DCS系统可靠性评价研究与软件开发

摘要

电力行业是国家工业生产的基础，在促进国民经济迅速发展中扮演着重要角色，因此电厂的安全运行至关重要。电厂是一个大型、复杂、快速而又相当精密的控制对象，分散控制系统(DCS)广泛应用于电厂的过程控制中，因此DCS系统作为电厂的重要组成部分，其可靠性越来越受到重视，对其进行可靠性评价研究具有重要意义。
　　本文介绍了可靠性工程中常用的可靠性指标，主要有失效率、可靠度、可用度、平均无故障时间MTBF等，并将这些指标应用到DCS系统可靠性评价中，建立了分别从模件级、部件级、机组级、厂级和系统级对DCS系统进行可靠性评价的指标体系。在常规评价指标的基础上提出了一种综合评价指标，该综合评价指标改善了MTBF指标的计算中将同一型号模件的失效率全部视为相同的问题，综合指标的计算将各个模件本身对系统的影响程度考虑进来。
　　以西门子TXP型DCS工厂总线为研究对象，分别采用马尔可夫方法和故障树分析法对其进行可靠性建模，并将分别采用两种方法计算的指标进行对比，得出故障树建模方法更适合作为DCS系统的建模方法的结论，并对某电厂一号机组DCS系统采用故障树方法进行建模，并进行了一系列定量分析。
　　结合本文对DCS系统可靠性评价的研究成果，开发了基于故障树建模方法的可靠性评价软件。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 研究背景及意义

1．2 DCS可靠性国内外研究现

1．2．1 DCS可靠性国内研究现状

1．2．2 DCS可靠性国外研究现状

1．3 本文主要内容

第2章 火电厂DCS可靠性评价指标

2．1 可靠性工程通用指标介绍

2．1．1 可靠性指标

2．1．2 维修性指标

2．1．3 可用性指标

2．2 火电厂DCS可靠性多级评价指标体系

2．2．1 模件级可靠性指标及计算方法

2．2．2 部件级可靠性指标及计算方法

2．2．3 机组级可靠性指标及计算方法

2．2．4 厂级可靠性指标及计算方法

2．2．5 系统级可靠性指标及计算方法

2．3 火电厂DCS可靠性综合评价指标

2．3．1 模糊层次分析法FAHP

2．3．2 熵权法

2．3．3 模糊层次分析法与熵权法综合

2．4 本章小结

第3章 火电厂DCS可靠性建模方法

3．1 可靠性建模方法简介

3．2 马尔可夫建模方法

3．2．1 马尔可夫过程的概念

3．2．2 马尔可夫过程可靠性计算过程

3．3 故障树建模方法

3．3．1 故障树建模方法的概念及基本术语

3．3．2 故障树分析的步骤

3．3．3 故障树的结构函数

3．3．4 故障树的定性分析和定量分析

3．4 本章小结

第4章 DCS可靠性评价实例分析

4．1 西门子TXP型DCS工厂总线可靠性仿真分析

4．1．1 马尔可夫过程的工厂总线建模及仿真

4．1．2 故障树分析方法的工厂总线建模及仿真

4．1．3 两种方法仿真结果分析与对比

4．2 可靠性综合指标的计算分析

4．2．1 概率重要度简介

4．2．2 模糊层次分析法确定指标权重向量

4．2．3 熵权法确定指标权重向量

4．2．4 模糊层次分析法和熵权法综合确定指标权重向量

4．2．5 综合评价指标的计算

4．3 某电厂机组DCS系统可靠性评价举例

4．4 本章小结

第5章 DCS可靠性评价软件开发

5．1 软件开发环境

5．2 软件开发设计

5．2．1 设计Ribbon菜单

5．2．2 可靠性分析模块开发

5．2．3 设计计算流程

5．3 软件开发程序构成

5．3．1 DCS_Core项目

5．3．2 Visio Automation项目

5．3．5 Win Start项目

5．3．6 Set Up DCS项目

5．4 利用DCS可靠性评价软件的应用实例

5．5 本章小结

第6章 结论与展望

6．1 结论

6．2 展望

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果

致谢