基于故障樹的故障診斷詳解演示文稿

基于故障樹的故障診斷詳解演示文稿當(dāng)前1頁(yè)，總共23頁(yè)。（優(yōu)選）基于故障樹的故障診斷當(dāng)前2頁(yè)，總共23頁(yè)。一、故障樹分析法故障樹

故障樹也稱為事故樹，是一種描述事故因果關(guān)系的有方向的“樹”，是安全系統(tǒng)的重要分析方法之一，它能對(duì)各種系統(tǒng)的危險(xiǎn)性進(jìn)行識(shí)別評(píng)價(jià)，既適用于定性分析，又能進(jìn)行定量分析。當(dāng)前3頁(yè)，總共23頁(yè)。故障樹分析法

故障樹分析法（FTA）又叫因果樹分法．它是目前國(guó)際上公認(rèn)的一種簡(jiǎn)單、有效的可靠性分析和故障診斷方法，是指導(dǎo)系統(tǒng)最優(yōu)化設(shè)計(jì)、薄弱環(huán)節(jié)分析和運(yùn)行維修的有力工具。當(dāng)前4頁(yè)，總共23頁(yè)。

故障樹分析法首先要在一定環(huán)境與工作條件下，找到一個(gè)系統(tǒng)最不希望發(fā)生的事件，通常以人們所關(guān)心的影響人員、裝備使用安全和任務(wù)完成的系統(tǒng)故障為分析目標(biāo)，再按照系統(tǒng)的組成、結(jié)構(gòu)及功能關(guān)系，由上而下，逐層分析導(dǎo)致該系統(tǒng)故障發(fā)生的所有直接原因，并用一個(gè)邏輯門的形式將這些故障和相應(yīng)的原因事件連接起來(lái)，建立分析系統(tǒng)的故障樹模型，從而，形象地表達(dá)出系統(tǒng)各功能單元故障和系統(tǒng)故障之間的內(nèi)在邏輯因果關(guān)系。當(dāng)前5頁(yè)，總共23頁(yè)。

從概率上說，要最快確定系統(tǒng)故障原因，可通過求解各功能單元的關(guān)鍵重要度或者平均故障檢測(cè)時(shí)間加以排序來(lái)實(shí)現(xiàn)．關(guān)鍵重要度：?jiǎn)卧氖Ц怕首兓仕鸬南到y(tǒng)失效概率的變化率，其定義表達(dá)式為：當(dāng)前6頁(yè)，總共23頁(yè)。式中：為頂事件的發(fā)生概率，即系統(tǒng)的不可靠度；為單元的失效概率，則為當(dāng)且僅當(dāng)單元失效時(shí)系統(tǒng)失效的概率；為單元觸發(fā)系統(tǒng)失效的概率，其值越大，說明由單元觸發(fā)系統(tǒng)失效的可能性就越大。因而，一旦系統(tǒng)發(fā)生了故障，應(yīng)首先考慮是由關(guān)鍵重要度最大的單元觸發(fā)了這次故障，對(duì)該單元作快速修復(fù)或更換，就可使系統(tǒng)恢復(fù)正常工作．平均故障檢測(cè)時(shí)間MTTD：當(dāng)前7頁(yè)，總共23頁(yè)。從單位故障檢測(cè)時(shí)間診斷效果看，此時(shí)若依照關(guān)鍵重要度排序的順序表，首先檢查關(guān)鍵重要度略大的單元，平均單位檢測(cè)時(shí)間內(nèi)確定故障的概率就會(huì)較低，單位時(shí)間花費(fèi)診斷效果就差．因而，當(dāng)單元相差較大時(shí)，仍用關(guān)鍵重要度確定故障排除的先后順序是不合適的．當(dāng)前8頁(yè)，總共23頁(yè)。而故障判明效時(shí)比：關(guān)鍵重要度與平均故障檢測(cè)時(shí)間的比值按從大到小的順序來(lái)確定故障診斷先后次序以最小的時(shí)間代價(jià)換取最佳診斷效果所以這是最優(yōu)的方案。當(dāng)前9頁(yè)，總共23頁(yè)。如果同一時(shí)間內(nèi)系統(tǒng)僅有單個(gè)故障發(fā)生時(shí)，采用以上方法進(jìn)行故障診斷即可。若某一時(shí)間系統(tǒng)同時(shí)發(fā)生多重故障時(shí)，則需將多重故障當(dāng)作一個(gè)整體來(lái)處理。方法是把多重故障事件作為一棵新故障樹的頂事件，將所包含的各單故障的故障樹作為子樹，并聯(lián)到這個(gè)頂事件下方，建立一個(gè)新的故障樹模型，并對(duì)其采取與單故障相同的方法處理即可。事實(shí)上，當(dāng)多重故障同時(shí)發(fā)生時(shí)，需要首先考慮是由共同誘因?qū)е碌模捶从吃诠收蠘淠Ｐ椭惺怯晒餐钚「罴?。?dāng)前10頁(yè)，總共23頁(yè)。

二、最小割集的求法

以左圖為例介紹：1行列法2結(jié)構(gòu)法3布爾代數(shù)化簡(jiǎn)法當(dāng)前11頁(yè)，總共23頁(yè)。我們看到，頂上事件T與中間事件A1、A2是用“或門”連接的，所以，應(yīng)當(dāng)成列擺開，即A1、A2與下一層事件B1、B2、X1、X2、X4的連結(jié)均為“與門”，所以成行排列：以此類推：即：1.行列法當(dāng)前12頁(yè)，總共23頁(yè)。下面對(duì)這四組集合用布爾代數(shù)化簡(jiǎn)，

