energyЭнергетика. Известия высших учебных заведений и энергетических объединений СНГENERGETIKA. Proceedings of CIS higher education institutions and power engineering associations1029-74482414-0341BNTUenergy-760Research ArticleЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИКАELECTRICAL POWER ENGINEERINGАНАЛИЗ НАДЕЖНОСТИ РЕЗЕРВИРОВАННЫХ СИСТЕМ АВТОМАТИЧЕСКОГО КОНТРОЛЯ И УПРАВЛЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВЕННЫМИ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИМИ ПРОЦЕССАМИANALYSIS OF RELIABILITY OF RESERVED AUTOMATIC CONTROL SYSTEMS OF INDUSTRIAL POWER PROCESSESАнищенкоВ. А.AnishchenkoV. A.

Доктор технических наук, профессор

Professor, PhD in Engineering

alenamyslo@tut.byМыслоЕ. Л.MysloE. L.

Инженер

Engineer

alenamyslo@tut.byИвановаА. Н.IvanovaA. N.

Инженер

Engineer

alenamyslo@tut.byБелорусский национальный технический университетБеларусьBelarusian National Technical UniversityBelarus20142012201406514Copyright © Анищенко В.А., Мысло Е.Л., Иванова А.Н., 20142014Анищенко В.А., Мысло Е.Л., Иванова А.Н.Anishchenko V.A., Myslo E.L., Ivanova A.N.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://energy.bntu.by/jour/article/view/760

Проведен сравнительный анализ основных структурных схем резервирования устройств автоматического контроля и регулирования ответственных объектов электроснабжения, к которым предъявляются повышенные требования по надежности. Рассмотрены схемы пассивного дублирования, активного дублирования с устройством встроенного контроля, пассивного троирования, активного троирования с устройством встроенного контроля, комбинированного резервирования, мажоритарное резервирование по схемам «два из трех» и «три из пяти». По результатам произведенных расчетов проведено сравнение этих схем при идеальных устройствах встроенного контроля и идеальных мажоритарных элементах. Построены шкалы предпочтений систем по критериям максимумов среднего времени и средней вероятности безотказной работы. Шкалы предпочтений по критерию средней вероятности безотказной работы носят переменный характер в зависимости от интервалов, в которых находится параметр, представляющий собой произведение интенсивности отказов и времени. Последовательность предпочтений систем изменяется при достижении отказа каждой системы и в моменты пересечения кривых средних вероятностей безотказной работы систем. Анализ результатов расчетов показал преимущество систем троированного и комбинированного резервирования по надежности, что достигается большим увеличением затрат на создание этих систем. Показано, что при определенных условиях надежность системы пассивного троирования выше по сравнению с системой активного дублирования. Мажоритарные схемы позволяют определять не только полные, но и частичные (метрологические) отказы. Определено граничное значение ненадежности устройства встроенного контроля, позволяющее сделать обоснованный выбор между системами активного и пассивного резервирования.

This paper describes the comparative analysis of the main structural schemes for reserved automatic control and regulation devices of important objects of power supply with increased reliability requirements. There were analyzed schemes of passive and active doubling with control device, passive and active tripling, combined redundancy and majority redundancy according to schemes: “two from three” and “three from five”. On the results of calculations fulfilled there was made comparison of these schemes for ideal devices of built-in control and ideal majority elements. Scales of preferences of systems according to criterion of average time maximum and average probability of no-failure operation were built. These scales have variable character, depending on intervals in which there is a parameter obtained by multiplication of failure rate and time. The sequence of systems’ preferences is changing and is depending on each system failures and in moments of curves crossing of average probability of no-failure operation of systems. Analysis of calculation results showed the advantages of tripling systems and combined redundancy in reliability and this is achieved by a great amount of expenses for these systems creation. Under definite conditions the reliability of system of passive tripling is higher compared to system of active doubling. The majority schemes allow determining not only the full but also single (metrological) failures. Boundary value of unreliability of built-in control device is determined, and this allows making a perfect choice between systems of active and passive redundancy.

