Analiza niezawodności systemu programowalnego w ujęciu wieloprocesowym.

• Autorzy: Bednarek M.

Warianty tytułu

EN

Reliability analysis of a programmable system in a multiprocess approach.

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W rozproszonych systemach sterowania można wyróżnić kilka obiektów: stację procesową, stację operatorską (diagnostyczną) i stację inżynierską. Konfigurację przeprowadza się z poziomu stacji inżynierskiej. Stacja operatorska służy do wizualizacji procesu, diagnostyki i oddziaływania operatorskiego. W zależności od rodzaju uruchomionego oprogramowania stacja operatorska może pełnić rolę stacji diagnostycznej lub inżynierskiej. Stacją procesową jest regulator lub sterownik cyfrowy sterujący procesem technologicznym lub urządzeniem wg programu zapisanego w pamięci. Problemy niezawodności i diagnozowania stacji procesowej należy rozpatrywać z punktu widzenia powiązania programowalnego regulatora wielofunkcyjnego z obiektami otoczenia (w szczególności ze stacją operatorską), co tworzy programowalny system wielofunkcyjny. Wyróżnia się w nim pewne obiekty diagnozowania. Zgodnie z zaprezentowanym w artykule podziałem są nimi: układ sterowania, stacja procesowa, stacja operatorska i układ komunikacji. Podczas eksploatacji programowalnego systemu wielofunkcyjnego można wyróżnić trzy współbieżne procesy: proces użytkowania obiektu, który prowadzi do osiągnięcia wymaganego efektu użytkowego; proces destrukcyjny powodujący utratę zdatności, a nawet niszczenie obiektu i proces przeciwdestrukcyjny zapobiegający inicjacji oraz hamujący lub przerywający proces destrukcyjny. W każdym wydzielonym obiekcie programowalnego systemu wielofunkcyjnego przebiega główny proces użytkowania. Jest nim: proces sterowania (realizowany przez układ sterowania), proces realizacji programu sterowania (stacja procesowa), proces komunikacji (stacja operatorska i procesowa) lub proces wizualizacji (stacja operatorska). W procesie destrukcyjnym wydzielono procesy: inicjujący (uaktywnianie się czynników inicjujących), uszkodzeniowy i awaryjny (intensywnie rozwijający się proces uszkodzeniowy). Dla każdego z wydzielonych obiektów podano wybrane czynniki wyzwalające proces destrukcyjny. Przedstawiono podział czynników na zewnętrzne i wewnętrzne. Opisując proces uszkodzeniowy i awaryjny dokonano klasyfikacji czynników inicjujących. Jako główne kryterium klasyfikacji przyjęto źródło pochodzenia czynników inicjujących proces uszkodzeniowy. Dla każdej klasy spośród przedstawionych w artykule występuje pewna liczba sygnalizowanych błędów, które są objawem stanu niezdatności. Powodują one niewykonanie jednego z zadań procesu użytkowania, a w konsekwencji mają negatywny wpływ na wskaźniki niezawodnościowe systemu. Analiza tych błędów może pozwolić na genezowanie przyczyn powstawania określonego uszkodzenia oraz na odpowiednie zaprogramowanie układu dozorująco-terapeutycznego. Procesom destrukcyjnym przeciwdziałają przeciwdestrukcyjne: osłonowy, interwencyjny i przeciwawaryjny. W artykule zaprezentowano przykłady ww. procesów dla każdego z wydzielonych procesów użytkowania. Utrzymanie systemu w stanie zdatności polega na spowalnianiu lub przerywaniu procesów destrukcyjnych. Cel ten realizują sterowane procesy przeciwdestrukcyjne. Wielkością charakteryzującą proces przeciwdestrukcyjny w określonej chwili jest potencjalność przeciwdestrukcyjna. Podobnie - wielkością charakteryzującą proces destrukcyjny jest potencjalność destrukcyjna. Różnicę tych wielkości można nazywać odpowiednio nadmiarem lub niedomiarem potencjalności przeciwdestrukcyjnej. Całość artykułu uzupełniają przykłady dotyczące układu sterowania oraz komunikacji ilustrujące niedomiar potencjalności przeciwdestrukcyjnej.

