DCS可靠性分析
在役DCS运行性能评估与可靠性分析
工程 设 计 及 标 准
石
油
化 工
自
动
化 ，２ ０ ，５： ２ ０９ ２
ＡＵＴ０Ｍ ＡＴ１ ０Ｎ Ｎ Ｉ ＰＥＴＲｏ ＣＨＥＭ Ｉ ＣＡ Ｌ Ｉ ＮＤＵ Ｓ ＴＲＹ
在役 Ｄ Байду номын сангаас运行 性 能评 估 与 可靠 性 分 析 Ｃ
王秉 仪 张 惠 良 ， ， 左
２ ．北 京 安 稳 优 科 技 有 限 公 司 ， 京 北
ｐ ｒ ｏ ｍａ ｅ ｅ ｌ ａ ｉ ｎ ｅ ｉｂｉｉｙ ａ ａ ｙｓｓｍ ｅ ｈｏ ｆｆ ｚ ｙ ｈｉ ｒ ｒ ｈｙ ｂ ｅ ｋｄ ｗｎ ｆ ｒｏｐ ｒ ｔ ｄ ＤＣＳ ｉ ｅ ｆ ｒ ｎｃ ｖａ ｕ ｔｏｎ ａ ｄ ｒ ｌａ ｌｔ ｎ ｌ ｉ ｔ ｄ ｏ ｕ ｚ ｅ ａ ｃ ｒ ａ ｏ ｏ ｅ ａ ｅ ｓ
ｉｔｏ ｕ ｅ ａ ｅ ｉ ３ｓ ｔ ｆＤＣ ｎ ｊ ｒｉ ａ ｔ ｇ ｆｃｏ ｓｓ ｃ ｓＤＣＳ ｐ ｗｅ ｕ ｐ ｙ，ｈ ｒ ｗａ ｅａ ｄ ｎ ｒ ｄ ｃ ｄｂ ｓ ｄＯｌ ｅ ｓｏ Ｓ ａ ｄｍａｏ ｍｐ ｃｉ ａ ｔ ｒ ｕ ｈａ ｎ ｏ ｒｓ ｐ ｌ ａ ｄ ｒ ｎ
集散控制系统_DCS_在生产应用中的可靠性评估与建议
作者简介：陈再良，高级工程师，１９７６年７月毕业于中南工大自动化系电子技术专业，现任中石化长岭分公司计算机所安全主管。
摘要介绍了集散控制系统（ＤＣＳ）可靠性评估，并结合长岭分公司应用的实际，提出了目前ＤＣＳ在应用于生产控制过程中存在的问题及解决办法。
关键词ＤＣＳ可靠性分析风险随着科学技术的高速发展，炼油化工自动化水平日益提高，应用于生产过程的集散控制系统（ＤＣＳ）已成为企业生产的重要硬件设施，在生产中起着越来越重要的作用。
ＤＣＳ的运行状况直接影响着企业的安全生产和经济效益，一套生产装置的集散控制系统就好比一个人的大脑，指挥着整个生产装置的运行，因此其系统的可靠性非常重要。
为确保生产过程中的人身安全、设备安全、产品质量安全以及环境不受污染，应对生产过程中的ＤＣＳ系统进行可靠性评估，应对用中存在的问题进行分析，制定消除或减小风险的措施。
１ＤＣＳ的可靠性评估１．１工业生产过程对ＤＣＳ的可靠性要求国际上可靠性工程的研究始于２０世纪５０年代。
从早期的生产过程控制系统可以看出，一个系统如果只有功能指标，而没有安全可靠性指标，它最多只能用于试验。
从石化系统在２０世纪７０年代末８０年代初投用的一些专用集中控制系统来看，都是采取常规仪表与控制系统并行运行，根本不敢把控制系统单独用于生产控制，这是因为这些系统的安全性、可靠性没有保证。
目前，在石化系统ＤＣＳ已基本取代了专用控制系统和常规仪表而单独应用于工业生产过程。
就中石化长岭分公司来说，用于生产自动控制的ＤＣＳ系统已遍及全厂。
这些生产过程都具有如下共同的特点：一是由于生产过程的复杂程度和自动化程度都很高，操作人员对自控系统的依赖性越来越大；二是生产过程的危险性很大，如果系统发生故障，不但会破坏被控设备，使瞬间停产造成的直接经济损失远远超过控制系统本身价值，而且会危及生产人员安全，甚至会造成工厂毁灭性的灾难。
因此，大规模的工业生产过程控制对ＤＣＳ在安全性能上提出了严格要求：ａ）ＤＣＳ系统必须保证能长周期连续地无故障运行，也就是说，装置生产期间，系统的运行率要达到１００％。
DCS系统的安全性与可信度评估
DCS系统的安全性与可信度评估DCS系统是指分布式控制系统，它在工业自动化领域发挥着重要作用。
然而，随着网络技术的不断发展，DCS系统也面临着安全性与可信度的挑战。
本文将就这一问题展开探讨，并对DCS系统的安全性与可信度评估进行深入分析。
一、DCS系统的安全性评估1.1 定义安全需求在进行DCS系统的安全性评估之前，首先需要明确安全需求。
安全需求包括物理安全、网络安全和数据安全等方面。
物理安全确保DCS系统的硬件设备和控制设备受到保护，防止未经授权的访问和破坏。
网络安全保障DCS系统的通信网络的安全性，防止攻击者通过网络入侵系统。
数据安全确保DCS系统中的敏感数据受到保护，防止数据泄露和篡改。
1.2 评估系统的脆弱性评估DCS系统的脆弱性是评估其安全性的重要环节。
通过对系统进行渗透测试、漏洞扫描和安全演练等手段，可以发现系统中的潜在漏洞和脆弱性，并采取相应的措施进行修补和加固。
1.3 设计安全策略在评估了DCS系统的脆弱性后，需要制定相应的安全策略来提高系统的安全性。
安全策略可以包括防火墙的设置、加密算法的应用、访问控制的管理等方面。
通过合理的安全策略可以有效地减少系统遭受攻击的风险。
二、DCS系统的可信度评估2.1 确定可信度要素要评估DCS系统的可信度，首先需要确定可信度的要素。
可信度要素包括系统的可用性、可靠性和可检测性。
可用性指系统能够按照预定要求进行工作的能力；可靠性指系统在给定时间内能够按照要求提供服务的能力；可检测性指系统能够及时、准确地检测出异常行为和故障的能力。
2.2 评估系统的性能评估DCS系统的性能是评估其可信度的重要环节。
通过对系统的吞吐量、响应时间和资源利用率等性能指标进行评估，可以了解系统的性能状况，判断系统是否能够满足实际应用要求。
2.3 进行故障分析在评估了系统的性能后，需要进行故障分析，找出系统的潜在故障点和问题所在，并采取相应的措施进行修复和增强。
故障分析可以通过故障树分析、故障模式与影响分析等方法进行。
浅谈DCS控制系统的可靠性
文章 编号 ：０ ９９ ４ （００ ｉ— ０６ Ｏ １０ — １Ｘ２ １） ００６ 一 １
１引 言
