Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Обзор методов контроля достоверности и надежности информационного обеспечения АСУТП и постановка задачи 10
1.1 Обзор методов контроля и повышения достоверности информационного обеспечения АСУ ТП 10
1.2 Краткий обзор литературы по проблемам надежности информационного обеспечения современных АСУ ТП 29
1.3 Выводы по анализу технической литературы. Постановка цели и задачи диссертации 60
Глава 2. Усовершенствование алгоритмов контроля и повышения достоверности исходной информации АСУ ТП 63
2.1 Общая постановка задачи 63
2.2 Алгоритм замещения не измеряемого параметра при наличии функциональной его зависимости с другим измеряемым параметром 66
2.3 Усовершенствование алгоритмов замещения не измеряемого при отказе ИС параметра при отсутствии возможности косвенной оценки по значению другого измеряемого параметра
2.4 Комбинированный способ замещения не измеряемого параметра при отказе ИС 89
2.5 Усовершенствование алгоритма повышения достоверности параметров не связанных функционально с другими измеряемыми параметрами 90
2.6 Выводы по второй главе 94
Глава 3. Методика и расчет основных показателей надежности измерительных систем АСУТП 96
3.1. Общие положения 96
3.2. Расчет показателей надежности измерительных систем АСУТП на базе программно-технических комплексов 99
3.3 Оценка показателей надежности системы „УСО-АРМ" 105
3.4 Расчет показателей надежности периферийного уровня измерительных систем 110
3.5 Разработка рекомендаций по повышению надежности нижнего уровня измерительных систем 1 16
3.6 Выводы по третей главе 123
Глава 4. Методика выбора оптимальной структуры измерительных систем АСУ ТП на базе ПТК 125
4.1 Общие положения — 125
4.2 Постановка задачи выбора оптимальной структуры измерительной системы 126
4.3 Выбор метода решения многокритериальной задачи 131
4.4 Анализ показателей надежности и экономичности работы схем измерений температуры в информационных системах АСУ ТП 136
4.5 Выводы по четвертой главе 154
Заключение и основные результаты работы 156
Библиографический список использованной литературы — 158
- Обзор методов контроля и повышения достоверности информационного обеспечения АСУ ТП
- Алгоритм замещения не измеряемого параметра при наличии функциональной его зависимости с другим измеряемым параметром
- Расчет показателей надежности измерительных систем АСУТП на базе программно-технических комплексов
- Постановка задачи выбора оптимальной структуры измерительной системы
Введение к работе
Актуальность темы исследования. Информационное обеспечение систем управления является одной из основных функций АСУТП и базируется на измерении большого количества различных технологических параметров. Требования к качеству этих систем формируется под влиянием современного уровня развития энергетических установок, характеризуемых интенсификацией технологических процессов и использованием высокоэкономичных энергетических агрегатов большой единичной мощности.
Достоверность измеряемой информации и надежность ее доставки потребителям - необходимые факторы, обеспечивающие качество
\тпопїїРиио n^t^vrrvAif г»аг»и»та и оиатттла Т^ТТ пиогиллтиілті тотлчгтттот^л
J lIUbUHlvinui V V UVHIV.Uj ^**W J.W 1.U II UllvWIIlJU * \^я. *j ^цииі HVV KUU1 A Wl\ J XJJ,W± U
состояния оборудования и т.д.
Анализ методов контроля и проверки достоверности информации показывает, что в современных АСУ ТП в основном применяются давно опробованные стандартные алгоритмы контроля достоверности, без использования расширенных возможностей программно-технических комплексов (ПТК). Недостаточное внимание уделяется не менее актуальной проблеме замещения не измеряемых по причине отказа измерительных устройств или каналов передачи информации параметров в периоды их восстановления.
