第6章DCS的性能指標(biāo)

第 6 章 DCS 的性能指標(biāo)

隨著 DCS 的廣泛應(yīng)用，對 DCS 的可靠性要求也越來越高，因此正確評價 DCS 的可靠

性越來越顯得重要。

DCS 的可靠與否，通常包含兩重意思：一是指產(chǎn)品在規(guī)定的時間內(nèi)，完成規(guī)定功能的

能力，即可使用性；二是指故障發(fā)生后通過維修使系統(tǒng)恢復(fù)工作的能力，即可維修性。兩

者統(tǒng)稱為可靠性。

6.1 DCS 的可靠性

系統(tǒng)的可靠性指標(biāo)通常用概率來定義，常用的有可靠度 R(t) 、失效率 λ(t) 、平均故障

間隔時間(MTBF)、平均故障修復(fù)時間(MTTR)、利用率等。

6.1.1 可靠度 R(t)

1. 定義

可靠度即是用概率來表示的零件、設(shè)備和系統(tǒng)的可靠程度。它的具體定義是：設(shè)備在

規(guī)定的條件下(指設(shè)備所處的溫度、濕度、氣壓、振動等環(huán)境條件和使用方法及維護措施等) ，

在規(guī)定的時間內(nèi)(指明確規(guī)定的工作期限) ，無故障地發(fā)揮規(guī)定功能(應(yīng)具備的技術(shù)指標(biāo)) 的概

率。可靠度是一個定量的指標(biāo)，它是通過抽樣統(tǒng)計確定的。設(shè)有 N 0 個同樣的產(chǎn)品，在同樣

的條件下同時開始工作，經(jīng) t 時間運行后有 N f (t)個產(chǎn)品發(fā)生故障，則其可靠度：

R (t) = N (t) / N (0 ≤R(t) ≤1)

f 0

式中，求取概率 R(t) 的N 0 和 N f (t)必須符合數(shù)據(jù)統(tǒng)計中的大數(shù)規(guī)律。 N 0 必須足夠大，R(t)

才有意義。也就是說，對于一種產(chǎn)品，必須抽取足夠多的樣本進行實驗，得到的 R(t)才真

正反映它的可靠度。

根據(jù)可靠度的定義，若產(chǎn)品測試時規(guī)定條件、規(guī)定時間和規(guī)定功能不同，則 R(t)便不

同。例如：同一產(chǎn)品在實驗室和現(xiàn)場工作可靠度不同；在同一條件下，工作 1 年和工作

5 年的可靠性也不同，考查的時間越長，產(chǎn)品發(fā)生故障的可能性越大，R(t)將減小。

2. 串并聯(lián)系統(tǒng)可靠度

一個復(fù)雜系統(tǒng)的可靠度除了與構(gòu)成系統(tǒng)的子系統(tǒng)及其元器件的可靠度有關(guān)外，還與系

統(tǒng)的結(jié)構(gòu)形式有關(guān)。在串聯(lián)系統(tǒng)中只要有一個發(fā)生故障，系統(tǒng)就會發(fā)生故障；而并聯(lián)系統(tǒng)

中除非全部子系統(tǒng)發(fā)生故障，系統(tǒng)才出故障。

(1) 串聯(lián)系統(tǒng)可靠度。串聯(lián)系統(tǒng)可靠度 Rs 是各子系統(tǒng)可靠度的乘積，用公式表示：

n

R = R R R …Rn = ∏Ri (6-1)

s 1 2 3

i=1

·180 · 集散控制系統(tǒng)

式中， R ，R ，R ，…，R 為各子系統(tǒng)的可靠度。

1 2 3 n

(2) 并聯(lián)系統(tǒng)可靠度。從理論上說，并聯(lián)的單元越多，可靠性越高，但是并聯(lián)子系統(tǒng)

越多，系統(tǒng)的硬件將增加，實際工程中兩者必須兼顧。并聯(lián)系統(tǒng)可靠度 RP 表示如下：

R = 1? (1? R )(1? R )(1? R )(1? R )

p 1 2 3 n

n (6-2)

= 1? ∏ (1? Ri )

i=1

式中， (1? R ) ， (1?

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總結(jié)

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