根據(jù)A·A＝A，則X1·X1＝X1，X4·X4＝X4，即又根據(jù)A＋A·B＝A，則X1·X2＋X1·X2·X3＝X1·X2，即得到三個(gè)最小割集{X1，X2}，{X4，X5}，{X4，X6}。當(dāng)前13頁(yè)，總共23頁(yè)。事故樹等效圖當(dāng)前14頁(yè)，總共23頁(yè)。2.結(jié)構(gòu)法理論根據(jù)是：事故樹的結(jié)構(gòu)完全可以用最小割集來(lái)表示。A1∪A2＝X1·B1·X2∪X4·B2

＝X1·(X1∪X3)·X2∪X4·(C∪X6)＝X1·X2∪X1·X3·X2∪X4·(X4·X5∪X6)

＝X1·X2∪X1·X2·X3∪X4·X4·X5∪X4·X6

＝X1·X2∪X1·X2·X3∪X4·X5∪X4·X6

＝X1·X2∪X4·X5∪X4·X6

這樣，得到的三個(gè)最小割集{X1，X2}、{X4，X5}、{X4，X6}完全與上例用行列法得到的結(jié)果一致。當(dāng)前15頁(yè)，總共23頁(yè)。3.布爾代數(shù)化簡(jiǎn)法這種方法的理論依據(jù)是：上述結(jié)構(gòu)法完全和布爾代數(shù)化簡(jiǎn)事故樹法相似，所不同的只是“∪”與“+”的問題。總的來(lái)說，三種求法都可應(yīng)用，而以第三種算法最為簡(jiǎn)單，較為普遍采用。當(dāng)前16頁(yè)，總共23頁(yè)。故障樹分析法基本步驟：1.熟悉系統(tǒng)：要詳細(xì)了解系統(tǒng)狀態(tài)及各種參數(shù)，繪出工藝流程圖或布置圖。2.調(diào)查事故：收集事故案例，進(jìn)行事故統(tǒng)計(jì)，設(shè)想給定系統(tǒng)可能發(fā)生的事故。3.確定頂上事件：要分析的對(duì)象即為頂上事件。對(duì)所調(diào)查的事故進(jìn)行全面分析，從中找出后果嚴(yán)重且較易發(fā)生的事故作為頂上事件。4.確定目標(biāo)值：根據(jù)經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)和事故案例，經(jīng)統(tǒng)計(jì)分析后，求解事故發(fā)生的概率(頻率)，以此作為要控制的事故目標(biāo)值。三、基于故障樹的電力系統(tǒng)失電故障診斷當(dāng)前17頁(yè)，總共23頁(yè)。5.調(diào)查原因事件：調(diào)查與事故有關(guān)的所有原因事件和各種因素。6.畫出故障樹：從頂上事件起，逐級(jí)找出直接原因的事件，直至所要分析的深度，按其邏輯關(guān)系，畫出故障樹。7.分析：按故障樹結(jié)構(gòu)進(jìn)行簡(jiǎn)化，確定各基本事件的結(jié)構(gòu)重要度。當(dāng)前18頁(yè)，總共23頁(yè)。故障診斷流程當(dāng)前19頁(yè)，總共23頁(yè)。設(shè)某船在工作100小時(shí)后突然發(fā)生電力系統(tǒng)失電故障，現(xiàn)要在最短時(shí)間內(nèi)排除故障，試確定故障診斷程序．根據(jù)該船的內(nèi)部結(jié)構(gòu)及功能關(guān)系以及故障診斷的流程，建立如圖2所示的故障樹模型。當(dāng)前20頁(yè)，總共23頁(yè)。當(dāng)前21頁(yè)，總共23頁(yè)?，F(xiàn)求得系統(tǒng)的共有14個(gè)，分別為：{主配電板故障}，{電力分電箱故障}，{應(yīng)急電源蓄電池組故障，電源開關(guān)故障，80A整流器故障}，{應(yīng)急電源蓄電池組故障，電源開關(guān)故障，充放電板故障)，{應(yīng)急電源蓄電池組故障，電源開關(guān)故障，手搖泵故障，燃油泵故障}，{應(yīng)急電源蓄電池組故障，電源開關(guān)故障，滑油泵故障}，{應(yīng)急電源蓄電池組故障，電源開關(guān)故障，海水泵故障}，{應(yīng)急電源蓄電池組故障，電源開關(guān)故障，淡水泵故障}，{應(yīng)急電源蓄電池組故障，電源開關(guān)故障，熱交換器故障}，{應(yīng)急電源蓄電池組故障，電源開關(guān)故障，膨脹水箱故障}，{應(yīng)急電源蓄電池組故障，電源開關(guān)故障，輔機(jī)蓄電池組故障}，{應(yīng)急電源蓄電池組故障，電源開關(guān)故障，柴油機(jī)故障}，{應(yīng)急電源蓄電池組故障，電源開關(guān)故障，發(fā)電機(jī)故障}，{應(yīng)急電源蓄電池組故障，電源開關(guān)故障，變壓器故障}。當(dāng)前22頁(yè)，總共23頁(yè)。若已知各底事件的故障數(shù)據(jù)MTBFi/h(平均故障間隔時(shí)間)及