Автоматизация системы противопожарной защиты технологической установки полимеризации. Автоматизация системы противопожарной защиты технологической уст. И ликвидации последствий стихийых бедствий магистарская квалификационная работа
 Скачать 3.04 Mb.
|
|
Параметрами надежности элементов, заданными в табл.1, являются: Toi - средняя наработка элемента до отказа в годах; Tвi - среднее время восстановления элемента в часах. В дополнение к функциональной схеме, приведенной на рис.2, сформулированы описания логических условий реализации элементами ПЛК их выходных функций. Эти данные позволяют осуществить последовательное построение СФЦ ПЛК, основные этапы которого представлены на рис.13.  Рис.13. СФЦ аварии АСУ ПЗ установки полимеризации Ярославского НПЗ а) Основные функции АСУ ПЗ реализуются восемью элементами – датчики состояния технологического процесса 1, 2, 3, запорно-регулирующая аппаратура 4, контроллер 6, электронный модуль 5, персональный компьютер автоматизированного рабочего места 7 и проводка, кабели 8. б) Основные логические условия реализации событий системы представлены в виде отказов рассматриваемых элементов. Событие 10 «автоматическая регулировка установки не осуществлена» будет выполнена в том случае, если произойдет отказ датчиков состояния 1, 2, 3 и отказ запорно-регулирующей аппаратуры 4. Событие 12 «автоматическое отключение установки не осуществлено» реализуется при условии выполнения отказа электронного модуля 5, контроллера 6 и отказов датчиков состояния 1, 2, 3 и ЗРА 4. Событие 14 «Авария» выполниться при условии, если откажет хотя бы один из следующих блоков системы: 1, 2, 3, 4, 5, 6 ИЛИ 7, 8. Для увеличения надежности АСУ ПЗ установки полимеризации предусмотрены резервные элементы 15 противоаварийной защиты (ПАЗ). При отказе основной системы управления технологическим процессом возможно реализация резервных элементов. АСУ ПЗ реализует две выходные функции. Функция F-1 управления технологическими процессами реализуется при условии функционирования основных элементов системы. Функция F-2 управления противоаварийной защитой реализуется при функционировании резервных элементов системы. Эти условия реализации АСУ ПЗ своих функций представлены в СФЦ на рис.13. с помощью двух фиктивных вершин 14 и 17. Логическими критериями функционирования АСУ ПЗ являются: F-1 = y14 - условие реализации функции F-1 управления технологическими процессами; F-2 = y17 - условие реализации функции F-2 управления автоматической противоаварийной защитой (ПАЗ). После завершения подготовки исходных данных, они вводятся в ПК АСМ АРБИТР. На рис.14. изображено типовое окно подготовки и ввода графа СФЦ и параметров надежности элементов (см. табл.7) рассматриваемого ПЛК. После ввода в ПК АСМ АРБИТР графа СФЦ и параметров элементов все последующие этапы моделирования и расчетов показателей надежности выполняются автоматически. На рис.15. изображено типовое окно автоматизированного моделирования и расчетов ПК АСМ АРБИТР. В окне на рис.4. приведены основные результаты моделирования надежности ПЛК по критерию F-1 = y14 - реализации функции F-1.  Рис.14 Окно ввода исходных данных типового ПК АСМ АРБИТР Полные результаты автоматизированного моделирования и расчетов показателей надежности ПЛК составляют: 1) Логическая функция работоспособности ПЛК по F-1, которая включает 8 конъюнкций (кратчайших путей успешного функционирования). 2) Многочлен расчетной вероятностной функции безотказности управления технологическими процессами, который состоит из 8 одночленов.  Рис.15 Окно моделирования и расчетов ПК АСМ невосстанавливаемой системы 3) Значение t = 1 год = 8760 час. одинаковое для всех параметров и составляет заданное время работы всего ПЛК (наработку). Результаты расчетов показателей надежности невосстанавливаемого ПЛК по функции F-1 управления технологическими процессами, составляют: PF-1 (1г) = 0,908 - вероятность безотказной работы контроллера по F-1; TocF-1= 3,624 год - средняя наработка до отказа по F-1; В верхней части рис.15 приведены диаграмма положительных вкладов отдельных элементов АСУ ПЗ в надежности реализации функции F-1 и график закона распределения времени безотказной работы невосстанавливаемой системы. 4) Результаты расчетов показателей надежности восстанавливаемого контроллера, по функции F-1 управления технологическими процессами, полученные в ПК АСМ АРБИТР с учетом среднего времени восстановления каждого элемента (см. табл.7 столбец TBi) составили: KГс-1 = 0,999999999919 - коэффициент готовности; Tос-1 = 2,302 ч. - средняя наработка на отказ; Tвс-1 = 1,875 ч. - среднее время восстановления; Pбр- 1(1г) = 0,99999962 - вероятность безотказной работы. В верхней части рис.16 приведены диаграмма положительных вкладов отдельных элементов АСУ ПЗ в надежности реализации функции F-1 и график закона распределения времени безотказной работы восстанавливаемой системы.  Рис.16 Окно моделирования и расчетов ПК АСМ восстанавливаемой системы Автоматическое моделирование и расчет показателей надежности АСУ ПЗ по функции F-2 управления противоаварийной защитой выполняется по аналогичной методике на основе критерия F-2 = у17. На рисунке 17 и 18 представлены графики положительных вкладов отдельных элементов АСУ ПЗ в надежности реализации функции F-2 и график закона распределения времени безотказной работы невосстанавливаемой и восстанавливаемой системы.  Рис.17 Окно моделирования и расчетов ПК АСМ невосстанавливаемой системы F-2  Рис.18 Окно моделирования и расчетов ПК АСМ восстанавливаемой системы F-2 Общие результаты моделирования и расчета показателей надежности ПЛК по функциям F-1 и F-2 приведены в табл.8. Таблица 8 - Сводные результаты проектного расчета надежности ПЛК
Расчет надежности АСУ ТП и АСУ ПЗ показал, что в целях профилактики от пожаров более надежной системой является ПК «ТОРНАДО MIRage-N». | ||||||||||||||||||||||||||