随着控 制技 术 、计算机 技术 和通 信技 术 的飞速 发展 ， Ｃ 控 制系 统具 有 ＤＳ 了生产 上 的分 散控 制 和 管理 上 的集 中统 一双 重优 点 。因此 ， 在石 油 、 化 其 工 、发 电厂 等行 业 的工业 控制 中得 到 了广泛应 用， 在工 业控 制 的生产过 程 中 发 挥着 越 来越 重 要 的 作 用 。 ２ ＤＣ 控 制 系统 的可 靠性 Ｓ Ｄ Ｓ控制 系统 又称 为分散 控制系 统 或分布 式控 制系 统， ｄ ｓ ｒ ｂ ｔ ｄ Ｃ 是 ｉ ｔ ｉ ｕ ｅ ｃｎｒｌｓｓｅ ｏ ｔ ｏ ｙ ｔ ｍ的简称 。而 Ｄ Ｓ Ｃ 控制 系统 的可 靠性 直接影 响到 人们 的生命 生活 、生命安 全和企 业 的安全 生产， 例如 ， 电力 行业 中作为机 组控 制核 心的 在 Ｄ Ｓ 系统 的可靠 性将会 影响 到机组 的安全 运行和 供 电质量 ： Ｃ 控制 化工行 业作 为 个高 危 行业 ，其 生 产 过程 具 有 易 燃 、易爆 、高 压 、高温 、腐 蚀 、有 毒 、 有 害等特 点， Ｄ Ｓ控 制系 统 的可靠性 要 求更 高 。 对 Ｃ 本 文将通 过分析 影 响Ｄ Ｓ 制 系统可 靠性 的各种 因素， Ｃ控 最后 找 出提高Ｄ Ｓ Ｃ 控 制系 统 可靠 性 的具体 措 施 。
一
果操 作人员 不具备 相应 的专业 知识， 了解Ｄ Ｓ 不 Ｃ 控制系 统中硬 件作用 和软件 性 能， 不能 按照 操作 规程 正确 操作 ， 会直 接影 响控 制 系统 的正 常工 作 。 就
４ 提高 Ｄ 控 制 系统 可靠 性 的措 施 ＣＳ 针 对影 响 Ｄ Ｓ Ｃ 控制 系统可 靠性 的各种 影响 因素， 以从改善 其使 用环境 、 可 采取 抗干 扰 措施 、选 择适 合 的控 制 系统 和提 高 操作 人 员 的素质 四 个方 面入 手， 取 有针 对 性 的措施 进 行提 高 。 采 ４ １ 改善 Ｄ Ｓ控制 系统 的使用环 境 ． Ｃ 由于ＤＳ Ｃ控制 系统对 使用 环境有 严格 的要求 ， 因此 一定要采 取措施 改善其 使用 环境满 足温 度 、湿度和 清 洁度 。例如 ， 装分 体式 空调使 环境 温度 保持 安 在２ ２ ： ３± ℃ 加过 滤换风 机满 足新鲜 空气 的补 充， 避免 Ｄ Ｓ 制系统 的操作 室 Ｃ控 内空 气浑浊 。安装 空 调 的时候也 必须 注 意两个 问题 ， 是空调 的 出入风道 避 一 免正对 ＤＳ Ｃ控制 系统 中的 电子设 备和机 柜， 以防夏 天冷凝 水渗 到 电子 设备或 机 柜 内部影 响 Ｄ Ｓ Ｃ 控制 系统 的可靠 性 。二 是考 虑操作 室和 机柜室 之 间的冷热平 衡 问题， 应保 证 整个 系 统所 有设 备 的通 风 能力 ４ ２采 取抗 干扰措 施 ． 针对 电源干扰 首先采取性 能优 良的电源来抑 制 电网电压波动 引入的干扰， 同时在 电源进 线端 加设 ＬＣ滤波 网络来 吸收 高次谐 波 。针对干 扰特别 严重 的 ｈｏＲ ｉＳｎａＴｎｇｅＷ ｎＣｃｎｅ ｌ ｉ Ｃ
DCS系统的可靠性与可维护性分析
DCS系统的可靠性与可维护性分析DCS系统（分散控制系统）是一种广泛应用于工业生产过程中的自动化控制系统。
它的主要功能是对生产过程中的参数进行监测和控制，以确保生产系统的正常运行。
在现代工业中，DCS系统扮演着至关重要的角色。
然而，由于其复杂性和高度集成性，DCS系统的可靠性和可维护性成为了工程师们关注的焦点。
DCS系统的可靠性分析旨在评估系统能够持续运行的能力。
它涉及到对DCS系统的各个组件进行故障分析和故障预测。
通过对系统故障的分析，工程师可以识别系统中潜在的故障源，并采取相应的措施来减少故障的发生。
同时，通过故障预测，工程师可以预先采取措施来避免系统故障，确保系统的持续稳定运行。
在进行可靠性分析时，可以采用故障树分析（FTA）和事件树分析（ETA）等方法。
故障树分析可以帮助工程师了解系统中不同组件之间的关系，并判断某个组件故障的概率。
事件树分析则用于评估系统在特定事件发生时的响应能力。
通过综合应用这些分析方法，工程师可以全面评估DCS系统的可靠性，识别潜在的故障和风险，并提出相应的改进措施。
除了可靠性分析，可维护性分析也是保证DCS系统正常运行的关键环节。
可维护性分析包括对系统组件的维护需求评估、维修时间评估以及备件管理等方面的考虑。
通过对DCS系统的维护需求评估，工程师可以确定系统所需的维护措施，包括定期维护、预防性维护和修复性维护等。
同时，维修时间评估可以帮助工程师合理安排维修计划，减少生产系统的停机时间。
备件管理是保证系统可维护性的关键因素之一，工程师需要根据系统的特点和使用情况，合理配置备件资源，以应对突发故障和维修需求。
DCS系统的可靠性与可维护性是相互关联的。
一方面，通过提高系统的可靠性，可以减少故障的发生，从而减少维护需求，提高系统的可维护性。
另一方面，通过合理的维护措施和维护时间管理，可以提高系统的可靠性并降低故障率。
因此，在实际工程应用中，工程师应综合考虑可靠性和可维护性因素，制定相应的管理策略和维护计划，以保证DCS系统的正常运行。
分散控制系统(DCS)的可靠性
分散控制系统(DCS)的可靠性摘要：分散控制系统（Distributed Control System），简称DCS的主要作用是对生产过程进行控制、监视、管理和决策，因此要求它必须具有很高的可靠性，这样才能保证工厂的安全、经济运行。
为了实现这一点，在分散控制系统中采用了许多提高可靠性的措施。
本文主要从可靠性的一般概念、可靠性分析方法、分散控制系统中采用的可靠性措施进行简单的论述。
关键词：分散控制系统（DCS），可靠性概述：可靠性的研究工作随着大规模计算机系统和国际性计算机通信网络的不断发展，可靠性问题己经成为一个十分重要的问题，可靠性理论也在这种形势下不断地发展和完善，可靠性技术的研究内容大致分为四个方面：可靠性设计、可靠性分析、可靠性试验、可靠性管理。
可靠性设计旨在按照一定的技术要求，设计和制造出可靠性高、不易损坏的产品；可靠性分析则是通过对有关数据的收集、分析和计算得出一些关于可靠性问题的评价和结论；可靠性试验是验证系统可靠性是否达到规定指标的手段，它能暴露系统设计中可能存在的问题；可靠性管理着眼于从管理方面提高整个系统的可靠性，例如制定合理的检修周期，配备合适的备品备件，安排适量的检修人员等。
