МИНИСТЕРСТВО НЕФТЯНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ ВНИИСПТнефть

РУКОВОДЯЩИЙ ДОКУМЕНТ

ОЦЕНКА ПОКАЗАТЕЛЕЙ НАДЕЖНОСТИ АВТОМАТИЗИРОВАННОЙ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИМИ ПРОЦЕССАМИ МАГИСТРАЛЬНОГО НЕФТЕПРОВОДА НА СТАДИИ ПРОЕКТИРОВАНИЯ РД 39 - 5 - 936 - 83

Министерство нефтяной промышленности

Всесоюзный научно-исследовательский институт по сбору, подготовке и транспорту нефти и нефтепродуктов

(ВНИИСПТнефть)

УТВЕРЖДЕН

первым заместителем министра нефтяной промышленности

В.И.Кремневым 21 ноября 1983 года

РУКОВОДЯЩИЙ ДОКУМЕНТ

ОЦЕНКА ПОКАЗАТЕЛЕЙ НАДЕЖНОСТИ АВТОМАТИЗИРОВАННОЙ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИМИ ПРОЦЕССАМИ МАГИСТРАЛЬНОГО НЕЙТЕПРОВОДА НА СТАДИИ ПРОЕКТИРОВАНИЯ

РД 39-5-936-83

Уфа - 1984

IG

Рис.I* Восстанавливаемая не резервируемая система, состоящая из разнонадежных элементов

При допущениях» ЧТО

вероятность безотказной работы I -й функции АСУТП МН в течение времени X не зависит от момента начала работы,

функция распределения времени наработки на отказ и времени восстановления подчиняется экспоненциальному закону,

контроль состояния технических средств АСУТП МН нзпрерывный;

обслуживание осуществляется при неограниченном восстановлении,

показатели надежности функций АСУТП МН определяются по фор-

мулам:

(13)

где Аз - параметр потока отказов эквивалентного элемента i -ой

функции;

Pi(t)=e'£ ;

(15)

М'Т’

(17)

Показатели надежности подсистем АСУТП Ш определяются по формулам:

Т- Х- — х_ . (19) Г . (20) т». = L = ± . |г/ А' Л ’ (21) Рч и <C*»i ••• (22) 2 сС* is II С'* о icf (23) у .»_Е-. (24)

Показатели надежности АСУТП МН в целом определяются по формулам:

т - -L- = J_ *с Лзс Я с *	(25)
Pcft) i	(26)
Tfc -JE% “ >	(27)

Krc-    ;    (29)

[V -    _    ^    _

птпс _Tci._T&+To&c >    ₍₃₀₎

где ToSc.l ₉ ToSc.j. , To5c .с - сухарное время простоев из-за планового и внепланового обслуживания технических средств, участвующих в реализации 1-2 функции, i - подсистемы и АСУТП МН в

V

целом»

Приложение I

Примерный перечень простых функций АСУТП МП, к которым предъявляются требования по надежности

1.    Оперативное измерение и отображение давления всасывания насосной,

2.    Оперативное измерение и отображение давления нагнетания перед регуляторами насосной.

3.    Оперативное измерение а отображение давления нагнетания после регуляторов насосной.

4.    Сигнализация загазованности.

5.    Сигнализация пожара.

6.    Сигнализация неисправности на подстанции.

7.    Сигнализация неисправности цепей управления высоковольтными выключателями.

8.    Сигнализация аварийного состояния вспомогательных систем.

9.    Сигнализация неисправности вспомогательных вооружений.

10.    Сигнализация отключения НПС защитой по давлению.

11.    Сигнализация режима управления станцией "местный/телемеханический".

12.    Сигнализация отключения станции, допускающей (недопускающей) дистанционный запуск.

13.    Сигнализация отключения агрегата, первого по ходу нефти.

14.    Сигнализация аварийного отключения агрегата собственной защитой.

15.    Сип ализация аварийного уровня нефти в резервуаре.

16.    Централизованное управление каждым подпорным агрегатом.

17.    Централизованное управление каждым магистральным насосным агрегатом.

18.    Централизованное регулирование уставкой задатчика регу-

лятора давления на нагнетании насосной станции.

19.    Расчет программы перевода нефтепровода на заданный режим (по заданному плану).

20.    Выдача управляющих воздействий для защиты трубопровода от волн давления, возникающих при отключении насосных агрегатов.

21.    Выдача управляющих воздействий для локализации аварий на линейной части нефтепровода.

1 —1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 CMI 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 -н 1 »-4 1 1	- 2 !	___4_ _ 1 _	_ s _.
2. Канал связи		1500	I
4. КП TM-I20 I (для функции ТУ)	УП-КП I	6600	5
5. СМА НПС в комплекте с исполнительным механизмом	ПУСК-71	2000	0,5

Производим упрощение структурно-логической схемы расчета надежности.

