Кузнецов Петр Анатольевич Автоматизированная система анализа надежности АСУ ТП опасных производств

Короткий опис

Кузнецов Петр Анатольевич Автоматизированная система анализа надежности АСУ ТП опасных производств
ОГЛАВЛЕНИЕ ДИССЕРТАЦИИ
кандидат наук Кузнецов Петр Анатольевич
Введение

1 Исследование существующих подходов к анализу и повышению параметров надежности технических систем

1. 1 Специфика автоматизированных систем

1.2 Разработка концепции АСУ ТП

1.3 Свойства, причины и последствия отказов

1.4 Надежность и показатели надежности

Выводы

2. Концептуальное описание системы

2.1 Введение многоатрибутивной декомпозиции

2.2 Учет опасных отказов

2.3 Применение блокирующих модулей

Выводы

3. Математическое описание системы

3.1 Выбор версий и расчет приоритета резервирования

3.2 Многоатрибутивная декомпозиция АСУ

3.3 Определение целевой вероятности опасных отказов

3.4 Реализация блокирования опасностей и отказов

3.5 Имитационное моделирование системы

3.6 Последовательность выполнения алгоритма

3.7 Программная реализация системы

Вывод

4. Применение системы

4.1 Анализ надежности участка АСУ ТП получения поликарбоната

4.2 Анализ надежности АСУ ТП испытания

Выводы

Заключение

Список использованной литературы

Список літератури

Выводы
1. Сравнивая величины вероятности исправности, можно сделать вывод, что применение метода позволяет повысить безотказность главной функции на 4,7%.
2. В структуру анализируемой АСУ ТП введены блокирующие опасности и отказы модули, позволяющие повысить безотказность системы и уменьшить опасность отказов.
3. Учитывая введение в структуру блокирующих опасности модулей, делается вывод о том, что опасные отказы блокируются и следовательно, анализируемая АСУ ТП становится безопасной.
4. Проведён анализ надежности автоматизированной системы управления участком процесса получения поликарбоната с дальнейшим построением высоконадежной системы.
5. Для анализируемой АСУ ТП проведена функциональная декомпозиция по разработанной методике. В результате декомпозиции выявлена функция, являющаяся наиболее важной для достижения системой своей цели.
6. При помощи алгоритма анализа опасностей выявлены источники вреда – регулирующие расход аварийно-опасных химических веществ клапаны.
7. Разработанная автоматизированная система анализа обеспечивает построение надежной структуры АСУ ТП с блокировкой опасностей и отказов, с приоритетным резервированием важных и опасных модулей и, таким образом, с высокой безотказностью и безопасностью.
8. В результате работы системы анализа обеспечено повышение безотказности автоматизированной системы управления до 10%.

122
Заключение
В заключении сформулированы основные результаты и выводы, полученные по результатам разработки автоматизированной системы анализа надежности АСУ ТП, реализующей новый оригинальный подход, учитывающий и снижающий вероятность опасных отказов в резервированных системах.
1. Разработан алгоритм учёта опасностей потенциальных отказов,
позволяющий системе анализа надежности разделить опасности на категории
по значимости в зависимости от масштабов опасности и причиняемого ими
вреда. Для алгоритма разработан способ анализа опасностей, позволяющий
системе дать оценку негативного эффекта избыточности, учесть случаи
комплексных отказов, и, таким образом, обеспечить приоритет
резервирования модулей с наиболее опасными отказами, понижая
вероятность наступления наиболее опасных отказов.
2. Для автоматизированной системы разработана оригинальная
методика многоатрибутивной декомпозиции АСУ ТП, определяющей
компоненты – модули, выполняющие функции, с учетом важности, что
позволяет оценить вероятности её пребывания в различных состояниях. В
методике обеспечены учёт важности той или иной функции АСУ ТП,
позволяющий ограничить последствия отказов, повышая вероятности
безотказности наиболее существенных функций, а также определение типов
компонентов и явлений, возникающих в АСУ ТП.
3. Предложен и введён в систему анализа надежности механизм
добавления блокирующих модулей при формировании структуры АСУ ТП,
позволяющий обеспечить уменьшение опасных воздействий и повышение
надежности модулей системы
4. На основе многоатрибутивной декомпозиции разработана
имитационная модель, использующая сети Петри и позволяющая с учётом

123
блокирующих модулей определять различные конечные состояния системы и вероятности её попадания в них.
5. Разработано программное обеспечение, реализующее систему
анализа надёжности с учётом опасностей отказов, важности функций,
применением блокирующих опасности и отказы модулей и формирующее
безотказную и безопасную структуру АСУ ТП.
6. Проведена апробация системы анализа надежности на примере АСУ
ТП процесса получения поликарбоната и АСУ ТП процесса испытаний, по
результатам которой получено повышение безотказности главной функции на
7,8% и 4,7% соответственно.
Таким образом, разработанная система позволяет повысить безотказность и безопасность различных АСУ ТП за счёт снижения вероятности опасных отказов.
Сравнивая величины вероятности исправности, можно сделать вывод, что применение системы позволяет повысить безотказность главной функции. Учитывая введение в структуру блокирующих опасности модулей, сделан вывод о том, что опасные отказы блокируются, а определяя вероятность безотказной работы опасных модулей, делается вывод о том, что системой достигается необходимый уровень интегральной безопасности, и следовательно, анализируемая АСУ ТП становится безопасной.
Таким образом, цель данного исследования достигнута путем разработанной автоматизированной системы анализа, которая обеспечивает построение надежной структуры АСУ ТП с высокой безотказностью и безопасностью. Проведена проверка работы системы анализа надежности на примере АСУ ТП процесса получения поликарбоната и АСУ ТП процесса испытаний по результатам которой получено повышение безотказности до 7,8% и 4,7% соответственно.