在分散控制系统中，采用了许多提高可靠性的技术措施。
这些技术措施是建立在以下四种基本思想上的：一是要使系统本身不易发生故障，即所谓的故障预防；二是在系统发生故障时尽可能减少故障所造成的影响，即所谓的故障保安和故障弱化；三是当系统发生故障时，能够让系统继续运行，即所谓的故障容许；四是当系统发生故障时，可以在不停止系统运行的情况下进行维修，即所谓的在线维修。
基于这四种基本思想，分散控制系统中采用了各种各样的可靠性措施。
一、系统硬件的可靠性措施1、严格进行质量管理和提高系统硬件水平硬件是系统正常工作的物质基础，也是影响系统可靠性的关键所在。
因此，提高硬件的平均故障间隔时间（MTBF）是提高系统可靠性的重要措施。
火电厂DCS系统安全性和可靠性的分析
火电厂DCS系统安全性和可靠性的分析随着社会和经济的发展，火电厂在能源组合中一直扮演着重要的角色。
而随着科技的进步，火电厂的监控系统也随之不断更新和升级。
DCS（数据控制系统）作为火电厂的监控系统之一，其安全性和可靠性至关重要。
本文将对火电厂DCS系统的安全性和可靠性进行分析，以便更好地了解和提高火电厂的运行效率和安全性。
1. 数据安全性的保障火电厂DCS系统是一个包含大量实时数据和重要操作信息的系统，因此数据的安全性是首要关注的问题。
在火电厂DCS系统中，必须确保所有数据的完整性、机密性和可用性。
为了保障数据的安全性，火电厂DCS系统需要具备良好的网络安全防护措施，采用加密传输技术和数据备份机制，防范外部黑客攻击和内部数据泄露的风险。
2. 系统运行的可靠性火电厂DCS系统对于电厂的运行管理和控制至关重要，因此系统的稳定性和可靠性是其安全性的基础。
在系统设计和运行过程中，需要建立完善的系统故障检测和容错处理机制，确保系统在发生故障时能够迅速恢复，并且不会影响到电厂的正常运行。
3. 人机界面的友好性火电厂DCS系统的操作人员需要通过人机界面与系统进行交互，因此人机界面的友好性也是系统安全性的重要方面。
友好的人机界面能够帮助操作人员更加直观地了解系统的运行状态，及时发现并处理异常情况，降低操作失误的可能性，提高系统的安全性。
火电厂DCS系统的硬件设备包括计算机、服务器、网络设备等，其可靠性直接影响到整个系统的稳定性和运行效率。
为了提高硬件设备的可靠性，火电厂需要选择优质品牌的硬件设备，进行定期的设备维护和保养，并且建立健全的设备故障排除机制，确保设备在发生故障时能够及时修复或更换，避免对系统运行造成影响。
火电厂DCS系统的软件包括系统的控制程序、数据库管理系统、通信软件等，其可靠性对系统的稳定运行也起着至关重要的作用。
对于系统软件，需要定期进行安全补丁的更新和系统升级，及时发现并修复可能存在的漏洞和问题，保障系统软件的可靠性和安全性。
影响DCS可靠性的因素分析探究
一
Ｄ Ｃ Ｓ 组 态软 件在 实际 的运行 中存 在一 些 隐患 ，主要 有 ：第一 ，控
制 模 块输 出功能 出现 故 障 ；第 二 ，控 制器 程序 在 线安 装 功能 不 健全 ；
定的发 展 ，即数 字计 算机 开始 用 于工 业控 制 中 ，并 形 成了 计算机 集
摘
要 ：在 实际的工业生产 实践 中， 控 制 系统难免会 出现 问题 ，工作人 员需要做 的是尽 量减少 问题的发生。本文首先分析 了影响 Ｄ Ｃ Ｓ系统可靠
可靠性 措施
性 的因素 ，而后 笔者又结合具体 实践 ，给 出了提 高 ＤＣ Ｓ可靠性的若干措施。
关键词 ：ＤＣ Ｓ系统
过程 控制 在 自动 化技 术方 面 得到 了广 泛地 应 用 ，在工 业应 用 方面
的正 常工 作 。第 三 ，洁净 度 。洁净 度 一般 指的 是尘 埃 等颗 粒 ，其产 生
些措 施 ，以减少 故障发 生次 数 ，因此 ，应 强化 Ｄ Ｃ Ｓ系统 的运 行与检
２ ． 工作人 员及 时将 Ｄ Ｃ Ｓ应用 中存在 的问题 向厂家反馈
修管理 工作 ，实践 证明 ，这一措施 确实行 之有效 。
、
影 响 ＤＣＳ安 全 可 靠 性 的 因 素
１ ． ＤＣ Ｓ 硬 件对可 靠性 的影 响
因为 Ｄ Ｃ Ｓ系统 的硬件 设计 存在 较为 严重 的缺 陷 ，且 其可 靠性技 术
也 存在 一些 不 足 ，所 以各 种 模 件 很 容 易 出 现 故 障 ，从 而 造 成 辅 机 跳 闸 以及 主机 保 护 误 动 机 组 停 运 等 故 障 ，这 也 是 ＤＣ Ｓ比较容 易 发生 的 故障 。 控制 卡发 生 的故 障主 要有 ：第 一 ，主 备切 换不 正常 ；第二 ，脱 网
DCS通讯网络分析及提高可靠性的方法
DCS通讯网络分析及提高可靠性的方法DCS通讯网络在工业控制方面一直有较好的应用能效，但近些年来随着相关技术的发展，其类型逐渐增多，系统也日趋复杂，在可靠性方面出现了一些问题，对DCS通讯网络的发展造成了一定程度的制约。
基于此种原因，文章将从DCS通讯网络的特征入手，分析不同种类通讯网络的运作特点，寻找其中会影响系统可靠性的因素，并结合以往的可靠性保障经验，提出有针对性的可靠性提高措施。
标签：DCS；通讯网络；可靠性DCS即分散控制系统，能作为中枢系统控制现代化机组的启动、运行与停止。
这种控制系统的通讯系统相当完善，能独立构成传输数据的通讯网络，因此即使是复杂的系统也能实现高效的自动化统筹控制。
但这个功能赋予了DCS系统网络特征，通讯网络的一大特征就是在系统可靠性方面具有诸多不利因素，继承了这一特征的DCS系统在可靠性方面也受到了一定程度的削弱，因此有必要为DCS通讯网络订立有针对性的可靠性保障措施，为整个系统的安全运作提供基础保障。
1 DCS通讯网络的主要特征DCS通讯网络在范围性质上属于一种局域网，因此传统的DCS通讯网络在种类上与局域网的类型是一致的，主要包括令牌网与以太网这两种。
但近些年局域网的技术不断发展，高速局域网的代表类型之一——FDDI网逐渐获得实用化，DCS通讯网络的类型也相应增加了。
这里将依照不同的通讯网络类型来探究DCS通讯网络的主要特征。
