Навигация

Генерация

Наука

Информация о системах противоаварийной защиты

Безопасность

Понятие безопасности имеет многочисленные определения, выработанные различными комитетами по стандартам. В основном все определения предполагают, что безопасность обозначает достаточную защиту от опасности. В описании стандарта DIN 31 000, часть 2, безопасность определяется как ситуация, при которой риск не больше предела риска. Помимо прочего, это означает, что абсолютная безопасность не может быть достигнута в технологических процессах.

Потенциальная опасность больших заводов (электростанций, химических предприятий) и на транспорте (поезда, самолеты) заложена в целом в самой системе. С помощью систем управления и автоматики в таких системах должна постоянно собираться необходимая информация (производиться мониторинг) для приведения системы в точно определенное состояние. В связи с этим крайне критично наличие отказов функционирования систем управления.

Системы автоматики с предохранительными устройствами необходимы, например, в поездах, лифтах, эскалаторах, печах, прессах и т.д. Безопасные системы управления должны разрабатываться таким образом, что отказ любого компонента и все мыслимые последствия такого отказа не вызывают опасной ситуации на предприятии.

 Безопасным состоянием является состояние, в которое система может быть приведена из своего рабочего состояния и в котором потенциал опасности меньше, чем в рабочем состоянии. Абсолютно безопасным состоянием всегда является состояние, в котором вкладываемая и имеющаяся энергия наименьшая. Однако часто невозможно достичь безопасного состояния без перехода через опасные состояния, например, просто выключением устройства (например, самолета). Самолет, находящийся в воздухе (если рассматривать его как систему) не имеет безопасного состояния. В таком случае риск может быть уменьшен только с помощью вспомогательного оборудования, например, с использованием двух моторов, двух навигационных систем и т.д.

Надежность

 Надежность - это способность технического устройства выполнять свои функции в течение рабочего времени. Часто это невозможно, если один из компонентов неисправен. В связи с этим MTBF (Mean Time Before Failture, среднее время наработки на отказ) часто берется как мера надежности. Оно может быть вычислено статистически как при анализе работы системы, так из скоростей отказа применяемых компонент.

Надежность не связана напрямую с безопасностью системы! Ненадежные системы являются безопасными, если каждый отдельный отказ всегда приводит предприятие в безопасное состояние.

Готовность

Готовность является вероятностью того, что система находится в функционирующем состоянии. Она выражается в процентах и определяется средним временем наработки на отказ MTBF и средним временем восстановления после отказа MDT (Mean Down Time) по следующей формуле:

       MTBF

 V = --------- 100%

MTBF + MDT

 Среднее время восстановления (MDT) состоит из времени определения неисправности и (для систем с модульной конструкцией) времени замены дефектных модулей. Готовность систем существенно возрастает для малых времен обнаружения неисправности. Быстрое обнаружение неисправности в современных электронных системах достигается применением автоматических процедур тестирования и выводом подробной диагностической информации.

Готовность может быть увеличена при наличии резервирования, например, параллельной работе центральных устройств, модулей ввода/вывода или применением нескольких сенсоров в каждой точке измерения. Резервные компоненты встраиваются таким образом, что отказ одного компонента не сказывается на функционировании системы. Здесь также подробный вывод диагностической информации является важным элементом готовности.

Применяемые для увеличения надежности меры не влияют на безопасность системы. Тем не менее, безопасность систем с резервированием гарантируется только в том случае, если имеются автоматические процедуры проверки в процессе работы или если, например, цепи сенсоров без предохранительных устройств регулярно проверяются (в порядке 2 из 3). Если происходит отказ одного из компонентов, должна быть возможность отключить дефектную часть безопасным образом.

Стандарты безопасности и основные направления

Опубликованные в прошлые годы стандарты безопасности и основные направления в политике безопасности ориентированы в основном на применение в технике. В качестве классического примера можно привести стандарт DIN VDE 0116 для электрического обеспечения печей. В течение долгого времени это был единственный стандарт, который давал конкретные рекомендации по поводу безопасности систем управления на электрических цепях и - после пересмотра - и по поводу безопасности систем управления с программируемой логикой, то есть автоматических систем. Требования к последним системам часто переносились на другие области применений, для которых еще не существовало стандартов.

Новые основные стандарты безопасности рассматривают целиком безопасную систему вне зависимости от применений. В них определяются классы требований в зависимости от предопределенной степени риска, а также общие меры по достижению этих классов требований. Только вся совокупность стандартов рекомендует возможные мероприятия, определяемые в соответствии с их эффективностью, возможным временем их реализации и дополнительными затратами на аппаратное и программное обеспечение.

Среди этих стандартов имеются стандарты на изделия. Такое подразделение стандартов и основных направлений в политике безопасности соответствуют классификации CEN, которая применяется в Европе начиная с 1992 года.