В настоящее время в связи с широким внедрением ПТК при проектировании новых и модернизации старых АСУ ТП ТЭС и АЭС заказчиков систем управления все больше интересуют информационные системы с повышенной надежностью, или другими словами, отказоустойчивые измерительные системы (ИС). Отказоустойчивые ИС должны гарантировать исполнение функций системы за определенный, желательно как можно длительный промежуток времени даже при наличии неисправностей. Это означает не только применение высоконадежных элементов ИС, но и применение проектных решений, при которых отдельные неисправности не влияют на ее работу в целом. Как правило, отказоустойчивые технологии основываются на некоторой избыточности, как информационного характера, так и физического типа (аппаратное резервирование). Оба варианта связаны с удорожанием ИС и при их проектировании возникает проблема выбора оптимальной структуры ИС с целью обеспечения требуемых (или максимальных) показателей надежности с минимальными затратами.
Сказанное выше подтверждает необходимость проведения дальнейших исследований, направленных на усовершенствование систем контроля достоверности и повышения надежности работы измерительных систем с
использованием программных возможностей ПТК и разработки методических положений по выбору оптимальной структуры измерительных систем на базе многокритериального подхода.
Цель и основные задачи. Целью диссертационной работы является разработка и исследование мероприятий по усовершенствованию систем контроля достоверности информации и по повышению надежности и экономичности работы измерительных систем АСУТП на базе ПТК энергоблоков ТЭС и АЭС.
Для достижения этой цели решались следующие задачи:
Анализ систем контроля достоверности информации в АСУ ТП без ПТК и их усовершенствование с использованием возможностей ПТК.
Усовершенствование алгоритмов замещения не измеряемых параметров при метрологических и параметрических отказах в измерительных системах.
Усовершенствование методических положений для расчета показателей надежности измерительных систем АСУ ТП на базе ПТК.
Разработка рекомендаций по повышению надежности работы измерительных систем АСУ ТП.
Разработка методических положений для выбора оптимальной структуры измерительных систем на основе многокритериального подхода по надежностному и стоимостному критериям.
Научная новизна работы заключается в следующем:
1. Разработаны методические положения и алгоритмы:
по оценке значения не измеряемого по причине отказа измерительной системы параметра по значению функционально связанного с ним измеряемого параметра в период восстановления отказавшего элемента ИС;
по оценке значений параметра измеряемого одним датчиком и функционально не связанного с другими измеряемыми параметрами в период восстановления отказавшего элемента ИС на основе использования автокорреляционных функций;
корректировки измеренных значений измеряемого одним датчиком параметра на основе предложенного принципа равного деления случайных погрешностей между измеренными за определенный период значениями данного параметра.
2. Для восстанавливаемых измерительных систем без резервирования, а
так же для ИС с постоянным резервированием измерительных
устройств и со скользящим резервированием линий связи получены
обобщенные выражения для оценки основных показателей надежности
элементов измерительной системы и измерительных систем различной
структуры.
Для ИС повышенной надежности предложено применить рабочее резервирование линии связи, и показано, что такая структура ИС совместно с постоянным резервированием элементов ИС периферийного и верхнего уровней позволяет многократно увеличить среднее время наработки на отказ ИС в целом.
Разработана методика выбора оптимальной структуры ИС на базе двухкритериального подхода с учетом факторов надежности и экономичности. В качестве критерия по надежности предложено использовать среднее время наработки на отказ, а в качестве критерия по экономичности предложено использовать дисконтированные затраты с учетом дополнительных «штрафных» затрат на ремонтное обслуживание при отказах элементов ИС и ИС в целом за период жизненного тгикла АСУ ТП.
Конкретное личное участие автора в полученных результатах заключается в разработке методических положений и алгоритмов усовершенствования систем контроля достоверности и повышения надежности работы измерительных систем с использованием программных возможностей современных ПТК и разработки методических положений по выбору оптимальной структуры измерительных систем на базе многокритериального подхода.
Автор также провел расчеты на основе вышеуказанных методических положений, проводил анализ полученных результатов, определил условия и ограничения для реализации разработанных алгоритмов
Достоверность полученных результатов обеспечивается применением современных методов математического моделирования и математических методов оптимизации, сравнением полученных результатов с аналогичными данными, полученными другими авторами.