По формулам (6-9) настоящего РД вычисляются надежностные характеристики эквивалентного элемента:

Тсэ_{'1 ^s 379 час> Т«9/,2 * 1.5 час .

Данная функция относится к управляющей, поэтому в соответствии с д.2.1.2 настоящего РД показателем надежности является кот_t и вычисляется по формуле (17). Значение нп вычисляется по формуле (16) и равняется для нашего случая 0,996 при Z =0,5 час. Отсюда Коп = 0,9864.

П. В реализации функции "Сигнализация загазованности" принимают участие следующие технические средства: датчик загазованности СП1-ГХ, УЖ СМ ЭЬМ, устройство печати знако-синтсзиручщее (УПЗ), дисплейный модуль ДМ-2000, локальное устройство воспроиз-ведения информации TM-I20I (ЛУШ-ТС) и мнемощит.

Структурно-логическая схема расчета надежности данной функции приведена на рис.4.

Надежностные характеристики технических средств приведены ь табл.2.

Таблица 2

!    !    Наработка    !    Среднее

Тип !    на    отказ    !    время вос-

!    !    Т_Л    (час)    !    становления

!    I    ⁰    !    Т_в (час)

I. СМА НПС в комплекте с датчиком СГП-ХМ	Пуск-71	2071	1,0
2. КП.ТМ-1201 (для функции ТС)	УП-КП1	6600	4,0
3. ПУЫ-1201 (для функции ТС)	УП-ПУ1	7300	0,5
4. Канал связи	телеф.	1500	2,0
5. УШ СМ ЭБЧ	СМ-2-2	300	0,5
6. УПЗ	A52I-7	2200	1,0
?. дм-2000	А544-2	2000	2,0
8. ЛУБИ-ТС в комплекте с мнемощитом		250	0,5

Структурно-логическая схема представляет собой комбинацию лараллеявных и последовательных соединений элементов (в смысле надежности) и включает следующие цепи: на участке 1-2 - последовательная цепь, включающая СГП-DI, С.;А-ЛдЮ, У11-КЛ1, канал связи и УП-ПУТ:

на участке 2-4-5 - последовательная цепь,включающая ЛУШ-ТС и мнемоцит;

на участке 2-3-5 - последовательное соединение УШ с парад-тельно соединенными ; на участке 3-5 УПЗ и ДМ-2000;

на участке 2-5 - последовательно-параллельное соединение УВК,

^J .г.1-2000, JL/iiM-'iC и мнемощита;

Руководящий документ ‘'Оценка показателей надежности автоматизированной системы управления технологическими процессами магистрального нефтепровода на стадии проектирования" разработан во ВНШСГГГнефть авторским коллективом в составе: Баженова В.В., Кир-гизовой Т.А., Саянова И.Ш. - рук.темы, Султановой Д.С., Тепловой С.П.

⁼ jb ⁼Jr⁼ 1&™ ;

I/ _ TV _    688    ___{___}

Кг<, ~ -    -    *    *••*    »    r    -0,997    ;

Kori — KrL-PUZ)ъри t>*ин*0.997 С.99И~0,995 ;

Гдй Тс5сь*8ъдг .

Таким образом, простая функция "Сигнализация загазованности" характеризуется следующими показателями;

Т«, = 688 час; Pc/t)« 0,923;    *    1,8    час;    Kri    =    0,997;

Korl = 0,995; Ктл1 * 0,985.

ШОВОДЯШЙ ДОКУМЕНТ

Оценка показателей надежности автоматизированной системы управления технологическими процессами магистрального нефтепровода на стадии проектирования

РД 39-5- 936 -83

Вводится впервые

Приказом Министерства нефтяной промыпленности от " 12" декабря 1983 г, М 678

срок введения установлен с 01.02.84 г. срок действия до 01.02.88 г.

Настоящий документ распространяется на автоматизированные системы управления технологическими процессами магистральных нефтепроводов Главтранснефти (АЗУТО МН) и устанавливает номенклатуру используемых на стадии проектирования показателей надежности и методику их расчета аналитическими методами.

I. ОБЩЕ ПОЛОЖЕНИЯ

1.1.    Надежность АСУТП МН в соответствии с ГОСТ 21705-76 определяется как способность системы выполнять заданные функции, сохраняя во времени значения установленных эксплуатационных показателей в заданных продолах при заданных условиях эксплуатации. Надежность АСУТП МН является комплексным свойством и характеризуется в основном безотказностью и ре-монтоприг одностыо.

1.2.    Руководящий документ составлен с учетом действующих стандартов, общеотраслевых и отраслевых (нефтяная промышленность) руководящих методических материалов и документов по АСУТП.

