Надежность системы управления
Повышение мощности, расширение функций, выполняемых автоматикой, интенсификация производственных процессов усугубляют последствия отказов АСУТП. Выход из строя таких систем может привести к значительному экономическому ущербу, снижению производительности труда, потерям энергии и перекачиваемого продукта, авариям на производстве. На эффективность работы производства влияют показатели точности управления и метрологические показатели. Взаимосвязь надежности и эффективности (особенно после отказов, вызывающих ухудшение характеристик технологического процесса) должна рассматриваться в последовательности «отказ – изменение показателей точности управления и метрологических показателей – изменение технологических показателей эффективности – изменение экономических показателей эффективности». Установление связи между надежностью и эффективностью является одним из основных вопросов, возникающих при исследовании надежности любых сложных систем, включая и АСУТП, так как уровень надежности в значительной степени определяет эффективность функционирования производства.
Установление и достижение требуемого уровня надежности разрабатываемых и эксплуатируемых АСУТП является важной задачей при создании систем, решение которой требует проведение специального комплекса работ, выполняемых на различных стадиях разработки и функционирования АСУТП.
Надежность систем управления определяется способностью системы выполнять заданные функции с сохранением во времени установленных значений эксплуатационных показателей – безотказности, ремонтопригодности и долговечности системы.
В процессе разработки, проектирования, внедрения и промышленной эксплуатации системы управления должен быть установлен и обеспечен оптимальный уровень ее надежности. Последствиями низкого уровня являются нарушения технологического режима, перерывы в подаче фракций, аварии, взрывы, а также увеличение затрат на ремонт системы. В отдельных случаях низкий уровень надежности системы может свести ее эффективность к нулю или даже сделать отрицательной (т.е. затраты станут выше экономического эффекта). Завышение показателей надежности также приводит к увеличению затрат.
Установление и обеспечение оптимального уровня надежности системы – это сложная и ответственная задача, поскольку системы управления ТОУ химической технологии относятся к многофункциональным, в их состав входят многочисленные технические устройства и оперативный персонал. При этом, с одной стороны, в выполнении отдельной функции может использоваться несколько технических устройств, а с другой – одно и то же устройство можно использовать в выполнении нескольких функций. Немаловажное значение имеет и избыточность систем (аппаратная, информационная, временная, функциональная), что позволяет поддерживать надежность системы в целом выше надежности отдельных подсистем и устройств. Наличие оперативного персонала может как увеличить общую надежность выполнения заданных функций (если персонал является резервным звеном управления), так и уменьшить ее в случае последовательной работы персонала с техническими устройствами.