Varios indicadores de los sistemas de control industrial: seguridad, fiabilidad y disponibilidad.
1. Seguridad: Característica de evitar riesgos inaceptables. Creo que la seguridad proviene de dos aspectos: la seguridad del sistema bajo operación normal (es decir, errores lógicos, también llamados seguridad funcional) y la seguridad bajo falla (falla). Los errores lógicos en el sistema de control de seguridad deben eliminarse resueltamente (no es realista no tenerlo al 100%). Existen agencias de pruebas especiales en la industria ferroviaria para realizar pruebas. La esencia es atravesar todas las situaciones de falla posibles; La seguridad se refiere a En caso de falla, el equipo debe llevarse a un estado seguro.
La seguridad tiene como objetivo prevenir accidentes y pérdidas materiales.
La evaluación de seguridad más utilizada es el nivel de integridad de seguridad (SIL), que se divide en cuatro niveles según los diferentes requisitos de seguridad. La industria petroquímica nacional utiliza SIL3, y los ferrocarriles y el tránsito ferroviario utilizan SIL4.
En términos de hardware, por ejemplo, se utilizarán fuentes de alimentación dinámicas, votación de hardware, diagnóstico, recuperación y otras tecnologías para mejorar la seguridad, en términos de software, como la votación de software (tecnología para evitar errores, como; como dos de tres, dos de dos, etc.), inspección estricta de los datos de comunicación, pequeña correlación entre comandos, juicio de cantidades analógicas: valor promedio, filtrado suavizado, etc.
2. Fiabilidad: se refiere a la capacidad de un sistema o componente para completar funciones específicas en condiciones específicas y en un tiempo específico.
La confiabilidad tiene como objetivo mantener la ejecución normal de las funciones del sistema.
El tiempo medio entre fallos (MBTF) se utiliza generalmente para evaluar la fiabilidad.
La calidad es la base de la confiabilidad, y la inspección de calidad estandarizada y la ingeniería de software son importantes garantías de confiabilidad. Además,
En términos de hardware, se debe prestar atención a la selección y uso de componentes, consideraciones de diseño del entorno mecánico, consideraciones de diseño de compatibilidad electromagnética, etc.
En cuanto a software, existen tecnologías como la programación versión N y los bloques de recuperación.
A nivel de sistema existen tecnologías como el Análisis del Modo de Fallo (FMEA) y el Árbol de Fallos (FTA).
3. Disponibilidad (disponibilidad): Siempre que se garanticen los recursos externos requeridos, el producto tiene la capacidad de realizar o restaurar funciones específicas en condiciones específicas y dentro de un momento o intervalo de tiempo específico.
La disponibilidad tiene como objetivo minimizar el impacto en el negocio tras un fallo (o fallo parcial) del sistema.
La evaluación de la disponibilidad se puede medir por el tiempo medio de reparación (MTRF).
El método más utilizado para mejorar la disponibilidad es la redundancia (tecnología de tolerancia a fallos), como sistemas de votación triple (tres de dos), dos veces dos de dos, etc. Estos sistemas tienen en cuenta tanto seguridad como disponibilidad.
La relación entre estos tres indicadores:
La relación entre estos indicadores se desarrollará a continuación a través de varios supuestos:
Como se mencionó anteriormente, la seguridad incluye la seguridad durante las horas normales. funcionamiento y seguridad durante la falla. Aquí solo se analiza la seguridad contra fallas.
1. Suponga que la confiabilidad del sistema es del 100%. En este momento, incluso si la falla del sistema no conduce a la seguridad, es seguro, por lo que cuanto mayor sea la confiabilidad del sistema, más seguro será (esto es solo una probabilidad relativa incluso si la disponibilidad es deficiente); , el MTRF es grande, no hay problema, porque Cien por ciento de confiabilidad.
La confiabilidad se refiere a menos fallas.
2. Supongamos que la disponibilidad del sistema es del 100%. Incluso si la confiabilidad del sistema no es alta, el impacto en los usuarios será pequeño. Por ejemplo, la redundancia se utiliza para mejorar la disponibilidad del sistema, es decir, la implementación de la redundancia es 100% correcta (porque la disponibilidad es del 100%). Cuando el sistema tiene problemas de confiabilidad (fallas) cambia automáticamente a un sistema redundante sin afectar la disponibilidad del usuario, lo que equivale a mejorar la confiabilidad de todo el sistema, por supuesto, si ocurre una falla sin reparar el sistema original después de cambiar a un sistema redundante. sistema, causará la parálisis del sistema (es decir, falla del modo ***), por lo que una baja confiabilidad conducirá a una baja disponibilidad; de manera similar, una mejor disponibilidad mejorará la seguridad del sistema.
La disponibilidad se centra en el impacto en el negocio tras un fallo.
3. Supongamos que la seguridad del sistema es del 100%. En este momento, los requisitos de confiabilidad se reducirán hasta cierto punto. Después de todo, la seguridad es el mayor problema. La disponibilidad mejorará porque la falla del sistema traerá arrepentimientos menos graves para el programa.
La seguridad se centra en las consecuencias del fracaso.
4. De hecho, estos tres indicadores no siempre son directamente proporcionales. A veces se sacrifica un indicador para cumplir con otro indicador. Por ejemplo, en un sistema dos de tres, hay dos modos de degradación: 3-2-1-0 y 3-2-0. En el segundo modo de degradación, si solo hay un módulo, el sistema no puede. funciona porque ya no puede votar, es decir, la disponibilidad se reduce para garantizar la seguridad, mientras que el primer modo de degradación puede funcionar, es decir, la disponibilidad se reduce a expensas de la seguridad.
5. No existe un sistema absolutamente (100%) confiable, disponible y seguro, por lo que se debe sopesar la relación entre estos a la hora de diseñar el sistema.