2. НАДЕЖНОСТЬ АСУТП МН

2.1.    В процессе создания АСУТП МН должен быть обеспечен необходимый уровень надежности системы с учетом следующих обстоятельств:

АСУТП МН являются многофункциональными системами, в состав которых входят технические средства и оперативный персонал. В выполнении той или иной функции могут использоваться технические средства и оперативный персонал;

наде-*пость АСУТП МН зависит от особенностей программ я алгоритмов, реализуемых техническими средствами и (или) оперативным персоналом.

2.2.    Отказом функции, учитываемой при оценке надежности АСУТП МН, является полная потеря способности системы выполнять эту функцию или нарушение хотя бы одного из требований, предъявляемых к качеству выполнения функции, возникающее при заданных условиях эксплуатации АСУТП МН и нормально функционирующем технологическом объекте управления.

2.3.    Отказом АСУТП МН в целом является отказ составной функции, реализуемой АСУТП МН в целом.

3. НОМЕНКЛАТУРА ПОКАЗАТЕЛЕЙ НАДЕЖНОСТИ АСУТП МН

3.1.    Номенклатура показателей надежности определяется составом функций^ реализуемых конкретной АСУТП МН.

Перечень комплексов функциональных задач АСУТП МН приведен в РД 39-5-54I-8I (Уфа, БНИИСПТнефть, 1981).

3.2.    Согласно ГОСТ 21705-76 в техническую документацию на АСУТП МП необходимо включать перечень функций,для которых задаются показателя надежности. Учитывая возможные последствия отказов функций АСУТП МН, требования по надежности задаются для функ-

ций централизоьанного контроля и управляющих функций АСУТП МП.

3.3.    Подсистема и функции централизованного контроля АСУТП МЫ характеризуются показателями безотказности:

14 - наработка на отказ 1-1 функции (в единицах времени);

- наработка на отказ ^-й подсистемы АСУТП МН (в единицах времени);

Pi(z) ~ вероятность безотказного выполнения i-й функции в течение заданного времени Т ;

Pf(Z) - вероятность безотказной работы j-ой подси^^мы АСУТП МН в течение заданного времени г ; показателями ремонтопригодности:

Тбс - среднее время восстановления способности аСУТП МН к выполнению i-ой функции;

Тбу - среднее время восстановления работоспособности у -ой подсистемы АСУТП Ш; комплексными показателями:

KrL'Krj - коэффициенты готовности по 1-й функции, J -й подсистеме ;!

Ктт,Krqj- коэффициенты технического использования по о-й функции , у -й подсистеме;

Kori_t Кору* коэффициенты оперативной готовности по * -й функции, у подсистеме.

3.4.    Управляющие функции АСУТП МН характеризуются комплексным показателем надежности:

Коп “ коэффициент оперативной готовности по i -й функции.

3.5.    АСУТП в целом характеризуется показателями безотказности :

Тс - наработка на отказ АСУТП Ш в целом;

Рс&)- вероятность безотказной работы АСУТП МН р целом в течение заданного времени I ;

показателями ремонтопригодности:

Тбс~ среднее время восстановления работоспособности АСУТП МИ в целом; комплексными показателями:

Кгс - коэффициент готовности АСУТП в целом;

Ктлс” коэффициент технического использования АСУТП МЫ в целом.

4. НЛЛШОСТНАЯ ЭДКЯЬ АСУТП МН

4.1.    При построении математической модели учитывают влияние на надежностные характеристики АСУТП МН ее составляющих:

надежность технических средств; особенности алгоритмов и программ; действия оперативного персонала.

4.1.1.    Надежность технических средств описывается функцией

I, если ^-ое техническое средство, участ-вую.цев в реализации t -й функции АСУТП МН

Xc(t) =

работоспособно,

О в    противном    случае    (I)

4.1.2.    Особенности    алгоритмов и программ описываются функ

цией

I, если алгоритмы и программы, участвующие в реализации i-Й функции АСУТП «Ы,-работоспособны,

О в    противном    случав.    (2)

ш

4.1.3.    Действия оперативного персонала описываются функцией I, если действия оперативного персонала в реализации I -й функции АСУТП МН будут своевременны и безошибочны,

0 в    противном    случае.    (3)

4.2.    С учетом всех составляющих надежностная модель АСУТП описывается изменением значения во времени вектора 2 fy) .

Xl(i)

йш

У i d)

4_m(i)    ⁽⁴⁾

it Li)

Lp (i)

¹

4.3.    Учитывая то, что

технические средства АСУТП МП являются наиболее консервативным элементом проектируемой системы,

в процессе отладки и опытной эксплуатации устраняются сбои и отказы АСУТП МЫ ,вызванныв ненадежностью реализуемых системой алгоритмов и программ,

вероятность своевременных и безошибочных действий "чело-века-оператора" АСУТП МН,включенного в контур управления,приблизите льн равна единице,

оценку надежности АСУТП МН ьа стадии проектирования проводят с учетом надежности только технических средств, в этом случае формула (4) принимаем вид:

ш

it Li)

Zft)»