Системы аварийного освобождения;

средства защиты оборудования от разрушения;

автоматические системы подавления взрывов;

средства подавления и локализации пламени;

автоматизированные либо автоматические системы пожаротушения.

При автоматическом регулировании систем безопасности решаются задачи трех типов:

К первому типу задач относится поддержание на заданном уровне одного или нескольких технологических параметров.

Автоматические системы регулирования, решающие задачи такого типа, называют системами стабилизации. Примерами систем стабилизации могут служить системы регулирования температуры и влажности воздуха в установках кондиционирования воздуха, давления и тем­пературы перегретого пара в котлоагрегатах, числа оборотов в паровых и газовых турбинах и др.

Ко второму типу задач относится поддержание соответствия между двумя зависимыми или одной зависимой и другими независимыми величинами.

Системы, регулирующие соотношения, получили название следящих автоматических систем, например автоматические системы регулирования соотношения “топливо — воздух” в процессе сжигания топлива или соотношения “расход пара—расход воды” при питании котлов водой и др.

К третьему типу задач, относится изменение регулируемой величины во времени по определенному закону.

Системы, решающие этот тип задач, называют системами программного регулирования. Характерным примером такого типа систем является система регулирования температуры при термической обработке металла.

Применяются экстремальные (поисковые) автоматические системы, обеспечивающие максимальный положительный эффект функционирования технологического объекта при минимальных затратах сырья, энергии и т. п.

Совокупность технических средств, с помощью которых одну или несколько регулируемых величин без участия человека-оператора приводят в соответствие с их постоянными или изменяющимися по определенному закону заданными значениями путем выработки воздействия на регулируемые величины в результате сравнения их действительных значений с заданными, называют автоматической системой регулирования (АСР) или автоматической системой управления (АСУ).

В состав типовой АСР должны входить следующие элементы:

объект регулирования (ОР), характеризующийся регулируемой величиной х;

линии связи, через которые сигналы передаются от элемента к элементу в автоматической системе линий связи для передачи электрических сигналов;

измерительное устройство (ИУ), измеряющее величину сигнала и преобразующее ее в форму дистанционной передачи;

задающее устройство (ЗУ), определяющее заданное значение и значения регулируемой величины;

исполнительный механизм (ИМ);

регулирующее устройство (РУ), выражающее связь при поступлении на его вход отклонения и ее действие, которое необходимо подать на систему, чтобы устранить имеющееся отклонение маломощные сигналы;

регулирующий орган (РО);

суммирующее устройство (СУ).

Обеспечение безопасности человека и окружающей среды при использовании технических систем в значительной мере зависит от их надежности. Поэтому проблема повышения (поддержания) уровня надежности в настоящее время является одной из наиболее актуальных.

Жизненный цикл технической системы содержит следующие основные этапы:

проектирование;

производство;

эксплуатация (применение по назначению);

вывод из эксплуатации.

На каждом из этих этапов существуют и успешно применяются различные методы повышения и поддержания надежности. Наиболее эффективные методы повышения надежности используются на этапе проектирования, где учитываются и проектируются соответствующие показатели надежности.

На последующих этапах задача, прежде всего, сводится к обеспечению и (или) поддержанию заложенных показателей надежности. Это не означает, что на этапах производства и эксплуатации такие показатели не могут быть улучшены, однако подобный результат будет достигаться более дорогой ценой (более высокая стоимость, большее время и т.п.).

Методы повышения надежности, используемые в настоящее время, могут быть разделены на следующие группы:

методы, связанные с увеличением надежности комплектующих изделий за счет применения новых принципов, конструкций, материалов, технологии изготовления и т.п.;

методы, защищающие элементы технических систем от воздействия внешней среды;

методы рационального проектирования, приводящие к уменьшению общего числа элементов, к снижению переходных процессов и т.п.;

методы введения избыточности различного вида;

методы обеспечения надежности за счет стабильности технологических процессов;

методы предупреждения отказов путем профилактических замен элементов, проявивших признаки износа или старения.