1.1 令牌网的主要特征令牌网以受控通讯技术为核心，通过赋予每一个网络节点最大等待时间实现确定性的网络传输，因此对高负荷通讯有非常好的适性，而且传输稳定，延时较小，所以长期以来的应用都非常广泛。
但这种技术对低负荷通讯的适性较差，附加时延的缺点无法消除。
另外，由于各种硬件设备的价格比较昂贵，可靠性提高措施中的冗余设置很难实现。
1.2 以太网的主要特征以太网具有传输媒介灵活的特征，使用双绞线、铜缆、光纤均可，而且相比昂贵的令牌网，以太网的价格相当低廉，安装也很方便，更重要的是基本不存在低负荷时延。
DCS可靠性分析解读
T t)
平均故障间隔时间
平均故障间隔时间 MTBF 亦称平均故障时 间，这是一个概率统计指标，代表两次故障之 间的统计平均时间间隔。平均故障间隔时间与 可靠度之间的关系：
MTBF R(t)dt
0
由（6-4）可知，
dR (t ) R (t )
(t )dt
平均故障间隔时间
对上式两端积分可得
可靠度
可靠度一般用 R(t ) 来表示，它是 时间的函数，其值域为[０，１]。 设Ｔ为产品寿命的随机变量，则：
R(t ) P(T t )
不可靠度
与可靠度相对应的是不可靠度， 即在规定的时间内，在规定的使用条 件下，发生故障的概率。不可靠度用 下式表示：
F (t ) P(T t ) 1 P(T t ) 1 R(t )
可靠性指标
可靠度 故障率 平均故障间隔时间 平均故障修复时间 维修率 可用率
可靠度
可靠性用概率表示时称为“可靠 度”。 可靠度的定义是：“产品在规定 的时间内，在规定的使用条件下， 完成规定功能的概率”。 换句话说，可靠度是表示零件、 设备或系统的可靠程度的。
可靠度
(1)可靠度所指的对象是什么，例如， 一个模件、一个设备、还是一个系统。 (2)所谓规定功能指的是什么，例如， 对于一个运行员接口，CRT画面有轻 度扭曲不会影响操作，因此可以不算 故障。 (3)时间范围是如何定义的，与可靠 性关系最密切的是关于时间的规定。
MTTR
t
i 1
N
i
N
维修率
维修率是平均故障修复时间的倒数，即
1 MTTR
可用率
可用率又称有效率，它是可靠度与维修度的综 合指标，反映了系统的运行效率。可用率的计 算公式如下：
火力发电厂DCS系统可靠性分析
量 软 件 系 统 可 靠 性 ，并 评 估 出 Ｄ Ｓ系 统 设 备 的 可 网络 和 控 制 站 内 的控 制 网 络 ；有 １ Ｃ ７个 控 制 站 分 别
靠 性特征量 。
收稿 日期 ：２ １ —１ ０ １ ０—１ 。 ３
控 制 全 厂 的锅 炉 、 汽 机 、 电 气 等 专 业 的 设 备 ；有
陈荣超 ，等 火力发 电厂 Ｄ Ｓ系统 可靠性 分析 Ｃ
４３
主 、备 两 个 服 务 器 ，互 为 冗 余 ；人 机 接 口设 备 中
４台操 作 员 站 用 于 运 行 人 员 操 作 ，另 有 １台 工 程
Ｒ （） １ ｒ［ 一 ｔ］ ＝ 一． １ Ｒ （） Ｉ
（） ３
对控制站可靠 性 的分析 可分 析到控 制 站单元
统假设 为不可修复系统来进行可靠性分 析 。
系 统 的 复 杂 性 和 故 障 的 离 散 性 增 加 ，而 其 可 靠 性 为 困难 ，当 系 统 满 足 两 个 条 件 （ 、 系 统 运 行 条 一 下 降 ，Ｄ Ｓ系 统 的 某 些 故 障 引 发 、导 致 机 组 被 迫 Ｃ 求 其 保 持 安 全 、连 续 稳 定 、经 济 低 耗 的 可 靠 性 。 业 、航 天 航 天 等 一 些 技 术 密 集 型 行 业 中对 电 子 设 课 题 在 国 内发 电 行 业 的 应 用 中 ，有 专 家 针 对 电 力
火电厂DCS性能考核试验与可靠性分析
328DCS即分散控制系统，是目前火电厂发电机组使用较为广泛的一种控制系统。
在自动化控制技术快速发展下，DCS系统经过多次升级，控制器和接口都发生了改变。
先进的DCS系统具有强大的数据处理能力以及方便使用的人机操作界面，是提升机组控制效率的关键技术。
通过DCS性能考核试验的有效开展，有利于提升DCS运行可靠性。
1 火电厂DCS性能考核试验（1）考核试验内容。
DCS性能考核试验包括系统基本性能、功能测试、现场可利用率试验等内容。
其中，DCS系统基本性能需要满足可维护性、容错能力等方面的要求。
部分项目在进行DCS性能考核试验前，已经对DCS系统基本性能进行了测试，但由于在机组调试的过程中，软硬件系统已经发生变化，需要对其进行重新测试。
系统基本性能测试要在机组停机时进行，且机组运行对性能指标参数的要求更高。
为了确保DCS系统的正常使用，在基本性能测试过程中，需要对系统实时性、模拟量通道精度、抗干扰能力、容错能力、时间同步精度、SOE点分辨率、控制器负荷率、历史站容量、通讯负荷率、电源裕度等进行测试。
在功能测试方面，主要进行系统功能完整性检查、用户功能要求确认等方面的工作。
具体需要检查控制软硬件完整性、人机接口应用功能、I/O点接入率、报表打印功能、机组监视功能、报警功能、网络自诊断功能等。
此外还要对电源切换功能、系统全部失电、部分失电情况下的系统响应能力等进行测试，以确保DCS系统的正常使用[1]。
（2）考核试验要求。
在火电厂DCS性能考核试验中，基于考核试验内容，需要对调节品质、现场可利用率提出相关要求，进而为火电厂DCS的改进和完善提供参考与指导。
火电厂DCS的调节品质，需要结合负荷扰动实验结果进行分析和判断。
在试验中，需要对机组各项主要控制参数进行检验，在不同的负荷变化速率条件下，观察各项参数的变化，参考性能指标要求，进而评价其稳定情况，并从中发现控制偏差。
在常规机组的负荷扰动试验中，根据控制系统可自动调节的范围，对每个负荷段进行全面覆盖，检验自动调节系统的性能和品质。
浅析如何提高DCS系统的可靠性
电分开 ， 屏蔽线必须可靠接地， 并具有抗干扰的能
力， 对地电阻值一定要满足系统要求 ， 在接线过程 中， 电缆以及芯线标记要清晰 、 完整 ， 并能长期保 持， 压接端子必须用绝缘管预装端头进行处理。
