Лекция 7. Приборные системы безопасности. Повышение уровня SIL Противоаварийная защита

0:07 Добрый день, уважаемые зрители канала, мы продолжаем изучение приборных систем безопасности или еще как их называют противоаварийных систем защиты и В. рамках данного видео мы еще раз разберем вопросы, связанные с проектированием и расчетом уровня полноты безопасности таких систем, запись данного видео.

0:33 Связана с тем, что мне на почту поступали вопросы, которые просили еще раз разобрать данную тему более подробно, поэтому давайте постараемся. Рассмотреть ее более детально, высокий уровень полноты безопасности, то есть уровень сил приборной системы безопасности является гарантией того. Что риски серьезных аварий существенно минимизированы, чем выше уровень полноты безопасности, необходим системе, тем больше затрат необходимо. На комплектующие приборной системы безопасности, то есть нам нужны контроллеры, то есть логические решающие элементы с высоким уровнем сил.

1:20 Запорная арматура также с высоким уровнем сил, различные датчики, которые также имеют свои уровни полноты безопасности. Естественно, чем выше будет уровень полноты безопасности, тем дороже, как правило, дороже будет соответствующее оборудование.

1:42 И мы должны построить нашу систему таким образом, чтобы та общая. Система должна будет обладать определенным высоким уровнем, полноты безопасности и в рамках данного видео. Давайте рассмотрим задачу, которая позволит нам. Рассмотреть случай, когда мы используется определенного вида архитектуры, подсистем для того, чтобы достичь высокого уровня полноты безопасности для всей системы.

2:19 Для этого давайте рассмотрим эту задачу. Необходима система приборной безопасности, если у заказчика уже имеется в наличии следующие комплектующие, а именно преобразователь давления. Вот с таким вот значением интенсивности отказа преобразователь температуры с соответствующим значением интенсивности отказа программируемый. Контроллер со своим значением интенсивности отказа и запорной арматуры с пневмоприводами, у которой также имеется свое значение.

3:01 Величины интенсивности отказа теперь интервал проверки ПСБ будет равным 1 году, доля обнаруженных отказов для датчиков составляет 3%, и. Так нам нужно спроектировать систему таким образом, чтобы принятая архитектура обеспечивала уровень полноты безопасности равных сил 3.

3:27 Так давайте уточним бета, то есть доля обнаруженных отказов для датчиков. Точнее, под систему нас равняется величине 3, что мы. Ее записываем вот таким вот образом, далее. Нам нужно уточнить, что вот эта вот аббревиатура означает не что иное, как 10 она 9 степени.

3:54 И Интервал проверки у нас равен 1 году, то есть 1 год в нем у нас имеется 8760 часов. Вот такие вот значения исходных параметров у нас. Заданы по условиям задачи, теперь нам нужно спроектировать систему, которая будет обеспечивать уровень полноты безопасности равный сил 3.

4:25 Для того чтобы определить уровень полноты безопасности, нам нужно оценить вероятность отказа всей системы. На прошлом занятии мы с вами рассматривали, как это выполняется и для решения данной задачи. Нам нужно еще раз проделать то же самое, то есть рассмотреть процедуру. Вычисления вероятности отказа для всей ПСБ и так среднюю вероятность отказа для приборной системы безопасности определяют вычислением суммированием средней. Вероятности отказа в обслуживании для всех подсистем, совокупность которых обеспечивает функцию безопасности. Это в соответствии со стандартом Мэк 615 0 8 и так. Таким образом, средняя вероятность отказа по запросу для функции безопасности ПСБ может быть вычислена следующим образом. То есть вот по такой вот формуле, где?

5:25 Вот эта вот величина это не что иное, как вероятность отказа по запросу для подсистемы датчиков. Далее следующая величина это вероятность отказа по запросу для логической подсистемы и 3 подсистема и это. Вероятность отказа по запросу для подсистемы исполнительных элементов, то есть сумма всех этих подсистем дает нам величину вероятности отказа для всей приборной системы безопасности. Зная эту величину, мы можем.

5:58 Оценить уровень полноты безопасности этой системы. Для того чтобы оценить вероятность отказа всей ПСБ, нам нужны будут уравнения, которые мы рассматривали на. Предыдущем занятии, то есть для этого нам нужны формулы, которые обеспечивают вычисление средних вероятностей отказа функции безопасности для подсистем ПСБ с учетом их архитектуры и формулы. Вычисляются, то есть эти величины вычисляются по следующим формам, то есть для архитектуры 1 из 1. Вот так вот вычисляется вероятность отказа подсистем. В случае, если для проектирования подсистемы мы используем архитектуру 1 из 2, то. Вероятность отказа уже вычисляется вот таким вот образом. Далее для архитектуры 1 из 3 у нас уже более сложная зависимость выселяется на вот таким вот образом для архитектуры. 2 Из 2 Это вот такая вот величина и для архитектуры 2 из 3 у нас.

7:18 Расчет вероятности отказа выполняется вот по данной формуле. Где здесь ты 1 это интервал между проверками? Как мы помним, Бета, доля обнаруженных отказов по общей причине. Теперь давайте спроектируем нашу систему по условиям нашей задачи, в основу возьмем архитектуру. 1 Из 1 То есть у нас имеется 1 комплект датчиков давления? 1 Комплект, то есть 1 датчик температуры, 1 ПК и 1 Запорная арматура, то есть 1 конечный элемент, и здесь мы должны акцентировать внимание на том, что архитектура. Всей системы, то есть архитектура под систем нашей приборной системы безопасности. 1 Из 1 Это мы должны учесть при расчетах нашей вероятности отказа для.

