【摘 要】利用故障樹(shù)方法對(duì)核電廠過(guò)程儀控DCS系統(tǒng)的可靠性進(jìn)行分析，分析結(jié)果有助于在沒(méi)有實(shí)際試驗(yàn)進(jìn)行可靠性檢測(cè)的前提下評(píng)估DCS系統(tǒng)本身的可靠性水平。通過(guò)建模分析，得出已知系統(tǒng)的可用性為99.2%。

一、引言

隨著自動(dòng)化技術(shù)和信息技術(shù)的發(fā)展，核電廠的儀控系統(tǒng)也發(fā)展為全數(shù)字化儀控系統(tǒng)。DCS控制系統(tǒng)在核電廠的應(yīng)用不斷增加，可靠性也成為衡量控制系統(tǒng)性能的一個(gè)決定性指標(biāo)。本文專注于DCS系統(tǒng)本身的可靠性分析，而核電廠整體儀控系統(tǒng)可靠性應(yīng)結(jié)合工藝過(guò)程和現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備進(jìn)行綜合分析。

衡量系統(tǒng)的可靠性可通過(guò)故障率、平均無(wú)故障時(shí)間（MTBF）、平均故障前時(shí)間（MTTF）、平均修復(fù)時(shí)間（MTTR）和可用性進(jìn)行描述。故障樹(shù)方法利用故障模型對(duì)系統(tǒng)的一個(gè)特定事件（通常為失效）與引起失效的基本事件用演繹法組織起來(lái)，并用布爾失效邏輯的圖形表示[1]。一般用于大型系統(tǒng)的可靠性、安全性分析和風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估[2]。

二、過(guò)程控制DCS系統(tǒng)

DCS系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)通常定義為四層，分別為：現(xiàn)場(chǎng)儀表層、控制裝置單元層、工廠管理層和企業(yè)管理層。一、二層的功能緊密相連，因此本文針對(duì)一、二層設(shè)備對(duì)可靠性進(jìn)行分析。

（一）系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

一層設(shè)備由控制站、冗余網(wǎng)絡(luò)和通訊站組成，分別執(zhí)行數(shù)據(jù)采集與邏輯控制、控制數(shù)據(jù)傳輸和第三方通訊功能。實(shí)時(shí)控制數(shù)據(jù)通過(guò)連接一二層的服務(wù)器傳輸?shù)蕉泳W(wǎng)絡(luò)，并將必要的信息系統(tǒng)給操縱員站。同樣，操縱員站的操作指令也通過(guò)上述回路對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備進(jìn)行控制。

（二）相關(guān)設(shè)備

控制器、I/O模塊、電源、一層和二層交換機(jī)態(tài)信息、服務(wù)器、顯示站和顯示器、計(jì)算站、通訊站2.3 設(shè)備可靠性基礎(chǔ)數(shù)據(jù)通過(guò)對(duì)實(shí)際的過(guò)程儀控DCS設(shè)備的可靠性數(shù)據(jù)進(jìn)行整理，得出本文所依據(jù)的單一設(shè)備可靠性參數(shù)，如表1。

三、故障樹(shù)建模與可靠性分析過(guò)程

（一）控制站

（二）通訊網(wǎng)絡(luò)

（三）操縱員站

（四）過(guò)程控制DCS系統(tǒng)的整體分析

四、結(jié)論

整個(gè)系統(tǒng)的平均修復(fù)時(shí)間MTTR為4h，通過(guò)計(jì)算，可得此過(guò)程系統(tǒng)DCS系統(tǒng)的可用性為99.2%。 本文對(duì)系統(tǒng)可靠性進(jìn)行了定量分析，也可使用例如失效模式影響分析對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行定性分析[3]，這是對(duì)可靠性分析和安全性評(píng)估非常重要的補(bǔ)充。在評(píng)估一個(gè)已知系統(tǒng)的可用性，且沒(méi)有條件進(jìn)行測(cè)試試驗(yàn)的情況下，本文中所描述的可靠性計(jì)算方法也可作為參考數(shù)據(jù)。此外，除了進(jìn)行控制系統(tǒng)設(shè)備可靠性分析，軟件可靠性對(duì)系統(tǒng)的影響也同樣需要重視。

參考文獻(xiàn)：

[1] 程五一， 王貴和， 呂建國(guó). 系統(tǒng)可靠性理論[ M ] . 北京： 中國(guó)建筑工業(yè)出版；

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[3] Dhillon， B. S. and Reiche， H. 1985. Reliability and Maintainability Management， Va