统是不 可能的。因此 ， 充分考虑仪表工程师文 要 化素质和业务水平 的差异 ， 优先对条件较好 的仪
件 良好 的稳定性不会使系统或单个控制器出现死
机等问题 ， 系统 自 诊断陛好 ， 控制器及 ＩＯ信号有 ／
出错报警功能 ， 人机界面友好 ， 可以在线修改程序 和下载程序， 控制系统软件 的可读性 良好 ， 内部组 态功能块可以实现常规控制， 并且 可以支持高级 语言。
（ ）要有足够的备件 ， ４ 以满足控制系统在出 现故障时的需要 ， 从而避免 了由于小 问题而造成
优 良的设计方案加上优 良的施工质量才会得 到一个满意 的结果。在施工调试验收各阶段， 工 程师和施工调试验收人员一定要全程参 与， 针对 施工调试验收过程中存在的问题进行设计变更或 者重新施工 ， 调试人员要全面严格测试联锁保护
及售前 、 售后技术服务都比较好 。 （ ）控制系统 的硬件 一定要具有 高度可靠 ２
高压 、 、 、 易燃 易爆 有毒、 有害等特点， 因而 Ｄ Ｓ系 生产停车的被动局面。 Ｃ 统的可靠性直接关系到整个装置的安全可靠性 ， ２ 系统 组态 因此 ， 如何尽可能提高 Ｄ Ｓ系统 的可靠性 ， 保 Ｃ 确 在系统组态中， 要充分 了解生产工艺的要求 ， 生产 的安全、 稳定 、 经济运行 ， 防止重大环保事故 并结合对 Ｄ Ｓ系统的了解进行设计 ， Ｃ 要做 到控制 发生就成为 自动化从业人员一项重要 的工作。本 系统操作画面美观、 简洁、 实用 、 各种操作 功能齐 文从 Ｄ Ｓ系统 的选型 、 Ｃ 系统 组 态 、 工调 试 验收 、 施
DCS 的性能指标
5. 信息安全 信息安全是要保证信息的完整性、可用性和保密性。目前的信息安全可以 分为3 个层面：网络的安全、系统的安全及信息数据的安全。 (1) 网络层安全问题的核心在于网络是否得到控制，即是不是任何一个IP 地 址来源的用户都能够进入网络。一旦危险的访问者进入企业网络，后果 是不堪设想的。这就要求网络能够对来访者进行分析，判断来自这一IP地 址的数据是否安全，是否会对本网络造成危害；同时还要求系统能自动 将危险的来访者拒之门外，并对其进行自动记录，使其无法再次为害。 (2) 系统层面的安全问题，主要是病毒对于网络的威胁。 (3) 信息数据是安全问题的关键，其要求保证信息传输的完整性、保密性等。 要求系统能够对网络中流通的数据信息进行监测、记录，并对使用该系统 信息数据的用户进行强有力的身份认证，以保证企业的信息安全。 目前，针对这3 个层面而开发出的信息安全产品主要包括杀毒软件、防火墙、 安全管理、认授权及加密等。其中以杀毒软件和防火墙应用最为广泛。
6.1.1 可靠度R(t)
1. 定义 设备在规定的条件下(指设备所处的温度、湿度、气压、振动等环境条件 和使用方法及维护措施等)，在规定的时间内(指明确规定的工作期限)，无 故障地发挥规定功能(应具备的技术指标)的概率。
2. 串并联系统可靠度 一个复杂系统的可靠度除了与构成系统的子系统及其元器件的可靠度 有关外，还与系统的结构形式有关。在串联系统中只要有一个发生故 障，系统就会发生故障；而并联系统中除非全部子系统发生故障，系 统才出故障。
表6-1 列出r、n 不同取值的计算结果，由表可知，并联子系统越多， 系统的可靠度越高。另外，当r=0.9时，并联子系统数为2和3时，两者 RP 都在0.99 以上，差别仅在小数点后面第三位。这说明当n>2 时，并 联子系统对增加系统可靠度的贡献并不显著，实际工程中常选用 n=2 的并联子系统。这一结果即是冗余技术的基础。
DCS的性能指标
DCS的性能指标DCS（分布式控制系统，Distributed Control System）是一种在工业控制领域广泛应用的自动化系统。
它通过将各个分布在不同位置的控制设备连接起来，实现对整个系统的集中控制与监视。
DCS系统在各行各业中被广泛应用，比如电力、化工、石油、制药等领域。
一个性能优良的DCS系统应该具备以下几个重要的性能指标：1.可靠性：DCS系统作为一个集中控制系统，一旦发生故障将可能对整个工业过程造成严重影响。
因此，可靠性是最重要的性能指标之一、系统应具备高度的抗干扰能力，能够保证在突发故障或者电力断电的情况下能够继续正常运行，以确保工业过程的稳定性。
2.可用性：可用性是系统能够正常运行的时间比例的度量。
DCS系统应具备较高的可用性，这意味着系统的各个组件以及所需的通信网络应具备稳定的工作能力，并能够在需要的时候提供及时而可靠的控制功能。
任何系统组件的失效都不应该对系统的整体运行产生很大的影响。
3.实时性：DCS系统需要实时收集和处理各种工业过程中的数据，并根据这些数据做出响应。
因此，实时性是一个关键的性能指标。
DCS系统应能够保证在规定的时间范围内获取和处理数据，并确保在最短的时间内做出相应的控制动作。
4.容错性：容错性是指系统在发生错误或异常情况时仍能够保持正常运行的能力。
DCS系统应当具备较高的容错性，能够在硬件或软件故障、通信中断等情况下依然能够持续运行，并且能够通过自动或手动的方式进行故障恢复和系统复位。
5.可扩展性：随着工业过程的变化和扩展，DCS系统可能需要增加或更换部分控制设备，或者扩展新的控制功能。
因此，系统应具备较好的可扩展性，能够轻松地集成新的硬件、软件或功能模块，以满足不断变化的需求。
6.安全性：DCS系统通常控制着关键的工业过程，因此安全性是一个非常重要的性能指标。
系统应具备较高的安全性，包括对控制设备和通信网络进行保护，以防止未经授权的访问和操控，同时能够及时检测和报告任何潜在的安全威胁。
火电厂DCS系统安全性和可靠性的分析
火电厂DCS系统安全性和可靠性的分析火电厂的DCS（分布式控制系统）是一个关键的控制和监测系统，对火电厂的运行起着至关重要的作用。
为了确保火电厂DCS系统的安全性和可靠性，需要对其进行分析和评估。
