Степень соответствия технологического процесса норме как показатель функциональной безопасности

Abstract

Коэффициент функциональной безопасности технологического процесса и УО по одному диагностируемому параметру оценивается на стадии эксплуатации как инверсия модуля взвешенного отклонения текущей величины параметра от его номинального значения, где весовая функция — функция соответствия норме. Функциональная безопасность инерционного процесса по одному параметру рассчитывается как средняя текущая сумма коэффициентов безопасности каждого отсчета диагностируемого параметра. Для многопараметрического процесса коэффициент функциональной безопасности равен произведению коэффициентов функциональной безопасности каждого диагностируемого параметра. Предложенный подход позволяет оценить функциональную безопасность технологического процесса и УО на стадии эксплуатации в каждый данный момент времени или за заданный временной интервал в виде одного числа, причем коэффициент самого высокого уровня безопасности равен единице, при снижении уровня безопасности коэффициент уменьшается, а при отказе коэффициент становится равен нулю.

Виконано аналіз стандарту з функціональної безпеки. Чисельна оцінка рівня повноти безпеки технологічних процесів і керованого обладнання за відмовами, які не діагностуються і є випадковими, проводиться відповідно до стандарту на стадії їх проектування з використанням імовірнісних методів. Мета роботи — розробка методів чисельної оцінки рівня безпеки технологічного процесу і керованого устаткування на стадії експлуатації за відмовами, які діагносту-ються в кожен момент часу. Вважається, що рівень функціональної безпеки технологічного процесу і керованого обладнання найвищий, якщо контрольований параметр дорівнює своєму номінальному значенню, і дорівнює нулю при виході контрольованого параметра за гранично припустимі відхилення, тобто при відмові. У даній роботі запропоновано в зоні гранично припустимих відхилень оцінювати (діагностувати) функціональну безпеку технологічного процесу і керованого обладнання за одним параметром як інверсію модуля зваженого відхилення контрольованої величини від її номінального значення. Використовується діапазонне вікно з ваговими ступеневими параболічними функціями. Функціональна безпека інерційного процесу за одним параметром розраховується як середня поточна сума коефіцієнтів безпеки кожного відліку параметра, який діагностується. Для багатопараметричного процесу коефіцієнт функціональної безпеки дорівнює добутку коефіцієнтів функціональної безпеки кожного параметра, який діагностується. Запропонований підхід дозволяє оцінити функціональну безпеку технологічного процесу і керованого обладнання на стадії експлуатації на даний момент часу або за заданий часовий інтервал у вигляді одного числа, причому коефіцієнт найвищого рівня безпеки дорівнює одиниці, при зниженні рівня безпеки коефіцієнт зменшується, а при відмові дорівнює нулю.

The analysis of the standard for functional safety was done. The numerical assessment of the level of safety completeness of technological processes and equipment under control (EUC)] for non-diagnosed random failures is made in accordance with the standard at the design stage using probabilistic methods. The purpose of the work is the development of numerical evaluation methods at the operational stage of the safety level of the technological process and equipment under control by diagnosed failures at any given time or for a given time interval. It is assumed that the level of functional safety of the process and the equipment under control is the highest when the monitored parameter is equal to its nominal value and is 0 when the monitored parameter leaves the tolerance limits, i.e. on failure. In this work, it is proposed to evaluate (diagnose) the functional safety of the process and the equipment under control in one tolerance zone by one parameter as the inversion of the module of the weighted deviation of the monitored value from its nominal value. A band window with weight power parabolic functions is used. The functional safety of the inertial process for one parameter is calculated as the average current sum of safety factors of each sample of the parameter being diagnosed. For a multiparameter process, the functional safety factor is equal to the product of the functional safety factors of each diagnosed parameter. The proposed approach allows to evaluate the functional safety of the process and the equipment under control at the operation stage at any given time or for a given time interval as a single number, with the coefficient of the highest level of safety equal to 1, when the level of safety decreases, the coefficient decreases while the failure the coefficient is equal to zero.