Данные методы повышения надежности характеризуются следующим образом:

1. Качество комплектующих изделий непрерывно совершенствуется. В результате этого величина интенсивности отказов уменьшается, вместе с тем повышается качество их эксплуатации и применения.

2. Вторая группа методов повышения надежности включает в себя меры, защищающие элементы технических систем от вредного воздействия внешней (окружающей) среды.

К ним относятся:

защита от вибраций и ударов;

искусственное охлаждение и термостатирование;

уменьшение переходных процессов;

применение пылевлагонепроницаемых кожухов;

защита аппаратуры от ошибочных действий обслуживающего персонала и т.п.

3. К третьей группе методов относят комплекс следующих мероприятий:

применение схемных и конструкторских решений, обеспечивающих наибольшую надежность технических систем;

использование схем, обеспечивающих уменьшение влияния переходных процессов при включении (снижение бросков токов, снятие гидроударов, уменьшение пусковых моментов электродвигателей, генераторов, исключение влияния прогрева элементов на их характеристики и др.);

уменьшение времени нахождения аппаратуры в рабочем режиме или переход на повторно-кратковременный режим, что в отдельных случаях может привести к выигрышу в надежности.

4. Четвертая группа методов повышения надежности связана с введением избыточности, под которой понимают дополнительные средства или возможности сверх минимально необходимых для выполнения заданных функций.

Наиболее распространенными видами избыточности являются:

структурная, которая предусматривает использование избыточных элементов в структуре объекта;

временная, при которой используется избыточное время;

информационная, когда используется избыточная информация;

функциональная, означающая использование способности объекта выполнять дополнительные функции;

нагрузочная, при которой объект способен воспринимать дополнительную нагрузку.

5. Пятая группа методов, связанных с обеспечением надежности на этапе производства, включает в себя меры по соблюдению и совершенствованию технологии производства, его автоматизации, входному контролю комплектующих элементов и материалов, текущему и выходному контролю готовой продукции, т.е. меры, направленные на стабилизацию производственного цикла, исключение дефектных элементов и несортовых материалов, устранение ошибок персонала.

6. Шестая группа методов объединяет меры, которые в значительной степени направлены на поддержание надежности, хотя здесь возможны и мероприятия по ее повышению (например, за счет доработок и замены элементов или систем с недостаточной безотказностью на более совершенные).

Основная направленность этих методов сводится к осуществлению грамотной эксплуатации технических объектов:

проведению своевременных работ по контролю технического состояния;

профилактическим мероприятиям по предупреждению отказов за счет регулировки систем;

замены элементов с выработанным ресурсом;

обучению и тренировке персонала по точному соблюдению инструкций по применению.

Рассматривая указанные методы с точки зрения их реализации на том или ином этапе жизненного цикла, можно сказать, что в общем случае их можно использовать на каждом из этапов.

Вместе с тем эффективность их применения в зависимости от этапа различная:

на этапах проектирования и производства наибольший эффект обеспечат методы 1...5 групп, так как в этих случаях затраты на реализацию мер по повышению надежности оказываются ниже, чем на следующих этапах;

на этапе эксплуатации в готовые конструкции вносятся в ходе эксплуатации усовершенствования и конструктивные изменения – от незначительных до существенно изменяющих структуру и принцип конструкции и изделия (оборудования).

Методы 6 группы, как правило, используют на этапе эксплуатации, хотя на этапе разработки закладываются возможности по проведению таких работ - конструкция должна содержать, при необходимости, элементы, обеспечивающие контроль технического состояния, поиск неисправных функциональных элементов, быть приспособленной к быстрому восстановлению исправного технического состояния.

Использование практически всех методов повышения надежности сопровождается ростом стоимости как собственно технической системы, так и увеличением затрат на реализацию каждого этапа жизненного цикла. Поэтому меры по повышению надежности должны быть оправданы как экономически, так и с точки зрения обеспечения заданного уровня безопасности.