控制系统的安全评估与可靠性
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作者： （美）戈布尔著；白焰，董玲，杨国田译
出 版 社： 中国电力出版社
出版时间： 2008-10-1字数： 586000版次： 1页数： 462印刷时间： 2008/10/01开本： 16开印次： 1纸张： 胶版纸I S B N ： 9787508374628包装： 精装编辑推荐
•内容丰富。既包含了传统的安全性与可靠性分析方法又包含了近年来出现的一些先进分析方法，例如，马尔可夫分析方法等。
•深入浅出。书中的论述循序渐进，通常由一个简单的问题出发。层层深入，不断提出新的问题，并逐步加深，最后形成一个完整的知识体系。
•联系实际。书中除了阐述必要的基础理论之外，还密切结合控制系统工程实际，介绍了许多工程化的方法，这些方法简单有效，能够快速解决常见的工程问题，并且不需要繁杂的数学运算。
•例题与习题。该书的例题与习题十分丰富，并且提供了习题答案，为读者自学或作为教科书提了便利。
•图文并茂。该书包含大量绘制精美的图表，生动直观，提高了该书的可读性和易读性。
内容简介
本书介绍控制自动化系统的安全性与可靠性评估知识，内容主要包括故障树分析(FTA)、可靠性框图(RBD)、失效模式及影响分析(FMEA)以及马尔可夫模型。本书讨论了元件的失效模式、在线诊断、共因失效、软件可靠性以及运行安全等关键问题，并详细介绍了安全仪表系统(SIS)的各种分析技术，其中涵盖了从传感器到执行器的各种组成部件。书中包含了大量密切结合工程实际的例题和习题，并附有习题答案。
本书内容丰富、图文并茂、深入浅出，并且提供了大量的例题和习题。同时，该书又十分重视理论联系实际，介绍了许多工程化的方法。适合于广大从事自动控制系统研究、设计、管理及维护工作的工程技术人员，并且可作为自动化、测控技术与仪器及相关专业的大学本科生、研究生的课研参考用书。
作者简介
William M.Goble博士在模拟与数字电子电路设计、软件开发、工程管理以及市场营销方面具有25年以上的经验。目前他是美国著名的、专门从事自动化系统安全性与可靠性研究与开发的Exida公司的总裁。
他分别在美国宾夕法尼亚州立大学和维拉诺瓦大学获得电气工程学士和硕士学位，在荷兰爱因霍芬大学机械系从事可编程电子系统安全性与可靠性建模方面的研究，并获得博士学位。他是宾夕法尼亚州的职业工程师，取得了TUV颁发的注册功能安全专家证书。
他是著名的可靠性与安全性方面教育家与技术咨询专家，独撰或与他人共同发表过许多关于软硬件安全性与可靠性、质量改进以及定量建模方面的论文。
他作为宾夕法尼亚大学的客座教授，从事工程可靠性研究生课程的教学工作。他是ISA安全性与可靠性方面的资深会员(Fellow)，并为其开设和讲授安全性和可靠性课程。他也是IEEE会员和ISA SP84委员会委员。
目录
序言
译者序
关于本书
关于作者
第1章 引言
控制系统的安全性与可靠性
可靠性工程
第2章 随机事件基础
随机变量
数学期望
方差
常见概率分布
第3章 失效：应力与强度
失效
失效类型
失效源
应力与强度
测量强度
第4章 可靠性与安全性
可靠性的定义
常数失效率
安全性术语
第5章 失效模式和影响分析
引言
PMEA过程
FMEA的局限性
FMEA的格式
失效模式、影响和诊断分析
第6章 故障树分析
引言
故障树方法
故障树符号
定性故障树分析
定量的故障树分析
第7章 网络建模
可靠性网络
定量网络评估
第8章 马尔可夫模型
可维修系统
求解马尔可夫模型
离散时间马尔可夫模型
第9章 诊断
提高安全性和平均故障前时间
诊断覆盖率的衡量
方法的局限性
系统的诊断覆盖率
故障注入测试
第10章 共因失效
共因失效
共因失效的建模
避免共因失效的原则
刀因数的估计
在系统模型中加入共因失效
第11章 软件可靠性
软件失效
软件失效的应力一强度观点
软件复杂性
软件可靠性模型
软件可靠性模型假设
第12章 建模细节
关键问题
概率近似
多失效模式模型
诊断和共因
建模方法比较
类型比较
第13章 可靠性与安全性模型的构建
系统模型开发
传感器和执行器
第14章 系统结构
引言
控制器结构
系统组态
1oo1：单通道系统
1oo2：双通道系统
2oo2：双通道系统
1oo1D：双通道系统
2oo3：三重控制器系统
2oo2D结构
1oo2D结构
带比较程序的1oo2D结构
结构比较
第15章 安全仪表系统
引言
风险成本
风险的降低
SIS的体系结构
第16章 生命周期成本
资金描述
采购成本
运行成本
系统失效成本
资金的时间价值
SIS生命周期成本
附录A 标准正态分布表
附录B 矩阵数学
附录C 概率论
附录D 可靠性参数
附录E 连续时间马尔可夫模型建立
附录F 练习答案
索引
书摘插图
第1章 引言
控制系统的安全性与可靠性
自动控制系统的安全性和可靠性已经成为系统设计的重要指标。一个安全可靠的控制系统所带来的经济效益不仅体现在减少停机时间、提高产品质量、减小维修成本、降低投资风险等方面，而且包含了管理的顺应性，维修的调度性，以及其他的一些益处，例如，企业员工平和的心态和对工作的满意度。
既然安全性和可靠性如此重要，那么如何达到这一目标?如何评价一个系统的安全性和可靠性?要提高系统的可靠性和安全性，需要掌握大量的基本概念。例如，高应力设计，容错设计，在线故障诊断和高共因强度。在后续的章节中将要详细讨论这些概念。
可靠性和安全性使用了大量严格定义的参数，其中包括可靠性、安全性、MTTF（平均故障前时间）、RRF（风险降低因子）、PFD（需求失效概率）、安全可用性及其他一些参数。在过去的50年中，人们不断地提出这些术语，形成了可靠性和安全性工程这样一个研究领域。
基本过程控制系统BPCS和安全仪表系统SIS
在控制系统中，安全保护设备一般是和控制设备分离的。控制设备被称为基本过程控制系统（BPCS），而保护设备则被称为安全仪表系统（SIS）。BPC：s读取过程传感器的数据，进行连续控制，或顺序控制计算，并向执行装置（阀门或电机）发出指令。SIS读取传感器的数据，进行计算或实现判别潜在危险工况的逻辑，把输出送给执行机构，以避免出现危险工况。SIS可以单独或同时保护人员、设备和环境。图1-1表示了这2类系统中的设备。
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