火电厂DCS系统的安全性是指该系统在面临各种安全威胁时能够保证系统的功能完整性和数据的保密性。
为了确保火电厂DCS系统的安全性，可以采取以下措施：1.物理安全：对DCS服务器和相关设备进行严格的物理保护，如实施严格的出入管理、安装安全监控设备、防火措施等。
2.网络安全：确保DCS系统与其他系统和网络的隔离，采取防火墙、入侵检测系统等网络安全设备，以避免未经授权的访问和攻击。
3.访问控制：建立严格的权限管理，限制只有经过授权的人员才能访问和操作DCS系统，同时记录所有的访问和操作日志。
4.数据加密：对DCS系统中的数据进行加密和保护，确保数据在传输和存储过程中不被窃取或篡改。
5.灾备方案：建立完备的灾备方案，包括定期的数据备份和紧急恢复计划，以应对可能出现的硬件故障、自然灾害或人为事故。
1.硬件可靠性：选择高质量的硬件设备，如服务器、传感器等，并定期进行硬件检测和维护，及时更换老化或有故障的硬件设备。
2.软件可靠性：选择稳定可靠的DCS软件，并定期进行软件更新和升级，修复已知的漏洞和问题。
3.备用系统：配置备用的DCS系统以备份主系统，确保在主系统发生故障时能够快速切换到备用系统，以保证火电厂运行的连续性。
4.监测和维护：建立监控和维护机制，对DCS系统进行实时监测，及时发现并处理可能的问题和故障。
5.培训和素质提升：对DCS系统的操作人员进行系统培训，提高其操作技能和应急响应能力，以确保能够正确操作和处理DCS系统。
火电厂DCS系统的安全性和可靠性对火电厂的运行至关重要。
通过物理安全、网络安全、访问控制、数据加密、灾备方案等措施确保DCS系统的安全性，通过硬件可靠性、软件可靠性、备用系统、监测和维护、培训和素质提升等措施保证DCS系统的可靠性。
DCS系统的可靠性和故障排除
DCS系统的可靠性和故障排除DCS（分散控制系统）是一种广泛应用于工业控制领域的自动化控制系统。
它具有分布式控制、集中管理和监控的特点，被广泛运用于石油化工、电力、冶金等行业，扮演着关键的角色。
然而，由于系统复杂性和环境因素等原因，DCS系统可能会面临可靠性问题和故障，这对于工业生产带来了一定的风险。
因此，在实际应用中，确保DCS 系统的可靠性和进行有效的故障排除显得尤为重要。
一、DCS系统的可靠性在工业自动化控制中，DCS系统的可靠性是指系统在给定时间内，以期望的有效率，正确地完成所需功能而不发生故障的能力。
在保证系统可靠性的基础上，工业生产能够更加高效稳定地进行。
1.硬件可靠性DCS系统的硬件可靠性是系统是否能够在长时间运行中保持稳定工作的能力。
硬件故障是导致系统崩溃和误操作的最主要原因之一。
为了确保系统的硬件可靠性，可以采取以下措施：- 采用高质量的硬件设备，例如主板、插件卡、传感器等，确保其质量达到行业标准；- 定期进行设备的维护和检修，及时替换老化或故障的设备；- 设备间合理分布，防止单点失效等情况的发生。
2.软件可靠性除了硬件可靠性之外，DCS系统的软件可靠性也是关键因素。
软件的稳定性和可靠性是保证系统正常运行的基础。
以下是提高软件可靠性的常用方法：- 采用可靠的软件开发过程，包括规范的需求分析和设计、合理的编码和测试流程；- 针对不同的功能模块进行充分的测试，包括单元测试、集成测试和系统测试；- 及时修复软件中存在的漏洞和bug，确保系统的稳定性。
二、DCS系统故障排除尽管DCS系统的可靠性可以通过前期的规划和设计来提高，但在实际应用中，由于各种原因，系统故障仍然难以避免。
因此，当系统出现故障时，及时准确地进行故障排除非常关键。
1.故障定位在开始故障排除之前，需要准确定位故障点。
可以通过以下步骤来进行故障定位：- 根据用户的反馈和系统的行为，确定故障发生的模块或组件；- 检查相关的设备和连接线路，确认其状态和工作情况。
DCS系统的可靠性与故障恢复技术
DCS系统的可靠性与故障恢复技术近年来，随着工业自动化程度的不断提高，DCS（分散控制系统）在工业生产中得到广泛应用。
DCS系统作为一种先进的工业生产自动化控制系统，其可靠性和故障恢复技术成为企业关注的重点。
本文将探讨DCS系统的可靠性和故障恢复技术，并总结几种常见的处理方法。
一、DCS系统的可靠性DCS系统的可靠性是指在规定的工作条件下，系统按照要求正常运行的能力。
在工业生产中，DCS系统的可靠性直接影响着生产效率和产品质量。
为确保DCS系统的可靠性，以下几个方面需要考虑：1. 硬件可靠性DCS系统的硬件可靠性是保证系统正常运行的基础。
首先，需要选用高品质的硬件设备，如CPU、内存、硬盘等。
其次，需要进行定期的硬件维护和更新，包括清理灰尘、检查电缆连接等，以减少故障的发生。
此外，还应备份重要数据，以防止系统失效时造成数据丢失。
2. 软件可靠性DCS系统的软件可靠性是指系统在特定环境下稳定运行、正常控制的能力。
为提高软件可靠性，需要遵循以下原则：a. 采用可靠的操作系统和应用软件，及时对系统进行补丁升级。
b. 编写高质量的代码，严格测试软件功能和性能。
c. 实施软件配置管理，确保软件版本的控制和变更的追踪。
d. 配置合理的网络架构，并采取相应的网络安全措施。
3. 电源供应可靠性DCS系统对稳定的电源供应较为敏感，电源异常或中断可能导致系统崩溃或数据丢失等问题。
为增强电源供应的可靠性，应采取以下措施：a. 使用双路供电或备用电源，并设置UPS（不间断电源）。
b. 对电源设备进行定时检查和维护。
c. 建立相应的电源管理制度，确保用电合理和节约能源。
二、DCS系统的故障恢复技术虽然DCS系统的可靠性可以通过以上措施来提升，但故障仍然难以完全避免。
因此，掌握好故障恢复技术对于维护系统运行的连续性至关重要。
下面将介绍几种常见的DCS系统故障恢复技术：1. 故障诊断与监测对DCS系统进行系统化的故障检测和监测，及时发现并修复故障，可以有效避免故障进一步扩大。
DCS系统的优势和特点
DCS系统的优势和特点DCS（分散控制系统）是一种广泛应用于工业自动化领域的控制系统。
