Таблицы состояний и аварийных сочетаний

Безаварийность системы можно повысить, постоянно замеряя переменные технологического объекта с последующим определением состояния работоспособности, его места на дереве отказа. По достижению объектом угрожающих (предаварийных) состояний своевременно принимают необходимые защитные меры. Для этого широко используют таблицы состояний и аварийных сочетаний.

При разработке таблицы определяют измеряемые переменные, устанавливают пределы их измерения (уровни), выбирают виды входных воздействий, при которых измеряются переменные, составляют перечень ситуаций, образуемых сочетаниями и значениями измеряемых переменных, определяют возможные отказы (нарушения) элементов объекта, устанавливают соответствие между ситуациями и отказами, строят дерево решений, выбирают вид и заполняют таблицу решений, проводят работы по компактному представлению таблицы.

Например, в аппарате контролируются давление (y1) и температура (y2). Переменная y1 может находиться на двух уровнях: "0" - нормальное значение, "+" - завышенное значение, а переменная y2 на трех уровнях: "0", "+" и "-" (заниженное значение). В этом случае число возможных ситуаций равно шести (2(3): ситуация 1 - y1=0, y2=0, т.е (0;0); ситуация II - (0;+) и т. д. (табл. 6.14.1). Основные нарушения элементов объекта: 1 - отказ регулятора давления, 2 - отказ регулятора температуры, 3 - отказ регулятора расхода, 4 - не подается пар в рубашку.

Таблица 6.14.1

Таблица решений по значениям двух переменных

Соответствие между ситуациями и отказами отражается на дереве состояний (рис. 6.14.1). При его построении из начальной вершины (нулевой уровень) проводят ребра, соответствующие значениям переменной y1, из вершины следующего уровня - значениям переменной y2. после рассмотрения всех переменных образуются вершины, соответствующие возможным ситуациям, они пунктиром связаны с отказами объекта.

Рис. 6.14.1 Дерево состояний

Преобразование таблицы состояний к компактному виду рассмотрим на примере системы контроля и управления промежуточной емкостью (рис. 6.14.2).Приборы 1, 2 контролируют скорости входного F1 и выходного F2 потоков, регулятор 3 поддерживает постоянный уровень в емкости с помощью вентиля 4. Измеряемыми переменными являются F1,F2 (показания приборов 1, 2) и положение В вентиля 4. Каждая переменная может находиться на трех уровнях: "0" - нормальном; "+" - высоком (вентиль открыт) и "-" - низком (вентиль закрыт). Таким образом, число ситуаций (табл. 6.14.1) равно 33=27.

При функционировании объекта наиболее вероятны следующие нарушения: 2 - течь трубопровода на участке 2-4, 3 - ошибочно открытый байпас вентиля 4 (см. рис. 6.14.2), 4 - забита выходная труба, 5 - течь емкости, 6 - ненормальная производительность и А - аномалия, т.е. невозможная комбинация результатов измерения, с точки зрения принципа работы, ошибочные измерения.

Некоторые ситуации соответствуют одним и тем же отказам, их можно объединить. Так, в ситуациях 2, 11, 20 при различных значениях F1 одинаковый вывод - нарушения 2, 3. Это позволяет объединить три ситуации, отметив значение F1 знаком Л - любое. Результаты объединения ситуаций приведены в табл. 6.14.2.

Рис. 6.14.2. Схема системы контроля и управления промежуточной емкостью

Таблица 6.14.2

Таблица решений по значениям трех переменных

Применение таблицы решений позволяет контролировать развитие аварии, начиная от состояния нормального функционирования, когда все измеряемые переменные находятся в допустимых пределах. Сначала отклоняется от нормы значение одной переменной, затем двух и т.д. С помощью таблицы по значениям переменных определяют конкретные ситуации, а следовательно, и соответствующие им отказы, что позволяет их устранять и принимать меры для предотвращения аварий.

Таблица 6.14.3

Таблица решений с объединенными ситуациями

Таблицы решений используют также для автоматизации построения дерева отказов, наряду с ними широко распространены таблицы аварийных сочетаний.