8:34 Подсистем. Ну, теперь используйте уравнение. С учетом архитектуры 1 из 1 давайте оценим вероятности отказа для каждой подсистемы средняя вероятность отказа для подсистемы датчиков давления у нас будет. С учетом архитектуры 1 из 1 вычисляться по данной Формуле мы подставляем туда значения, которые были данные нам по условию задачи и вычисляем эту вероятность, далее вычисляем. Среднюю вероятность отказа для подсистемы датчиков температуры аналогичным образом, но уже с учетом значения интенсивности отказа для данных датчиков и вычисляем величину. Вероятности отказа далее у нас имеется подсистема ПЛК, то есть программируемого логического контроллера для него с учетом архитектуры. 1 Из 1 Мы также вычисляем величину, но уже. Равную вот данному значению, и у нас остается под система запорной арматуры. То есть конечных элементов здесь используется та же формула, потому что архитектура 1 из 1 с учетом?

9:54 Данных по условию задачи мы получаем вот такую величину для подсистемы запорной арматуры. И как мы помним, для того чтобы вычислить вероятность отказа всей ПСБ, мы должны просуммировать все значения для. Подсистем мы получаем среднюю вероятность отказа для ПСБ в целом. Я должен просуммировать все полученные значения вероятности для каждой подсистемы и получаем вот такую вот величину. Далее нам нужно определить уровень полноты безопасности нашей ПСБ, для этого мы и обращаемся к таблице 4 стандарта Мэк. 615 11 Как мы помним, да из предыдущего занятия и здесь мы должны учесть, что у нас по. результатам расчетов величина вероятности отказа получилась вот такой. Вот поэтому обращаемся к таблице из этой таблицы. Мы находим, что данная величина находится в этом интервале, откуда определяем уровень.

11:06 Полноты равных сил 2 для нашей ПСБ и задачи, то есть по условиям задачи, у нас уровень полноты безопасности должен быть равным сил 3. У нас получилось сил, 2 то есть здесь из имеющихся ресурсов, мы никак не можем построить.

11:32 Приборную систему безопасности с уровнем полноты безопасности равным сил, 3 как мы видим при архитектуре 1 из 1. Но как мы помним? Если у нас имеются в качестве ресурсов. Средства. С достаточно низкими значениями. Интенсивности отказов, то есть соответствующий низким уровнем полноты безопасности. Мы всегда можем применить какие то архитектурные. Решения для того, чтобы поднять уровень полноты безопасности всей системы, поэтому давайте рассмотрим вот такую вот конфигурацию. Для имеющихся ресурсов, а именно давайте выполним архитектуру под систем датчиков по типу 1 из 2 контроллер. Пусть у нас остается, 1 из 1 если посмотреть. По условиям наших расчетов у него получилась достаточно низкая величина вероятности отказа и для.

12:49 Конечных элементов, то есть для запорной арматуры. Мы также будем использовать архитектуру, 1 из 2 то есть сдвоенную архитектуру. Давайте посмотрим, как будут меняться значение вероятности отказов в этом случае. Давайте вычислим вероятности отказа для подсистем. С учетом уже введенной архитектуры 1 из 2 средняя вероятность отказа для подсистемы датчиков давления с учетом того, что у нас архитектура изменилась 1 из 2 мы уже.

13:29 Пользуемся данной формулой, и в результате мы получили вот такую вот величину средней вероятности отказа для данной подсистемы. Далее вычисляем среднюю вероятность отказа для подсистемы датчиков температуры по той же формуле. С учетом архитектуры 1 из 2 мы получаем вот такую вот величину. Если поставить соответствующие значения в данную форму, далее вычисляем среднюю вероятность отказа для подсистемы ПЛК, то есть для решающих логических элементов.

14:06 Я сказал, да по условию той архитектуры, которые мы запроектировали контроллер. У нас будет оставаться в в виде архитектурного решения, 1 из 1 и в этом случае будет применяться эта формула. И мы, как мы помним, величина была достаточно низкой среди всех. Остальных вероятности отказа остальных подсистем, то есть для ПЛК мы получаем вот такую вот вероятность отказа. Далее средняя вероятность отказа для подсистемы запорной арматуры с учетом того, что она сконфигурирована уже в виде архитектурного решения 1 из 2.

14:47 Мы применяем эту формулу и, подставляя соответствующие значения, вычисляем вот такую вот величину. Теперь нам нужно вычислить слей среднюю вероятность отказа для всей приборной системы безопасности для этого мы. Суммируем все вероятности отказов каждой подсистемы и получили вот такую вот величину этой вероятности. Теперь уже определяем уровень сил еще раз. Для этого нам нужно обратиться еще раз к таблице 4 стандарта мы. 615 11 Но уже учитывая, что средняя вероятность отказа ПСБ получилась вот такой. Вот смотрим на таблицу, и это значение оно попадает уже в этот интервал, что соответствует уровню полноты безопасности сил, 3 то. Есть в результате изменения архитектуры, мы достигли требований нашей задачи и построенная таким образом приборная система безопасности или система ПАЗ будет отвечать вот такому, вот уровню полноты безопасности.

16:12 Таким образом, мы с вами рассмотрели с 1 стороны задачу вычисления. Средней вероятности отказов для системы по ней мы определяем уровень полноты безопасности всей системы. С другой стороны, мы рассмотрели как архитектурное решение для подсистем, сильно влияют на тот же уровень полноты безопасности. Всей системы, и мы убедились, что в том случае, когда имеющиеся ресурсы не позволяют нам достичь определенного уровня полноты безопасности. Мы всегда можем поменять архитектурные решения для наших подсистем для того, чтобы.

16:59 Достичь требуемого уровня полноты и безопасности. Всем спасибо за внимание, подписывайтесь на канал, задавайте вопросы, оставляйте комментарии всем успехов.

Расшифровка сделана автоматически (Yandex SpeechKit) и может содержать ошибки в терминах.