5 Надежность системы управления

5.1 Проблема надежности в асу тп

Одной из проблем, подлежащих решению при разработке АСУ ТП, является проблема обеспечения надежного функционирования системы. Любая автоматизированная система управления предназначается для выполнения определенных функций, направленных на достижение установленных целей. Исходя из этого, под надежностью АСУ ТП в целом можно понимать вероятность полного выполнения автоматизированной системой определенных для нее функций в заданные сроки. Однако, учитывая, что выполняемые АСУ ТП функции неравноценны по своему значению и допустимо невыпол­нение некоторых из них в течение длительного времени, представляется нецелесообразным рассматривать надежность системы в целом, а лишь надежность отдельных функциональных подсистем АСУ ТП.

Решение задач, связанных с надежностью, проводится главным образом при выборе структуры и технического обеспечения АСУ ТП. Требования надежности также необходимо учитывать при разработке методов работы в АСУ ТП — алгоритм выполнения отдельных функций. Наиболее уязвимыми, с точки зрения надежности, звеньями АСУ ТП являются вычислительные центры, в которых эксплуатируется вычислительное оборудование. В АСУ ТП значительная часть необходимой для работы информации записана на машинных носителях. В случае отказа некоторых устройств ЭВМ подразделе­ния, опирающиеся в своей деятельности на вычислительный центр, могут оказаться «отрезанными» от нужной им информации. Поэтому при рассмотрении вопросов, связанных с надежностью работы АСУ ТП при данном варианте структуры, целесообразно разделить все функциональные звенья системы по степени связи их с вычисли­тельным центром на подразделения, выполняющие свои функции без использования ЭВМ, использующие вычислительный центр при выполнении части своих функций, на подразделения, работа которых полностью зависит от работы вычислительного центра, и на сам вычислитель­ный центр, выполняющий работу как совместно с другими подразделениями, так и независимо от них. В послед­нем случае один из «выходов» АСУ ТП формируется прямо в вычислительном центре на основе обработки входной информации, непосредственно поступившей туда. Здесь подразделением называется совокупность частей АСУ ТП, образующих соответствующие функциональные под­системы.

Анализ структуры и функционирования АСУ ТП с точки зрения надежности позволяет сделать ряд выводов, на основе которых можно сформулировать подход к разработке систем, обеспечивающих желаемую степень надежности. Прежде всего необходимо отметить, что наличие людей в АСУ ТП и выполнение ими значительной части функций, установленных для системы, коренным образом отличают автоматизированные системы от автоматических.

В любой АСУ ТП выполняемые функции можно разделить по степени важности и требованиям к их выполнению во времени. Например, можно выделить функции по опера­тивному управлению, многие из которых выполняются в масштабе времени, близком к реальному, и функции планирования, выполнение которых распределено на более или менее длительных интервалах времени. Особенности и условия работы АСУ ТП определяют подход к выбору обобщенного критерия надежности функционирования системы.

Как известно, надежность систем можно оценивать на основе ряда критериев. Изучение возможных критериев сразу позволяет сделать вывод о непригодности ряда из них в качестве основы для оценки надежности АСУ ТП. Например, такие характеристики, как интенсивность отказов и частота отказов, явно не подходят для оценки на­дежности АСУ ТП, поскольку их использование предполагает последовательную в смысле надежности функциональную структуру того или иного устройства, т. е. такую, когда при выходе из строя какого-либо одного элемента устройство полностью прекращает функционирование. Нецелесообразно также оценивать надежность АСУ ТП в целом такими характеристиками, как надежность всей системы или вероятность ее безотказной работы.

Последнее утверждение основывается на рассмотренных особенностях работы АСУ ТП, а именно неравнозначно­сти по важности различных функций и неодинаковых временных требованиях к выполнению отдельных функций. Эти же соображения позволяют утверждать, что нецелесообразно оценивать надежность на основе характеристик, содержащих обобщенный критерий эффективности всей АСУ ТП в целом.

Изучение особенностей работы АСУ ТП позволяет сделать вывод о необходимости оценки надежности системы отдельно для различных функций, разделяя их по важности и допустимому времени их невыполнения.