Практическая ценность выполненной работы заключается в том, что разработанные методические подходы и их реализация в рамках конкретных алгоритмов позволяют усовершенствовать системы контроля достоверности информационного обеспечения АСУ ТП на базе ПТК, повысить надежность работы как отдельных элементов измерительных систем, так и системы в целом. Алгоритм выбора оптимальной структуры измерительных систем на базе двухкритериального подхода с учетом факторов экономичности и надежности может быть использован на этапе проектирования ИС АСУ ТП. Методические положения и алгоритмы, разработанные автором, используются в учебном процессе на кафедре АСУ ТПМЭИ(ТУ).
Апробация работы. Научные результаты и положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на научных семинарах, на заседании кафедры АСУ ТП МЭИ (ТУ), на XIII
Международной научно-технической конференции студентов и аспирантов "Радиоэлектроника, электротехника и энергетика", 1-2 марта 2007г. и на XIV Международной научно-технической конференции студентов и аспирантов "Радиоэлектроника, электротехника и энергетика", 28-29 февраля 2008г.
Публикации. По теме диссертационной работы опубликовано три печатные работы.
Структура и объем диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, заключения, библиографического списка использованной литературы из 115 наименований. Основная часть работы изложена на 169 страницах машинописного текста, содержит 24 рисунка и 17 таблиц.
Обзор методов контроля и повышения достоверности информационного обеспечения АСУ ТП
Эффективность АСУТП электростанций в значительной мере обусловлена точностью измерений технологических параметров. Достоверность измеряемой информации - один из факторов, напрямую влияющих на эффективность функционирования широкого класса систем регулирования и управления, результаты расчета и анализа ТЭП. Отсутствие достоверных данных на входе приводит к искажению выходных результатов, что в свою очередь снижает качество управления. Вместе с тем, несмотря на то, что в современных АСУТП используются новейшие приборы высокой точности и современные микропроцессорные технологии, для ряда параметров ТЭС и АЭС точность измерений ниже нормативных требований, что в конечном итоге может привести к негативным последствиям как при расчете технико-экономических показателей оборудования, так и в процессе регулирования и управления [76].
Требования к качеству информационного обеспечения АСУ ТП формируется под влиянием современного уровня развития энергетических установок, характеризуемого интенсификацией технологических процессов и использованием агрегатов большой единичной мощности. Рост скоростей протекания технологических процессов привел к необходимости значительного увеличения скоростей измерения и доставки информации -одно из ключевых требований к качеству информационного обеспечения. Рост количества измеряемой информации, как следствие увеличения единичной мощности агрегатов, обусловил качественное изменение структуры АСУТП, выразившееся в использовании программно-технических комплексов (ПТК). Применение ПТК предъявляет качественно более высокие требования к достоверности и надежности информационного обеспечения.
Таким образом, качественное информационное обеспечение современных АСУ ТП на базе ПТК базируется на двух взаимосвязанных проблемах - получение достоверной информации и надежная доставка этой информации конечному потребителю.
Исходная информация о текущем состоянии объекта управления поступает в ПТК по многим десяткам, а иногда и сотням информационно-измерительным каналам (ИИК). С увеличением их числа растет вероятность поступления в систему недостоверной информации, в связи с чем, одной из важнейших функций первичной обработки информации АСУТП является контроль её достоверности.
Недостоверная исходная информация появляется при отказах ИИК, которые принято делить на полные и частичные (метрологические). Полный отказ наступает при выходе из строя измерительного преобразователя или повреждении линии связи с вычислительным комплексом. При частичном отказе технические средства сохраняют работоспособность, однако погрешность измерения соответствующего параметра становится выше допустимого значения.