它通过将各个子系统互联互通，实现对工业过程的监控和控制。
DCS系统具有许多优势和特点，本文将详细介绍其中的几个方面。
一、集中化管理能力DCS系统具备集中化的管理能力，可以对整个工业过程进行全面监测和控制。
通过集中化的操作界面，操作人员可以实时了解各个子系统的状态和参数，从而进行相应的调整和优化。
这种集中化管理的能力大大提高了工作效率，减少了人为错误的发生。
二、高度可靠性DCS系统具有高度的可靠性，可以确保工业过程的持续运行。
首先，DCS系统采用冗余设计，即在关键部件和网络上设置备用设备，一旦出现故障，备用设备能够自动接管工作，保证系统正常运行。
其次，DCS系统具备自动化的诊断和报警功能，可以及时发现故障并采取相应措施，减少停工时间和损失。
三、灵活可扩展性DCS系统具有灵活可扩展的特点，可以根据工业过程的需求进行定制和扩展。
通过添加新的子系统或调整网络拓扑结构，DCS系统可以适应不同规模和复杂度的工业过程。
同时，DCS系统可以与其他现有的工业系统进行集成，实现信息的共享和交换，提高整个工业系统的效率和智能化程度。
四、智能优化功能DCS系统具备智能优化的功能，可以根据实时数据和算法进行过程控制和优化。
通过分析和比较不同参数的变化趋势，DCS系统可以调整控制策略，使工业过程达到最佳状态。
同时，DCS系统还可以进行能耗管理和产能优化，实现资源的合理利用和提升企业的经济效益。
总结DCS系统作为一种先进的控制系统，具有集中化管理能力、高度可靠性、灵活可扩展性和智能优化功能等特点。
它在工业自动化领域发挥着重要的作用，提高了生产效率和产品质量，降低了成本和风险。
随着科技的不断发展，DCS系统将进一步完善和应用，为工业制造带来更多的优势和便利。
如何评估符合化工装置DCS技术要求的系统可靠性
如何评估符合化工装置DCS技术要求的系统可靠性在化工装置中，DCS技术（分布式控制系统）具有至关重要的作用，它可以集成和控制整个生产过程，提高生产效率和质量。
然而，保障DCS系统的可靠性对于确保生产安全和稳定运行同样至关重要。
因此，评估符合化工装置DCS技术要求的系统可靠性显得尤为重要。
首先，为了评估系统的可靠性，需要对DCS技术要求有一个清晰的了解。
DCS系统在化工装置中通常要求具备高度的稳定性、可靠性和安全性。
系统应具备对各种工艺参数实时监测和控制的功能，能够及时发现并响应突发事件，确保装置的正常运行和生产质量。
此外，系统应当具备数据采集、存储、处理和分析的功能，以便对装置运行数据进行监控和分析，为决策提供支持。
其次，评估系统可靠性需要从系统架构、硬件设备、软件程序以及人员培训等多个方面进行全面考量。
在系统架构方面，需要确保系统具备足够的冗余设计，以应对硬件故障或系统崩溃的情况。
在硬件设备方面，需要选择高品质、稳定性强的设备，并进行定期的维护和检修。
在软件程序方面，需要确保系统的程序逻辑清晰、稳定性强，能够满足工艺的要求。
此外，还需要对系统操作人员进行培训，确保其熟练掌握系统的操作和应急处理措施。
最后，连续改进和优化是保障系统可靠性的重要手段。
评估系统可靠性不是一次性的事情，而是需要不断的跟进和完善。
通过定期的系统检查和维护，及时发现和排除潜在问题，确保系统稳定可靠运行。
同时，也需要关注新技术的应用，不断优化系统设计，提升系统性能和可靠性。
综上所述，评估符合化工装置DCS技术要求的系统可靠性是一项复杂而重要的工作。
只有充分了解DCS技术要求，全面考量系统各个方面，并进行连续的改进和优化，才能确保系统的稳定性和可靠性，为化工装置的安全运行提供有力保障。
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关系矩阵模型
O1 O2 ΛO Om U1 U2 ΛU U n
关系矩阵模型
从可靠性角度来看，过程通道与基本控制 单元是串联模型，所以整个系统的故障率可以 用下式表示： ΛS ΛO RΛU
ΛS
O1 r11U1 r12U 2 r1n U n r r r 2n Un O2 21 U1 22 U 2 O rm1U rm 2U rmn U 1 2 n m
系统的可靠性分析
分散程度对系统可靠度的影响
完全 分散
互不相 关系统 部分相 关系统 完全相 关系统 1 4
分组 分散
2 5
集中 控制
3 6
7
8
9
系统的可靠性分析
互不相关系统
U1 U2 … Um
U1 …
U2 … Un … Sp … … Sm S1
U1
S1
S2 … Sm
S1
S2 … Sm
完全分散
分组分散
U1
U2
U3
…
Un
S1
S2
S3
…
Sm
关系矩阵模型
为了全面地描述这个复杂系统的可靠性，首 先要描述系统各部分之间的连接关系，为此使 用以下的连接矩阵。
U1 U 2 r11 r12 r 21 r22 R rm1 rm 2 Un r1n r2 n rmn S1 S2 Sm
上式中每一行所表示的是一个子系统和与它连接的 基本控制单元构成的故障率，因此，它全面地描述 了系统各部分的故障率。S称为系统故障率矩阵。
系统的可靠性分析
子系统与控制单元之间的互联方案
U1
ΛS
U2
…
Un
S1
S2
…
Sm
一对一方案
系统的可靠性分析
子系统与控制单元之间的互联方案 U1
ΛS
U2
U3
S1
S2
在构成系统的多个设备中，只要有一个发生 故障，系统就丧失预定功能，这种系统被称为 串联系统，它的可靠性分析模型即为串联模型。 串联模型的方框图如下。R1，R2，…，Rn，分 别表示各设备的可靠度。根据概率乘法定理， 系统的可靠度Rs为
Rs R1R2 Rn
R1 R2 R3
…
Rn
串联模型
由于可靠度是时间的函数，各设备都具有完 全相同的连续工作时间，所以式（6-10）又可 以写成 RS (t ) R1 (t ) R2 (t ) Rn (t ) 根据式(6-5)，系统的可靠度为 t [ 1 ( t ) 2 ( t ) n ( t )]dt R (t ) e 0
集中
