关于仪器仪表并联系统的介绍与说明——天先数智

并联系统又称为冗余系统。为了使系统可靠地运行，往往在系统的工作过程中使所需要的零件(或部件)有一定的贮备。因此，冗余系统是指为了完成某一工作目的所设置的设备除了满足运行的需要外，还具有一定冗余的系统。例如，为了使计算机在掉电以后能保存程序，一般都设置备用电源，一旦主电源掉电，备用电源就会自动地接入，保证程序的执行。这种方法同样用于自动控制系统中的自动化仪表。如日本I系列仪表，就设有备用电源。又如在电子线路中整流元件有可能开路或断路，为了排除由此而引起系统失效的可能性，在线路中也采用冗余技术。特别是对于工艺中的防爆系统、引爆装置、价值昂贵的系统以及危及人身安全的系统用得更为普遍。

贮备系统结构是一种仅用一个单元工作的并联形式。当工作单元失效，备用单元立即替换并投入，使系统保持正常工作，如图2一16所示。其中A为转换开关。按照转换开关的不同，可分为理想开关系统与非理想开关系统，按照贮备件在贮备期中失效与否可分为冷贮备和热贮备系统。本节仅讨论冷贮备系统。冷贮备是指备用的部件在贮备期中不发生失效，且贮备期的长短对使用寿命没有影响。“理想开关”是指开关使用期间不发生故障。先讨论由两个独立部件组成的冷贮备系统，系统有三种状态形式。图中Ej、52分别表示工作部件相备用部件正常状态，E1表示工作部件失效状态。系统要能运行到规定的工作时间*的要求，或者第一单元单独运行到达时间‘；或第单元在‘l时发生故障，第二单元接着运行至规定的时间。可靠性中系统的概念是由系统和单元之间的功能关系定义的。在实际问题中，系统与单元之间的关系错综复杂，除串联、并联、贮备、混联等系统外，还有大型复杂的非串联、并联系统，构成为网络系统。运用网络简化技术和布尔代数加法展开定理，可建立起它们的可靠性逻辑表达式。

在实际工程问题中，有时可能不允许直接加入4，D和c，及之间的直接传递通路，这时要借助于一个监测／转换部件互来实现，如图2—19(d)所示，它就是团2—18所给出的结构。对于这种复杂的情况，就不那么容易直观地建立起它的可靠性逻辑表达式，这时要使用布尔代数展开定理。在使用这一定理。

可维修系统是指系统的组成单元(或零、部件)发生故障后，经过修理使系统恢复到正常工作状态。仪表的维修性是指在规定的使用条件下，在规定的时间内，按照规定的程序和方法维修时，保持或恢复到能完成规定功能的能力。因此，维修性不是指具体酌维修技术问题或如何排除故障的方法问题。维修性与可靠性一样，是产品设计阶段人们赋予它的固有性能之一。

对于不可维修系统来说，我们总是希望系统具有较高的可靠性，或者说系统不易发生故障。对于可维修系统来说，不仅如此，而且还希望产品本身一旦发生故障时，在规定的维修条下，如何便于发现故障、排除故障，这称为维修性设计问题。显然，由于故障发冷的原因、部件、程度不同，系统所处环境不同，以及维修设备及修理人员水平不同，因而修复时间是一个随机变量。人们需要研究修复时间这一随机变量的变化规律。因此，研究可修复系统的可靠性，不仅包含系统的狭义可靠性，而且还应包维修因素在内的广义可靠性。

产品的维修性不仅是一个定性的能力表示，而且可以定量的加以描述。这些定量的指标称为维修性特征量，其中包括维修度4J，修复率P及平均维修时间MTTR等。维修度是可维修的产品，在规定的使用条件下，在规定时间内，按规定的程序和方法进行维修时，保持或恢复到能完成规定功能状态的概率。一般将维修度记为44，它是维修时间的函数，故记为称为维修度函数。

有效度是对可修复系统综合考虑可靠度和维修度的广义可靠性指标。其定义为：对于可修复产品，在规定的条件下使用，在规定维修条件下修复，在规定的时间具有或维持其规定功能处于正常状态的概率。前面所讨论的可靠度指的是仪表(系统)在规定的工作时间内正常工作(不考虑维修)的概率。因此，它表示了故障前的时间段内的可靠度。但大多数仪表是允许在一定的维修时间内停机维修的。如果磁栅尺在这段时间内可以修好，就说这台仪表(系统)还是可用的。因此，有效度比可靠度在同一时间段内对仪表设备正常运行的要求要宽些。如有效度4(480)＝o．98所表示曲是100台仪表在规定的480h的工作时间内的每一瞬时，有98台仪表处于正常运行状态就达到要求。它不管出现故障是哪一台仪表，在什么时间出现故障，中间是否经过维修等。而可靠度R(480)＝o．98，则要求100台仪表(系统)中应有98台无故障地运行480h。

这样对仪表正常运行的要求显然要高得多。因为有效度工作时间c与维修时间?的函数，记为4(‘，?)。显然，随着工作时间‘及维修时间?取值不同，有效度是不同的。

维修是提高仪表系统有效度的有磁栅尺效途径之一。而实施维修时，除仪表系统本身之外、还需要维修工利用维修工具及维修设备．对仪表系统的故障组件(或仪器仪表)进行修理；修复后组件继续工作。由若干组件(或仪器仪表)和一个或多个维修工(包括维修工具和仪器设备)组成的系统称为可维修仪表系统。这里仅讨论组成系统的各组件(或仪表)的寿命分布和维修时间分布及其它出现的有关分布均为指数分布的情形。这种可维修系统通常可以用马尔可夫过程来描述。马尔可夫过程的基本概念是系统“状态”(如工作、不工作)及状态“转换”(如由工作状态转到由于故障而处于不工作的状态．或从不工作状态转到田修理而处于工作的状态)。