Известные в настоящее время методы контроля, повышения достоверности измерений и диагностики информационно-измерительных каналов основаны на совершенствовании аппаратурных решений или использовании информационной избыточности в различных звеньях системы. Обнаружение полных отказов ИИК является гораздо более простой задачей, чем выявление частичных отказов. В случае диагностики полных отказов недостоверное значение параметра заменяется достоверной оценкой, в качестве которой, как правило, используется предыдущее достоверное значение этого параметра или его значение, усредненное за некоторый интервал времени, предшествующий моменту обнаружения отказа ИИК. Последний способ применяют для наиболее ответственных параметров, например, расходов, значения которых используют при расчете ТЭП [43].
Допусковый контроль (контроль по уставкам) параметров широко используются в алгоритмах контроля и повышения достоверности результатов измерений с целью исключения из рассмотрения грубых ошибок измерений [101]. Контроль достоверности по этому алгоритму заключается в проверке выполнения условия (1.1) для каждого значения сигнала измерительной информации, поступающего при очередном опросе ИИК. Этот алгоритм применим как для стационарных, так и для нестационарных процессов. В этом случае граничные значения уін и у в условии (1.1) являются не константами, а функциями времени.
Основным недостатком допускового контроля по измеряемым параметрам является то, что оценка работы оборудования производится в целом без локализации причины отклонений параметров [40].
Алгоритм допускового контроля по скорости изменения сигнала измерительной информации является более универсальным. Это объясняется тем, что большинство контролируемых процессов по своей природе достаточно инерционны.
Алгоритм замещения не измеряемого параметра при наличии функциональной его зависимости с другим измеряемым параметром
В случае полного или частичного отказа измерительной системы при одинарном измерении параметра X, одним из возможных вариантов его замещения является определение значения не измеряемого в данный момент параметра X по значению измеряемого параметра Z, функционально связанного с X. Такой параметр по возможности должен быть связан с X по малоинерционному каналу (с целью исключения временного фактора) и не должен быть подвержен сильным посторонним возмущениям, влияющим на Z, помимо X.
При таком способе возникает вопрос, с какой точностью можно вычислить X при известной погрешности измерения Z, или каким условиям должно соответствовать измерение параметра Z для обеспечения оценки X с заданной погрешностью. Для ответа на эти вопросы воспользуемся методикой, изложенной в [105] для решения аналогичной проблемы, а именно - вычисление погрешности не измеряемого параметра по известной погрешности измеряемого параметра функционально связанного с ним.
Если предположить, что зависимость Z=j{X) линейна или линеаризуема в реальном (требуемом) диапазоне изменений X и Z, связь между показателями точности Хя Z может быть выражена соотношениями: где X, Dx, Z , Dz - оценки значений среднего уровня и дисперсии X и Z за определенный промежуток времени; К 2Х - статический коэффициент передачи канала связи от X к Z, [единиц Zj/Іеддниц X]; zx- коэффициент динамического ослабления дисперсии Dx каналом связи, отражающий статические характеристики параметра Z и динамику канала связи [105].
Статический коэффициент передачи К zx определяется на базе экспериментальных данных: » = Z"CA , (2-3) / л ис где Z#c j Xис - средние оценки параметров Z и X (оценка математического ожидания) за определенный промежуток времени до появления отказа в ИС при измерении параметра X. z=IZ/, =! ,, (2.4) п /=1 п ых Dz=- r±{Zt-Z)\ Д, =-і-( ,- )а, (2-5) где п - число измерений. Сложнее вычислить значение коэффициента динамического ослабления дисперсии Dx каналом связи %Zx По данным [105] для малоинерционных каналов связи между Z и X значение zx находится в пределах 0,95 - - 0,98. Для более точного расчета можно воспользоваться методикой, приведенной там же. Рассмотрим постановку задачи для следующих условий: между параметрами X и Z имеется линейная функциональная зависимость Z = j{X)\ в интервале времени t\ в условиях нормального функционирования измерительных каналов , статистические характеристики (при одинаковом количестве измерений X и Z в интервале t[) параметров X и Z имеют следующие значения: здесь X, Z — математические ожидания X и Z в конце интервала ґ] при числе измерений X и Z, равном гс; х , z- математические ожидания дисперсии X и Z; Xt и Z, - текущие значения X и Z; 8z, дх абсолютные погрешности измерений X и Znpn заданной достоверности # , =у(и) (при п 30, а = 1,96). На рис.2.2 te - время восстановления измерительного канала X, te - время необходимое для обеспечения „т" измерений параметра „Z", t"e - время оценки параметра ,Д" по величине „Z"; в конце интервала t\ произошел отказ измерительного канала параметрами потребуется время tB для его восстановления; необходимо определить требования к показателям параметра Z, выполнение которых обеспечит возможность косвенной оценки значения параметра X с заданной погрешностью в интервале восстановления отказа (te) его канала измерения.
