпочти­тельным.

Например, для расчета набора технико-экономических показателей в программно-техническом комплексе (ПТК) предусмотрено время t. При планировании работы ПТК на эту операцию отводится время t + t

время. Тогда производительность работы ПТК будет не­сколько ниже, чем в случае расчета без резерва времени, но количество отказов будет снижено за счет того, что ре­зервное время может быть потрачено на повтор операции при сбое или на устранение возникших неисправностей.

Этот вид избыточности также становится возможным вследствие процессов аккумуляции массы и тепла в техно­логическом объекте управления. Допустим, что вследствие отказа контроллера прекратилась подача питательной воды в котел. Наличие в барабане достаточно большой массы воды позволит в течение какого-то времени продолжать вырабатывать насыщенный пар (естественно, снижая при этом уровень в барабане). Тогда если работоспособность контроллера может быть восстановлена за малый проме­жуток времени, то необходимости в останове технологиче­ского оборудования нет.

саморемонт системы. При этом система активно реагирует на появление отказа элемента, поэтому этот метод называ­ется активным резервированием (рис. 5.1). Активное ре­зервирование связано с применением переключателей, от­ключающих поврежденный рабочий участок и включаю­щих резервный. Активное резервирование также называет­ся резервированием замещением.

2. При пассивном

1. Нагруженный (горячий) резерв. Рабочие и ре­зервные элементы находятся в одинаковых условиях рабо­ты. Интенсивность отказов основного и резервных элемен­тов одинакова. Примером может служить система измере­ния температуры, в которой три датчика (термопары), из­меряющих одну и ту же температуру, подключены к одно­му модулю ввода контроллера. Допустим, что усреднения показаний не предусмотрено, а отображение значения из­меряемой температуры на мониторе операторской станции производится только для одного датчика (изначально — для первого). Тогда при отказе первой термопары на мони­тор выводятся показания второй, при отказе второй — показания третьей. При этом с точки зрения условий рабо­ты все три датчика находятся в равном положении: они одинаково подвергаются действию температуры и, незави­симо от того, используется ли их сигнал для отображения информации или нет, выдают термо-ЭДС. Таким образом, два датчика температуры находятся в состоянии горячего резерва.

При активном резервировании наибольший выигрыш в надежности достигается в системах с ненагруженным, а наименьший — в системах с нагруженным резервом.

3. Системы с резервированием по нагрузке. При отка-

з интенсивность отказов элементов уменьшена за счет того, что нагрузка, которую должен был воспринимать один эле­мент, воспринимается несколькими элементами. Такой вид схем нетипичен для систем автоматики и применяется в ос­новном в строительстве и машиностроении.

рования применяют различные виды резервных схем.

Общее резервирование (рис. 5.3) состоит в резервиро­вании всей системы. Этот способ является наиболее про­стым.

Элемент 2

(резерв)

…

…