[發明專利]一種工業控制系統可用率測試方法及系統

有效

• 申請號: 202010069501.0
• 申請日: 2020-01-21
• 公開（公告）號: CN111190415B
• 公開（公告）日: 2021-06-15
• 發明（設計）人: 靳江紅;王妤甜;莫昌瑜
• 申請（專利權）人: 北京市勞動保護科學研究所
• 主分類號: G05B23/02
• 分類號: G05B23/02
• 代理公司: 北京北新智誠知識產權代理有限公司 11100
• 代理人: 劉徐紅

本發明涉及一種工業控制系統可用率測試方法及系統，屬于燃氣行業、火電行業、核電行業工業控制系統技術領域，其步驟如下：(1)確定被測試對象的范圍；(2)針對被測試對象，開展故障模式影響分析；(3)確定出每一類設備、每一種故障模式對系統可用率的貢獻；(4)實際可用率的測試。本發明的工業控制系統可用率測試方法具有以下優點：通過統計對可用性有影響的故障模式，比現有技術更加準確；本發明給出了明確的設備故障權重確定方法，能夠讓使用者針對具體系統的功能、架構確定出合適的設備故障權重。

技術領域

本發明涉及一種工業控制系統可用率測試方法及系統，屬于燃氣行業、火電行業、核電行業工業控制系統技術領域。

背景技術

工業控制系統需要進行可用率測試，測試通過才能進行正式商業運營。

目前，工業控制系統可用率測試方法主要依據《DL/T 659-2016火力發電廠分散控制系統驗收測試規程》，具體工作方法如下：確認被測試系統的可用率，一般為0.999，某些關鍵行業或關鍵系統要求更高，例如核安全級DCS的可用率不應小于0.9999；確定被測試系統的范圍，一般只考慮工業控制系統本身，不包括傳感器和執行器；確定可用率測試周期，一般為60天，工業控制系統在60天內，若累計故障停用時間不超過1.4小時，則可認為工業控制系統可用率測試結果不低于0.999；若累計故障停用時間不超過8.4分鐘，則可認為工業控制系統可用率測試結果不低于0.9999；可用率測試公式如下：

A＝(T_t-T_f)/T_t (1)

可用率測試公式中的參數及關鍵事件說明如下：

a)T_t：實際試驗時間，指整個連續測試統計時間扣除由于非本系統因素造成的空等時間；

b)T_f：故障時間，指被測試系統中任一設備或子系統在實際測試時間內因故障而停用的時間經加權后的綜合；

c)t_fi：第i個設備或子系統故障停用時間；

d)K_fi：第i個設備或子系統的故障加權系數；

e)在可用率測試周期內，定義關鍵事件，例如主備冗余控制器故障、全部操作員站主要功能喪失、冗余通信故障等，當這些關鍵事件發生超過一定次數時，則認為測試不通過。

在可用率測試周期內，當關鍵事件發生，造成可用率測試不通過時，應再一次進行可用率測試，測試期延長一倍，并應從出現事件時刻開始，延長測試周期，若仍達不到要求，則認為可靠性評估沒有通過。

現有技術僅給出火電DCS的最終權重結果，其他行業或系統的使用者難以使用。

當前可用率測試方法主要存在以下缺點：1)可用率各設備的權重，《DL/T 659-2016火力發電廠分散控制系統驗收測試規程》僅給出了一個參考值，并沒有給出確定方法，而實際工業控制系統的設備、架構和功能重要度都不同，在沒有方法的前提下，很難僅根據一個參考值就確定出較為合理的權重；2)在可用率測試過程中，《DL/T 659-2016火力發電廠分散控制系統驗收測試規程》并不區分設備的故障模式，只要有故障，即認為對可用率有影響，而在實際運行過程中，并不是所有的故障模式都會對可用率造成影響。

因此，提供一種新的工業控制系統可用率測試方法及系統，該方法首先識別出對可用性有貢獻的故障模式，并基于設備故障后果嚴重程度、設備數量綜合給出設備故障的權重值，最終統計出更加有效、真實的可用率；成為該技術領域急需解決的技術難題。

發明內容