EN

In distributed control systems some objects may be differentiated: a process station, an operator station and an engineering one. Configuration is carried out on the engineering station level. The operator station serves a visualisation process, as well as diagnostics and operator influence. Depending on the software, the operator station may play a role of the diagnostic station or the engineering one. A digital controller serves as a process station that controls either processing or equipment, according to the program recorded in memory. Problems of reliability and diagnosing of the process station should be examined in consideration of a connection between a programmable multifunction controller and environment objects, especially the operator station, which together forms a programmable multifunction system. Within that system some diagnosed objects may be differentiated, according to the division presented in the article: a control system, a process station, an operator station and communication system. During the use of the programmable multifunction system three concurrent processes take place: a usage process of the object leading to required effect of use, a destructive process causing loss of the object fitness or even object damage, and finally an anti-destructive process preventing or stopping the destructive process. In each object of the programmable multifunction system the main usage process takes place which is a control process (carried out by the control system), a process of a controlling program completion (the process station), a communication process (the operator and process stations) or a visualisation process (the operator station). In the destructive process some sub-processes have been differentiated, namely: an initiating process (activating initiative factors), a damage process and a breakdown one. For each of the objects some chosen factors starting the destructive process have been given and divided into external and internal factors groups. While describing the damage and breakdown processes, a classification of initiating factors has been carried out. The source of factors starting the destructive process has been taken as a main criterion of the classification. For each presented class there is a certain number of signalled errors which are symptoms of unfitness. They cause unfeasibility of one of the usage process tasks and consequently have a negative influence on reliability indexes of the system. An analysis of these errors may help to determine causes of a certain damage and to program properly a supervision and therapeutic system. Destruction processes are counteracted by antidestruction ones: protective, intervention and anti-breakdown. The examples of such processes are given in the article for each of the differentiated usage process. Maintaining the system fitness consists in slowing down or breaking destructive processes, which can be achieved by controlled anti-destructive processes. A quantity characterizing those processes at a given moment is anti-destructive potentiality. Similarly, a quantity describing destruction processes is destructive potentiality. The difference between those two quantities should be called anti-destructive potentiality redundancy and deficiency of anti-destructive potentiality respectively. The article is supplemented with examples of anti-destructive potentiality redundancy referring to the control and communication systems.

Słowa kluczowe

PL

programowalny system wielofunkcyjny; proces destrukcyjny; proces przeciwdestrukcyjny; potencjalność

EN

programmable multifunction system; destructive process; anti-destructive process; potentiality

• Wydawca: Komitet Budowy Maszyn PAN
• Czasopismo: Zagadnienia Eksploatacji Maszyn
• Rocznik: 2005
• Tom: Vol. 40, nr 3
• Strony: 47--59
• Opis fizyczny: Bibliogr. 9 poz.

Twórcy

autor

Bednarek M.

• Politechnika Rzeszowska, Wydział Elektrotechniki i Informatyki, Katedra Informatyki i Automatyki, ul. W.Pola 2, 35-959 Rzeszów

Bibliografia

• [1] Będkowski L.: System dozorująco-terapeutyczny w ujęciu wieloprocesowym. Materiały V Krajowej Konferencji DIAG’2003. Ustroń, 13-17.10.2003, s. 30-39.
• [2] Będkowski L. Dąbrowski T.: Nadmiarowość dynamicznie sterowana jako determinanta zdatności zadaniowej. Materiały Zimowej Szkoły Niezawodności. Szczyrk, styczeń 2004.
• [3] Dąbrowski T.: Diagnozowanie systemów antropotechnicznych w ujęciu potencjałowo-efektowym. WAT, Warszawa 2001, s. 247.
• [4] Bednarek M.: Wizualizacja procesów. Laboratorium. Oficyna Wydawnicza Politechniki Rzeszowskiej, Rzeszów 2004, s. 155.
• [5] Będkowski L., Dąbrowski T., Bednarek M.: Niedomiar potencjalności przeciwdestrukcyjnej systemu katalizatorem niezdatności. Materiały Zimowej Szkoły Niezawodności, Szczyrk, 10-15.01.2005, s. 32-43.
• [6] Trybus L.: Regulatory wielofunkcyjne. WNT, Warszawa 1992, s. 324.
• [7] Bednarek M., Będkowski L., Dąbrowski T.: Procedury przeciwdestrukcyjne układu komunikacji w ujęciu wieloprocesorowym. Materiały XXXII Ogólnopolskiego Sympozjum Diagnostyka Maszyn. Węgierska Górka, 28.02-5.03.2005, s. 10.
• [8] Bednarek M., Będkowski L., Dąbrowski T.: Wpływ systemu dozorująco-terapeutycznego na właściwości układu komunikacji systemu wielofunkcyjnego. Materiały XXXII Ogólnopolskiego Sympozjum Diagnostyka Maszyn. Węgierska Górka, 28.02-5.03.2005, s. 11.
• [9] Będkowski L., Dąbrowski T.: Wskaźniki niezawodnościowe w aspekcie skuteczności procesu diagnozowania. Materiały XXXII Ogólnopolskiego Sympozjum Diagnostyka Maszyn. Węgierska Górka, 28.02-5.03.2005, s. 12.