Пример расчета: При анализе текущих показателей экономичности турбоустановки требуется расчет фактического КПД проточной части турбины, для чего наряду с другими необходимыми параметрами используются измеренные и усредненные за определенный промежуток времени давление пара в регенеративных отборах турбины. При метрологических или аппаратных отказах измерения давления пара в отборе турбины для замещения (оценки) недостающего его значений можно использовать расчетную зависимость [91]:
Одновременно в [105] отмечается, что длительность реализации опыта при практических вычислениях допускается уменьшить в 1,5+2 раза, если интервал дискретности между очередными измерениями меньше чем величина ткорр (в нашем случае он составляет 0,5мин.). Следовательно, на основании такого допущения можно считать, что приведенные в табл.2.1 опытные данные качественно правильно отражают суть взаимосвязи между расходом пара и давлением в отборе турбины и могут быть использованы для исследования работоспособности предлагаемого выше алгоритма.
Расчет показателей надежности измерительных систем АСУТП на базе программно-технических комплексов
В целях повышения надежности технических и программных средств программно-технических систем АСУТП принимаются следующие меры: сетевые магистрали Ethernet делаются дублированными с автоматической реконфигурацией сети в случае отказа сегментной сетевой магистрали или сетевых концентраторов; в каждой контроллерной стойке контроллер имеет резервный комплект, включенный в режиме „теплого" резервирования и включающийся автоматически («безударное» переключение) в случае неисправности (или отказа) основного комплекта; аппаратура оперативных АРМов и серверов баз данных также дублируются; предусматривается возможность «горячей» замены любого отказавшего модуля контроллера путем его изъятия из коммутационной панели и установка взамен его исправной модули без отключения питания. Предусматривается диагностика программных модулей и других составных систем контроллеров. Эти меры обеспечивают высокую надежность системы "УСО - контроллер - АРМ оператора-технолога" [60]. По данным [65], эксплуатационная надежность периферийного оборудования, взаимодействующего с ПТК, в 5-20 раз ниже эксплуатационной надежности технических средств этих ПТК, что существенно снижает эксплуатационную надежность функций АСУ ТП в целом.
В связи с вышеуказанным становится очевидным, что основным направлением повышения надежности информационного обеспечения АСУ ТП на базе ПТК в целом является разработка и внедрение мероприятий по повышению надежности измерительных устройств (датчиков) и систем связи их с УСО.
Системы измерения и контроля технологических параметров, дистанционного управления, защит и регулирования на ТЭС и АЭС относятся к восстанавливаемым системам, так как входящие в их состав элементы после отказа либо восстанавливаются (в процессе ремонта), либо заменяются исправными резервными элементами.
В случайные моменты времени tB\, tB2, ... система отказывает, затем в течение АґвЬ Atu2, ... восстанавливается. Для однотипных измерительных систем наработка t\, U, ... и длительность восстановления Аґв1, Дґв2, ... имеют функции распределения F\(t), F2(t), ..., F{t) и FB\(f), FB2(t), FBl(t).
Для различных этапов эксплуатации энергоблоков (периоды освоения, нормальной эксплуатации и т.д.) эти функции различаются, но обычно для оценки эффективности того или иного метода рассматривается наиболее длительный период нормальной эксплуатации в предположении, что функции F{i) и FB(t) не зависят от числа предшествующих отказов и восстановлений [81].
