分散控制系统和现场总线控制系统及其工程设计课件06DCS的性能指标与评价.pptVIP

思考题 可靠性技术的研究内容几个方面？概念？ 可靠性指标？定义？ 可靠性分析几种模型？定义？ 提高分散控制系统的可靠性措施？ 附加、可靠性试验 可靠性增长试验 可靠性验证试验 元器件筛选试验 质量验收试验。 一、分类（按试验目的分为） （按试验性质分为） 环境试验 性能试验 寿命试验 一、分类 由于系统的使用寿命很长，不可能等到完全报废才做出结论。 因此总是在一个相对比较短，但又能充分说明问题的时间内做出试验结论，这种试验在可靠性理论中称为截尾试验。 二、可靠性试验方法 定数截尾试验 定时截尾试验 有替换试验 无替换试验 可靠性试验过程 T1 Tr1 T2 Tr2 Ti Tri Tn+1 Trn Tt =180d (4320h) … … t 0 三、可靠性指标的工程计算 可靠性指标的工程计算 可靠性指标的工程计算 加权系数的取值原则 （1）按照设备在整个系统中的重要程度取值。 关系到整个系统是否正常运行的重要设备，其加权系数取值较大，如CPU和主存储器的加权系数为1，一些不太重要的外部设备，其加权系数的取值较小。 （2）按照设备在整个系统中的比重来取值。 例如对于过程通道，常常以它所处理的模拟量或开关量点数占整个系统总点数的百分比作为加权系数。 可靠性指标的工程计算 需要注意的问题 （1）试验前应做好充分的准备，试验一旦开始，就不允许在故障修复后，重新确定系统试验的起始时间。也就是说，试验要连续进行，不能随意向后推延，否则会影响试验的准确性。 （2）被考核系统之外的其他设备或被控设备发生故障，以及预防性维修或用户进行的其他试验不记为故障时间。 （3）有些分散控制系统可以自动记录故障发生时间和修复时间，为系统的可靠性分析提供依据。如果系统不具备上述功能，应该事先做好试验记录，以便分析试验结果。 可靠性措施 一、提高可靠性措施基本思想 故障预防 故障弱化 故障容许 在线维修 二、分散控制系统的可靠性措施 1、质量管理，提高系统硬件水平 过程管理，元器件质量。 1）对元器件进行筛选和老化。 2）元器件的降额使用。 3）考虑参数变化的影响。 4）采用低功耗原件 5）采用噪声抑制技术 6）耐环境设计 互动1 2、系统故障时处于安全状态 1）限制故障范围 2)“冻结”CPU输出 互动2 3、手动后备 通过运行员站 通过手动操作站（经I/O模件） 通过手动操作站（不经I/O模件） 不同层次的手动后备 手 动 操作站 手 动 操作站 运行员 操作站 通 信 系 统 CPU 模 件 CPU 模 件 互动3 4、自动后备（局部故障不影响全局） 静态冗余-只利用冗余资源把故障的后果屏蔽掉。 动态冗余-发生故障后，把有故障的部件或系统进 行切换或重构，使系统恢复工作。 混合冗余-2种方法的结合。 动态冗余又称储备冗余 冷储备（不通电、不带负荷） 温储备（通电、不带负荷） 热储备（通电、带负荷） n中取k表决系统 单元1 单元2 单元n ≥1 1 2 k 2 3 K+1 1 2 n中取k表决系统 RS(t) t 0.693MTBF 三取二系统 普通系统 5 提高系统的可维修性 自诊断 自恢复 提供完善的诊断信息 插件在线维修 提供预防性维修信息 提供远程维修服务信息 6.2.2技术性能评价 1.现场控制站的评价 涉及到以下几个方面的评价： (1)结构分散性 评价各种DCS中的现场控制站属于哪种，性能如何。 (2)现场适应性 (3)I/O结构 (4)信号处理功能 具体表现为：系统信号处理精度，信号的隔离，抗干扰指标，信号采样周期以及输出信号的实时性能等。 (5)控制功能 包括连续控制功能、顺序控制功能和批量控制功能。 (6)冗余与自诊断 2.人机接口的评价 指对操作员站和工程师站进行评价。 (1)操作员站 对操作员站的操作可归纳为如下几方面： 操作员站的自主性 操作员站的硬件配置 操作站的性能 (2)工程师站 工程师站除应具有操作站的所有功能外，还应评价它 是否能进行离线/在线组态；是否有专家系统、优化控制， 系统能否在PC机上进行系统组态等。 对他的要求主要体现在： 1、触及DCS资源的深度； 监视DCS设备的状态； 监视过程变量的动态变化值； 对所有DCS的设备做组态设计。 2、EWS的开放性； 3、EWS的管理能力； 4、EWS提供的工具的灵活性。 3.通信系统评价 应考虑以下几方面