Article #175

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2nd Editionでの時間制約

posted by sakurai on October 31, 2019

2nd EditionのPart 10の4.4.2のタイミングモデルを解説します。ここでは例としてモータ制御システムを取り上げています。ただし、数式は本ブログ独自の記述です。

以下に各種時間制約を列挙します。

  • $T_\text{FDTI}$:障害検出時間間隔(FDTI)
  • $T_\text{FTTI}$:耐障害時間間隔(FTTI)
  • $T_\text{FRTI}$:障害反応時間間隔(FRTI)
  • $T_\text{EOTTI}$:緊急操作許容時間間隔(EOTTI)
  • $T_\text{DTTI}$:診断テスト時間間隔(DTTI)

バルブ制御システムの例。 このシステムは、バルブ、位置センサー、コントローラー、電気モーターで構成されています。システムの機能は、電気モーターを使用してバルブを所望の位置に制御することです。

図%%.1
図175.1 システム例

バルブが意図した以上に開いた場合、意図しない流れに起因する危険なイベントが発生する可能性があります。故障反応として、モーターは、バルブをデフォルトの固定開位置に引っ張る機械的スプリングと組み合わせた別個の回路によって電源が切断されます。この固定されたバルブ位置は流れを制限するため、その結果、アイテムは安全状態になります。

  • シナリオ1:安全機構が一切無い場合です。モーターがショートすると、バルブは最大位置に達します。安全機構がないため、FTTIを超える危険なイベントが発生する可能性があります。 $$ T_\text{FTTI}<T_\text{FDTI}+T_\text{FRTI}=\infty$$

  • シナリオ2:緊急操作を行わずに安全機構を実装したシステムにより、安全状態がFTTI内で達成されます。 $$ T_\text{FDTI}+T_\text{FRTI}<T_\text{FTTI}かつ\\ T_\text{EOTI}<T_\text{EOTTI}=\infty$$

モーターがショートすると、バルブは最大位置に達します。すると、実装された安全機構によりバルブモーターの電源がオフになり、FTTI内でメカニカルスプリングがバルブを低流量位置に戻し、危険なイベントを防ぎます。安全機構(スプリング)は無期限に動作するように設計されており、従って安全状態は無限に続きます。


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