گزارش پروژه درس کنترل صنعتی پیشرفته – قابلیت اطمینان سیستم‌های کنترل DCS

1- مقدمه

قابلیت اطمینان دارای معانی وسیعی است. در حالت کلی قابلیت اطمینان به توانایی سیستم به منظور اجرای وظایف تعیین شده آن اتلاق می‌باشد. تعریف مفیدی که می‌تواند ابعاد مختلف این مفهوم را بیان کند، عبارتست از:

قابلیت اطمینان احتمال این است که یک ابزار یا یک سیستم در یک بازه زمانی مشخص و تحت شرایط کاری مشخص وظایف خود را به درستی انجام دهد.

قابلیت اطمینان می‌تواند با استفاده از مفاهیم ریاضی مربوط به احتمال محاسبه شود. بدین صورت که مقدار قابلیت اعتماد به صورت احتمال عملکرد موفق نشان داده می‌شود. در حالت کلی یک سیستم به طور مورد مطلوب کار می‌کند اگر سیستم در حین ارائه سرویس دچار خرابی نشود. به عبارت دیگر، درباره محدوده وسیعی از ابزارها انتظار می‌رود که تحمل‌پذیری خرابی وجود داشته باشد، و تا زمان پایان یافتن عمر مفیدشان، بتوانند تعمیر شوند و به خط سرویس بازگردند.

در این حالت معیار مناسب تر از قابلیت اطمینان مورد نیاز است که به عنوان دسترس‌پذیری ابزار شناخته می‌شود و به صورت زیر تعریف می‌گردد:

دسترس‌پذیری یک سیستم قابل تعمیر، نسبت زمانی مربوطه به زمان مورد نظر برای سرویس دهی، که در آن ابزار در حال کار است یا آماده سرویس‌دهی است. نمایه‌ای که در ارزیابی قابلیت اطمینان به کار می‌رود، احتمالی است و در نتیجه، پیش‌بینی دقیقی در این میان وجود ندارد. این اعداد میانگین پیشامدهای گذشته و شانس رخداد در آینده توسط بیشترین مقدار تکرار شده در میانگین ابعاد وسیع را بیان می‌کنند. به منظور تصمیم‌گیری در برنامه‌ریزی، طراحی و عملیات، این اطلاعات باید با اطلاعت اقتصادی و سیاست‌‌های کاری در نظر کرفته شود.

بخشی از تحلیل قابلیت اطمینان سیستم قابل بررسی در خود سیستم است به این گونه که می‌توان بررسی کرد که چه عناصری از سیستم در آنها احتمال خرابی وجود دارد و چه راهکاری برای بهبود عمکلرد آنها در نظر گرفته می‌شود. در دیدگاهی دیگر بعد از بررسی جزء به جزء عناصر در یکی سیستم DCS قابل اطمینان آن را در قالب کاربرد سیستم DCS در یک سیستم کنترل صنعتی بیان می گردد. بررسی از این دیدگاه به صورت کلی در چند مقاله بررسی شده است [1, 2].

در گام اول بررسی می‌گردد که قابلیت اطمینان هر عنصر در قابلیت اطمینان سیستم DCS چه مقدار است. سپس با استفاده از این ویژگی قابلیت اطمینان سیستم DCS به دست می‌آید. در گام دوم با در نظر گرفتن یک پروسه صنعتی، سیستم DCS در آن به کار برده می‌شود، سپس به ارزیابی قابلیت اطمینان این سیستم خواهیم پرداخت. و در نهایت قابلیت اطمینان دو سیستم کنترل صنعتی توزیع شده با یکدیگر مقایسه می‌گردد و نتایج به دست آمده ارائه می‌شود.

2- تحلیل قابلیت اطمینان و دسترس‌پذیری

2-1- معرفی

در مطالب زیادی درباره قابلیت اطمینان و دسترس‌پذیری بحث شده است با این وجود اکثر این مطالب جنبه‌های کوچکی از این موضوع را پوشش می‌دهند. در این بخش دباره مطالب و پیشرفت های اخیر در زمینه قابلیت اطمینان بحث می‌شود که می‌تواند در طراحی سیستم‌های کنترل و ابزاردقیق[1] صنعتی موثر باشد. این موضوع با استفاده از مثال هایی از سیستم‌های کنترل و ابزاردقیق مشخص شده است. پیشنهاد می‌شود که تحلیل‌های ارایه شده، در مرحله طراحی سیستم‌های کنترل و ابزاردقیق مورد توجه قرار بگیرد.

[1] Control and Instrumentation (C&I)

فهرست

1- مقدمه. 1

2- تحلیل قابلیت اطمینان و دسترس‌پذیری.. 1

2-1- معرفی.. 1

2-2- تحلیل.. 2

2-3- استانداردها 6

3- سیستم‌های کنترل توزیع شده 7

3-1- عناصر سخت افزاری.. 8

3-2- عناصر نرم افزاری.. 9

3-3- روش‌های پیاده‌سازی.. 9

3-4- راه‌حل جامع افزونگی در DCS. 10