2.3. Надежность управляющих систем

Показатели надежности. В условиях широкого внедрения слож­ных систем управления процессами особое значение приобретает проблема надежности. Надежностью называют способность изделия выполнять за­данные функции, сохраняя эксплуатационные показатели в за­данных пределах в течение требуемого промежутка времени или требуемой наработки. Основные термины, номенклатура показателей и методы испытаний надежности устанавливаются стандартами. Приведем определения основных показателей надежности и связанных с ней понятий.

Отказ – событие, заключающееся в нарушении работоспособ­ности. Различают полные отказы, когда становится невозмож­ным дальнейшее использование изделия, и частичные, при кото­рых изделие может частично выполнять свои функции. На хими­ческих предприятиях одни отказы могут привести к частичному или полному останову процесса, получению брака, а другие, бо­лее серьезные – даже к авариям.

Наработка – продолжительность или объем работы изделия в данных условиях в течение рассматриваемого периода.

Безотказность – способность изделия сохранять работоспо­собность в течение некоторой наработки без вынужденных пе­рерывов.

Ресурс – наработка изделия до предельного состояния, ого­воренного в технической документации. Различают ресурс до первого ремонта, межремонтный, назначенный, средний и др.

Согласно теории надежности все изделия делятся на два класса: невосстанавливаемые (не подлежащие восстановлению в случае отказа) и восстанавливаемые. Примерами изделий первого класса могут быть электронные лампы, резисторы, конден­саторы. Хотя некоторые из них и могут быть восстановлены, но затраты времени и сил на такую работу неоправданно велики. Примерами восстанавливаемых изделий являются манометры, потенциометры, ЭВМ, системы управления технологическими ап­паратами и машинами.

Требования к надежности изделий определяются последст­виями их отказов. Повышение надежности изделия связано с увеличением затрат на его проектирование и изготовление, од­нако при этом уменьшаются затраты на эксплуатацию (ремонт) этих изделий.

Методы повышения надежности. Надежность изделий закла­дывается при их разработке, обеспечивается при изготовлении и поддерживается в ходе эксплуатации. С целью повышения надежности электрических схем, например, широко применяют метод недогрузки элементов по току и напряжению (по сравнению с паспортными значениями).

Эффективным методом повышения на­дежности изделий является резервирование – повышение надеж­ности изделия путем введения резервных (избыточных) частей, которые могут продолжать выполнять функции основных элементов в случае их отказа. Резервирование позволяет построить сколь угодно надежную схему из малонадежных элементов. Существует несколько спо­собов резервирования. Если резервные устройства подключены к основным постоянно, резервирование называется постоянным. Когда резервные устройства подключаются только после отказа основных устройств, то это – резервирование замещением. Оно может быть нагруженным (третий резерв), ненагруженным (холодный ре­зерв) и облегченным (теплый резерв).

В ходе эксплуатации изделия требуется безоговорочно вы­полнять все действующие инструкции и предписания (правила включения изделия в работу, сроки и порядок проведения пре­дупредительных ремонтов, в частности своевременную замену отдельных элементов по окончании установленного для них сро­ка службы и т. п.).