Известно, что на участке нормальной эксплуатации экспоненциальное распределение с удовлетворительной достоверностью описывает функционирование систем и их элементов и это позволяет для процесса восстановления при ординарных независимых отказах представить анализируемые системы в виде Марковских процессов (процессы без последствия, когда состояние элемента в будущем не зависит от его прошлого, т. е. от того, каким путем он подошел к настоящему состоянию) с непрерывным временем и использовать для анализа показателей их надежности систему линейных дифференциальных уравнений первого порядка [57, 58, 106].
При этом для восстанавливаемых систем принимаются следующие допущения после отказа любого из последовательно соединенных элементов система отказывает, все исправные элементы отключаются, отказавший элемент восстанавливается; во время восстановления отключенные элементы не отказывают и после их включения, вместе с восстановленным элементом, система функционирует нормально.
АСУ ТП относится к многофункциональным системам, функции которых имеют различную значимость и соответственно характеризуются разным уровнем требований к надежности их выполнения. Согласно ГОСТ 24.701-86 [24] количественное описание, анализ и оценку надежности АСУ проводят по каждой функции АСУ в отдельности, а в соответствии с ГОСТ 27.003.90 [26] для систем, имеющих канальный принцип построения, требования по безопасности и ремонтопригодности допускается задавать в расчете на один канал. В связи с этим показатели надежности будем рассчитывать применительно к одному каналу. Это означает, что показатели надежности элементов ИС, общие для группы каналов измерений (УСО, контроллеры, коммуникационная аппаратура и связи контроллер-АРМ) одинакова для всех каналов измерений.
Как было показано выше, все указанные элементы ИС АСУ ТП на базе ПТК выполнены с „горячим" резервированием, в связи с чем, как в отдельности, так и как общий элемент информационной системы АСУ ТП имеют высокие показатели надежности.
Система управления по схеме 3.3(a) применялась в первых вариантах внедрения ПТК и отличается тем, что ПТК в составе УСО и контроллеров устанавливаются в щите управления (или в близи него), связь между контроллерами ПТК и автоматизированными рабочими местами (АРМ, АС, PC и др.) осуществляется через коммуникационные устройства и общестанционные сети (ОС). В этом варианте сигналы от измерительных устройств (датчиков) поступают в УСО напрямую (или через промежуточные преобразователи при необходимости). В варианте 3.3(6) используются удаленные (так называемые „полевые") УСО и контроллеры, которые выполняют все функции сбора, обработки, проверки достоверности определенной группы ИУ (как правило, по агрегатному принципу). При этом на верхний уровень передается значительно меньшее количество информации. В этом варианте частично используется принцип 3.3(a) для параметров, не охваченных удаленными ПТК. Разновидностью схемы 3.3(6) является установка малогабаритных УСО и К (так называемых „интеллектуальных" модулей [85]) непосредственно у объекта управления с целью сокращения большого количества контрольного и компенсационного кабеля одним интерфейсным кабелем.
Вариант распределенной системы З.З(в) используется в последние годы рядом разработчиков АСУ ТП при использовании „интеллектуальных" датчиков, представляющих собой датчик, преобразователь, УСО и микроконтроллер как единый комплекс. В этом варианте все программное обеспечение системы управления, включая АРМ, АС, и PC сконцентрированы в центральном сервере.
Постановка задачи выбора оптимальной структуры измерительной системы
Основным недостатком приведенных в пунктах 2 и 3 постановок заключается в том, что при применении критериев выбора типа „ и " сравнение вариантов между собой некорректно в связи с тем, что при соблюдении этих условий, например, по вероятности безотказной работы различных ИС, выполняющих одинаковые функции, абсолютные показатели могут значительно различаться между собой. Недостаток постановки в соответствии с пунктом 1 является то, что вариант, соответствующий условию max(Fu), может не удовлетворять нормативным показателям по надежности.