производственные энергетические процессынадежность системустройств автоматического контроля и управления объектамиindustrial power processesreliability of systemautomatic control equipmentReferencesСеверин, Л. А. Обоснование критерия выбора схем резервирования систем управления / Л. А. Северин, В. А. Анищенко // Актуальные проблемы энергетики: материалы 62-й НТК студентов, магистрантов и аспирантов. – Минск : БНТУ, 2006. – С. 90–92.Severin, L. A., Anishchenko, V. A. (2006) Peculiarities of Criteria Choice of Schemes for Redundancy of Control Systems. Aktual’nye Problemy Energetiki: Materialy 62-i NTK Studentov, Magistrantov i Aspirantov [Actual Problems of Power Engineering: Materials of 62th Scientific and Technical Conference of Students, Masters’ Students and Post-Graduate Students (PhD Students)]. Minsk, BNTU, 90–92 (in Russian).Северин, Л. А. Выбор невосстанавливаемых резервированных систем управления технологическими процессами / Л. А. Северин, В. А. Анищенко // Актуальные проблемы энергетики: материалы 63-й НТК студентов, магистрантов и аспирантов. – Минск : БНТУ, 2008. – С. 186–189.Severin, L. A., Anishchenko, V. A. (2008) Choice of Unrestorable Reserved Control Systems for Technological Processes. Aktual’nye Problemy Energetiki: Materialy 63-i NTK Studentov, Magistrantov i Aspirantov [Actual Problems of Power Engineering: Materials of 63rd Scientific and Technical Conference of Students, Masters’ Students and Post-Graduate Students (PhD Students)], Minsk: BNTU, 186–189 (in Russian).Анищенко, В. А. Методика выбора невосстанавливаемых резервированных систем управления технологическими процессами / В. А. Анищенко, Л. А. Северин // Энергетика… (Изв. высш. учеб. заведений и энерг. объединений СНГ). – 2008. – № 2. – С. 5–10.Anishchenko, V. A., Severin, L. A. (2008) Methods of Choice of Unrestorable (Unrepairable) Reserved Control Systems of Technological Processes. Izvestiia Vysshikh Uchebnykh Zavedenii i Energeticheskikh Ob’edinenii – Energetika [Proceedings of the Higher Education Institutions and Power Engineering Associations – Power Engineering], 2, 5–10 (in Russian).Анищенко, В. А. Выбор невосстанавливаемых резервированных систем контроля и управления энергетическими процессами / В. А. Анищенко, А. Н. Иванова, Е. Л. Мысло // Энергетика… (Изв. высш. учеб. заведений и энерг. объединений СНГ). – 2012. – № 5. – С. 35–43.Anishchenko, V. A., Ivanova, A. N., Myslo, E. L. (2012) Choice of Unrestorable Reserved Control Systems for Power Processes. Izvestiia Vysshikh Uchebnykh Zavedenii i Energeticheskikh Ob’edinenii – Energetika [Proceedings of the Higher Education Institutions and Power Engineering Associations – Power Engineering], 5, 35–43 (in Russian).Диллон, Б. Инженерные методы обеспечения надежности систем / Б. Диллон, Ч. Сингх. – М. : Мир, 1984. – 318 с.Dillon, B., Singh, Ch. (1984) Engineering Methods of Providing Systems’ Reliability. Moscow, Mir. 318 p. (in Russian).Гук, Ю. Б. Анализ надежности электроэнергетических установок / Ю. Б. Гук. –Л. : Энергоатомиздат, 1988. – 217 с.Guk, Yu. B. (1988) Analysis of Reliability of Electric Power Plants. Leningrad, Energoatomizdat. 217 p. (in Russian).Гук, Ю. Б. Теория надежности в электроэнергетике / Ю. Б. Гук. – Л. : Энергоатомиздат, 1990. – 208 с.Guk, Yu. B. (1990) Theory of Reliability in Power Engineering. Leningrad, Energoatomizdat. 208 p. (in Russian).Теория надежности радиоэлектронных систем в примерах и задачах / под ред. Г. В. Дружинина. – М. : Энергия, 1976. – 448 с.Druzhinin, G. V. (1976) Theory of Reliability of Radioelectronic Systems in Examples and Problems. Moscow, Energia. 448 p. (in Russian).Глазунов, Л. П. Основы теории надежности автоматических систем управления / Л. П. Глазунов, В. П. Грабовецкий, О. В. Щербаков. – Л. : Энергоатомиздат, 1984. – 208 с.Glasunov, L. P., Grabovetsky, V. P., Shcherbakov, O. V. (1984) Fundamentals of Reliability Theory of Automatic Control Systems. Leningrad, Energoatomizdat. 208 p. (in Russian).Анищенко, В. А. Надежность дублированных технических систем с устройствами встроенного контроля / В. А. Анищенко, Е. Л. Мысло, А. Н. Иванова // Энергетика… (Изв. высш. учеб. заведений и энерг. объединений СНГ). – 2013. – № 5. – С. 5–10.Anishchenko, V. A., Myslo, E. L., Ivanova, A. N. (2013) Reliability of Dual Engineering System with Built Control Equipment. Izvestiia Vysshikh Uchebnykh Zavedenii i Energeticheskikh Ob’edinenii – Energetika [Proceedings of the Higher Education Institutions and Power Engineering Associations – Power Engineering], 5, 5–10 (in Russian)

The authors declare that there are no conflicts of interest present.