第6章DCS的性能指標

第 6 章 DCS 的性能指標

隨著 DCS 的廣泛應用，對 DCS 的可靠性要求也越來越高，因此正確評價 DCS 的可靠

性越來越顯得重要。

DCS 的可靠與否，通常包含兩重意思：一是指產品在規定的時間內，完成規定功能的

能力，即可使用性；二是指故障發生后通過維修使系統恢復工作的能力，即可維修性。兩

者統稱為可靠性。

6.1 DCS 的可靠性

系統的可靠性指標通常用概率來定義，常用的有可靠度 R(t) 、失效率 λ(t) 、平均故障

間隔時間(MTBF)、平均故障修復時間(MTTR)、利用率等。

6.1.1 可靠度 R(t)

1. 定義

可靠度即是用概率來表示的零件、設備和系統的可靠程度。它的具體定義是：設備在

規定的條件下(指設備所處的溫度、濕度、氣壓、振動等環境條件和使用方法及維護措施等) ，

在規定的時間內(指明確規定的工作期限) ，無故障地發揮規定功能(應具備的技術指標) 的概

率。可靠度是一個定量的指標，它是通過抽樣統計確定的。設有 N 0 個同樣的產品，在同樣

的條件下同時開始工作，經 t 時間運行后有 N f (t)個產品發生故障，則其可靠度：

R (t) = N (t) / N (0 ≤R(t) ≤1)

f 0

式中，求取概率 R(t) 的N 0 和 N f (t)必須符合數據統計中的大數規律。 N 0 必須足夠大，R(t)

才有意義。也就是說，對于一種產品，必須抽取足夠多的樣本進行實驗，得到的 R(t)才真

正反映它的可靠度。

根據可靠度的定義，若產品測試時規定條件、規定時間和規定功能不同，則 R(t)便不

同。例如：同一產品在實驗室和現場工作可靠度不同；在同一條件下，工作 1 年和工作

5 年的可靠性也不同，考查的時間越長，產品發生故障的可能性越大，R(t)將減小。

2. 串并聯系統可靠度

一個復雜系統的可靠度除了與構成系統的子系統及其元器件的可靠度有關外，還與系

統的結構形式有關。在串聯系統中只要有一個發生故障，系統就會發生故障；而并聯系統

中除非全部子系統發生故障，系統才出故障。

(1) 串聯系統可靠度。串聯系統可靠度 Rs 是各子系統可靠度的乘積，用公式表示：

n

R = R R R …Rn = ∏Ri (6-1)

s 1 2 3

i=1

·180 · 集散控制系統

式中， R ，R ，R ，…，R 為各子系統的可靠度。

1 2 3 n

(2) 并聯系統可靠度。從理論上說，并聯的單元越多，可靠性越高，但是并聯子系統

越多，系統的硬件將增加，實際工程中兩者必須兼顧。并聯系統可靠度 RP 表示如下：

R = 1? (1? R )(1? R )(1? R )(1? R )

p 1 2 3 n

n (6-2)

= 1? ∏ (1? Ri )

i=1

式中， (1? R ) ， (1?

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總結

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