Такое допущение можно обосновать тем, что в теплоэнергетических объектах системы технологических защит, как правило, формируются отдельно от других систем. Требования, предъявляемые по надежности к измерительным системам, выполняющие функции информационного, расчетного характера и др., примерно одинаковы. В случае если измерительная система проектируется для выполнения совмещающих функций, включая функцию защит, то очевидно, выбор структуры ИС необходимо выполнить с обеспечением требований к надежности системы защиты, т.к. расчет по выражению (4.7) приведет (при bJm3. 1,0) к некоторому снижению надежности этой системы.
Стоит отметить также, что выбор весовых коэффициентов в выражении (4.7) тоже представляет проблему, решение которой, как правило, базируется на знание эксперта в лице проектировщика системы, а это означает, что разные проектировщики будут по-разному подходить к оценке величины bj.
Сложностью применения метода заключается в необходимости приведения всех критериев Ft к одинаковой размерности или к безразмерному виду. Кроме того, выбор весовых коэффициентов у% всегда проблематичен, так как каждый эксперт по-своему оценивает важность критериев, что в конечном итоге приводит к неопределенности и нечеткости полученного „компромиссного" решения.
Метод „главного" критерия, суть которого заключается в выборе из всех исходных критериев F, одного, наиболее важного с точки зрения постановки конкретной задачи, а остальные критерии учитываются в виде дополнительных ограничений. Так если из / = 1,2,...,/? критериев i = k принять в качестве главного, a Ft (где / = 1,2,...,// и пФк) критерии ограничивать их допустимыми пределами изменений, то исходная задача преобразуется в однокритериальную задачу.
Недостатком данного метода является то, что не в каждой задаче можно четко выделить главный критерий. Кроме того, сложной, а иногда неразрешимой проблемой является четкое определение допустимых границ второстепенных критериев, поэтому данный метод рекомендуется к применению в тех задачах, где для второстепенных критериев четко определены граничные условия их существования.
В дальнейших расчетах приняты следующие исходные положения: - стоимостные и надежностные характеристики датчиков температуры взяты по прейскурантам и каталогам фирм-изготовителей (следует отметить очень большой разброс этих показателей по разным источникам и прейскурантам, поэтому в расчетах за основу приняты усредненные значения этих показателей); - по данным [105] причинами отказа датчиков температуры составляют: полный выход из строя датчика (20-4-0% от общего числа отказов), метрологический отказ (30- -50%) и прочие (распайка контактов, короткое замыкание, отказ питания и др. (2(Н-25%)); в расчетах принято, что при полном отказе датчика производится его замена на аналогичный и также принято, что все остальные ремонтные работы входят в обязанности обслуживающего персонала, в связи с чем их стоимость в расчетах не учитывались; - средняя длина кабеля от места установки датчиков до УСО (контроллера) верхнего уровня принята 300м.; - при стандартном подходе каждый датчик подключается к распределительной коробке с помощью индивидуальной пары проводов (обычно экранированной витой пары), но поскольку каждый кабель имеет три контакта (включая экран), число контактных соединений в распределительной коробке равно утроенному числу датчиков (рис.4.4); - распределительная коробка подключается к кросс-панели тем же числом контактных соединений, и кросс-панель подключается к платам ввода-вывода тем же числом контактных соединений; - для измерительной системы с установкой удаленного контроллера без резервирования по рис.4.3(г) схема контактных соединений показана на рис.4.5, а с резервированием по рис.4.3(д) - на рис.4.6; 137 - для измерительной системы на базе полевой шины Fieldbus число контактных соединений и число кабелей значительно сокращается (рис.4.7); - для измерительной системы с интеллектуальным датчиком приняты схемы без резервирования и с резервированием датчика, без резервирования линии связи, а схема контактных соединений приведена на рис.4.8; - при аварийном выходе из строя промежуточного преобразователя принято, что он заменяется на аналогичный; - принимается, что при отказах остальных элементов измерительной системы (устройство ввода-вывода, линия связи и т.д.) восстановительный ремонт производится без их замены, а стоимость ремонтных работ в расчетах не учитывается.