系统的可靠性分析互不相关系统
对于互不相关系统，如采用图6-5(a)所示的完全 分散控制，则每个子系统的故障率为
MTBFS 1 1 1 1 MTBF1 MTBF2 MTBFn
特别，当MTBF1=MTBF2=，，=MTBFn时，
MTBFS MTBF1 n
并联模型
在构成系统的多个设备中，只有当它们全部 发生故障时，系统才丧失预定功能，这种系统 被称为并联系统，它的可靠性分析模型即为并 联模型，其方框图见下图。设系统中各设备的 可靠度分别为R1，R2，…，Rn，系统的可靠度 Rs可以表示为
O1 O2 O3 S O 4 O 5 O 6 O7
U1 U1 U1 U2 U2 U3 U3
一对多方案
系统的可靠性分析
子系统与控制单元之间的互联方案
S
若设系统的故障率为s( t )，则
S (t ) 1 (t ) 2 (t ) n (t S (t ) e 0
S ( t ) dt
t
若系统处于正常运行阶段(在偶然故障区)，则可 以认为1( t ) = 1， 2( t ) = 2 ，… ， n( t ) = n ， 这时系统的故障率为
S3
S4
S5
S6
S7
一对多方案
系统的可靠性分析
子系统与控制单元之间的互联方案 U1
ΛS
U2
U3
S1
S2
S3
多对多方案
系统的可靠性分析
子系统与控制单元之间的互联方案
ΛS ΛO RΛU
ΛS
O 1 U1 U2 O2 O m U n
MTTR
t
i 1
N
i
N
维修率
维修率是平均故障修复时间的倒数，即
1 MTTR
可用率
可用率又称有效率，它是可靠度与维修度的综 合指标，反映了系统的运行效率。可用率的计 算公式如下：
MTBF A MTBF MTTR
可靠性分析
可靠性分析模型
串联模型 并联模型 矩阵模型
串联模型
可靠性指标
可靠度 故障率 平均故障间隔时间 平均故障修复时间 维修率 可用率
可靠度
可靠性用概率表示时称为“可靠 度”。 可靠度的定义是：“产品在规定 的时间内，在规定的使用条件下， 完成规定功能的概率”。 换句话说，可靠度是表示零件、 设备或系统的可靠程度的。
可靠度
(1)可靠度所指的对象是什么，例如， 一个模件、一个设备、还是一个系统。 (2)所谓规定功能指的是什么，例如， 对于一个运行员接口，CRT画面有轻 度扭曲不会影响操作，因此可以不算 故障。 (3)时间范围是如何定义的，与可靠 性关系最密切的是关于时间的规定。
1 当子系统与控制单元相连 rij 0 当子系统与控制单元不相连
关系矩阵模型
假定被控过程本身的可靠性比基本控制单元 的可靠性高得多，研究可靠度时就可以只考虑 基本控制单元本身和基本控制单元与被控生产 过程之间的过程通道的失效率。如果用 O1 ， O2 ，… ， On表示各子系统过程通道设备的失 效率U1， U2 ，… ， Un表示各基本控制单元 的失效率，并假定它们全是常数，引用以下向 量：
RS 1 (1 R)n
t
由于，
R R(t ) e 0
( t ) dt
因此，系统的平均故障间隔时间MTBFS为
MTBFS RS (t )dt [1 (1 e
0 0 ( t ) dt n 0
t
) ]dt
并联模型
对式（6-20）积分，可得
多对多方案
系统的可靠性分析
分散程度对系统可靠度的影响 分散程度
ΛS
每个基本控制单元只控制一个回路，称完 全分散控制。每个基本控制单元控制所有的回 路就称为集中控制，而介于这两者中间的控制 方式则称分组分散控制。
系统的可靠性分析
分散程度对系统可靠度的影响
ΛS
互不相关系统由m个子系统所组成，每个子 系统只有一个控制回路，这些子系统在可靠性 意义上是完全独立的。 部分相关系统由m个子系统所组成。每个子 系统中有p个在可靠性意义上相关的控制回路 所组成。在这p个控制回路中只有一个回路失 效。该子系统即失效。 完全相关系统是整个被控生产过程是一个包 含m个完全相关的控制回路的大系统。在所有 的m个控制回路中，只要有一个控制回路失效， 整个系统就失效。
0 R(t ) e
因此 ，
( t ) dt
t
MTBF R(t)dt
0
0
0 e
( t ) dt
t
dt
1
当
(t )
x
时 MTBF
x
e dx e
c
0
e dt
t
平均故障修复时间
平均故障修复时间MTTR是排除故障所需要的统 计平均时间，它是系统运行以后总维修时间与 总维修次数之比。即
分散型控制系统
的可靠性
可靠性技术的研究内容大 致分为四个方面： 可靠性设计 可靠性分析 可靠性试验 可靠性管理
可靠性设计 按照一定的技术要求，设计和 制造出可靠性高、不易损坏的产品。
可靠性分析 通过对有关数据的收集、分析 和计算得出一些关于可靠性问题的 评价和结论；
可靠性试验 是验证系统可靠性是否达到规 定指标的手段，它能暴露系统设计 中可能存在的问题； 可靠性管理 着眼于从管理方面提高整个系 统的可靠性，例如制定合理的检修 周期，配备合适的备品备件，安排 适量的检修人员等等。
一对一方案
系统的可靠性分析
子系统与控制单元之间的互联方案
U1 U 2 U 3 1 0 0 S1 1 0 0 S 2 1 0 0 S 3 R 0 1 0 S 4 0 1 0 S 5 0 0 1 S 6 0 0 1 S 7
ΛS
S (t ) S i
考虑（6-14）及（6-15）式，系统的平均故障间 隔时间MTBFS为
MTBFs
0
n
i 1
1 Rs (t )dt S 1 2 n
1
串联模型
如果已知设备的平均故障间隔时间分别为 MTBF1，MTBF2，，MTBFn， 系 统 平 均 故 障 间隔时间与各设备平均故障间隔时间的关系为
可靠度
可靠度一般用 R(t ) 来表示，它是 时间的函数，其值域为[０，１]。 设Ｔ为产品寿命的随机变量，则：
R(t ) P(T t )
不可靠度
与可靠度相对应的是不可靠度， 即在规定的时间内，在规定的使用条 件下，发生故障的概率。不可靠度用 下式表示：
F (t ) P(T t ) 1 P(T t ) 1 R(t )
故障密度函数