发动机安保系统可靠性设计

0 引言

随着发动机应用领域的不断拓宽和自动控制技术的飞速发展，发动机的运行可靠性指标要求越来越高，而安保系统动作的可靠性则是发动机可靠运行的重要基础。影响安保系统动作可靠性有诸多因素，其中主要包括使用可靠性、环境可靠性、固有可靠性等，其中固有可靠性的占比最大。

2.嫖宿行为的构成，除了自然性交外，口交、手淫、肛交等也可构成，而奸淫行为的构成，只限于自然性交。这就意味着，在目前的情况下，强奸罪已无法容纳“嫖宿”行为，嫖宿幼女罪难以“并入”强奸罪。

发动机安保系统的固有可靠性首先是设计出来的，安保系统一旦完成设计，并且按照设计要求加工生产出来，其固有可靠性就已经确定，正确的使用和维护仅是固有可靠性得以维持的一种措施。因此发动机安保系统固有可靠性的提高从某种程度上可以通过安保系统设计过程中专门的可靠性设计来实现。

1 发动机安保系统介绍

发动机配套的控制系统一般包括发动机的起停操作、调速、运行参数监视、参数故障报警以及故障发生时的安全保护等功能。根据相关规范要求，为确保系统工作稳定性，发动机安保系统的设计需独立于其他系统，其作用主要是：监视发动机的运行状态，发动机在运行过程中若发生严重故障，安保系统将立刻发出报警并及时输出可靠的保护动作信号，使得发动机能够进行自动停机保护，以防止危险的发生和减少损失，从而保障发动机的安全可靠运行。

今年复合肥总体价格高于去年同期，而且还高了不少。以45%硫基复合肥为例，较去年同期增长14%，原料尿素同比增长28%，磷酸一铵同比增长14%左右，氯化钾同比增长6.4%，硫酸钾同比增长17.6%。是什么原因导致今年复合肥价格如此之高？其主要原因有以下几个方面：

在发动机运行过程中，当发动机出现严重故障需要安保系统动作输出时，若安保系统因为自身问题没有输出动作信号，则有可能使发动机的故障进一步恶化，造成发动机损毁或操作人员伤亡；再者，若发动机自身运行正常，而安保系统因为误动作造成正常运行的发动机突然停止运转，则有可能造成其他严重后果，这两种情况在实际工作中都是需要避免出现的。发动机正常运行时安保系统对其运行状态进行监视，不应出现误动作；当发动机出现故障时，安保系统应能输出可靠的动作信号，对发动机进行可靠的停机保护。但考虑到电子设备存在信号被干扰、器件老化、线路松动及器件自身质量等问题，在实际工作中确实会出现安保系统误动作或不动作的情况，从而影响发动机的安全可靠运行。本文将从可靠性设计角度分析如何提高发动机安保系统的可靠性。

针对各项参数的凸优化函数，再将相应因子的偏导设为0，如：则得到各项因子的解，分别为式(11)～(18).

2 安保系统可靠性设计

安保系统既要在发动机故障时迅速做出可靠动作，又要避免发动机正常运行时误动作的发生。鉴于安保系统在发动机运行过程中的重要作用，根据可靠性设计原则，本文主要从硬件资源配置、测点布置、元器件选用、技术设计、制造及安装工艺等三方面来进行安保系统可靠性设计分析。

2.1 资源配置

安保系统设计之初，应根据发动机适用领域执行的相关规范条例，结合发动机自身特性，合理进行硬件资源配置，避免出现因对规范条例解读不到位致使安保系统硬件接口资源配置无法满足规范要求，从而影响特殊领域发动机证书获取和正常使用。

鉴于安保系统的重要性，为避免其他系统对安保系统造成影响，发动机控制系统中监控系统和安保系统应相互独立，因此对发动机的安保系统应进行独立性设计，该独立性设计包括工作电源、信号检测、元件使用、逻辑处理及输出控制等。通过独立性设计，使安保系统不依附于监控系统独立完成信号检测、故障报警和自动停机保护功能，以提高发动机安保系统动作的靠性。

2.2 测点布置

推动农业知识产权服务普及化，为创新创业团队提供知识产权的服务是培养“三农”知识产权创新团队的意义。首先，可提升学生对知识产权运用、运营的基本能力，使其掌握知识产权产生和转化的过程，激发农业高校学生的创新创业动力。其次，将团队对知识产权工具的运用能力转化为服务产业，将科技创新和创业有机结合起来，形成经济效益，提高科研转化率。

2.3 元器件选用

沿海区由于靠海，自然元素充足，阳光灿烂、沙滩平坦、风景优美都能满足游客追求放松、娱乐的条件。因此海岸线在规划之前本身就具有很强的视觉观景性，对整个岛屿经济的发展，都有着直接和间接的价值。为实现人类与生态和谐共存，应做到合理利用自然环境，坚持生态环境保护，力求在开发建设时期对当地的生态环境破坏减到最小，从而实现取之自然，还之自然的原则，共同完成沿海景观带自我发展、自我保护和自我平衡的生态景观系统。

1)选择电子元器件时尽量选择品质好、信誉好、在类似设备上有良好应用业绩的产品。此外，还要考虑电子元器件厂家的供货能力，必要时尽量选用国产元器件，需保证稳定的供货渠道。

发动机安保系统测点位置布置不合理，将会直接影响发动机运行过程各热工参数采集准确性(例如压力波动大)，致使发动机安保系统误动作的发生，影响设备正常使用。因此，安保系统在发动机上的测点布置应尽量避开热工参数波动大、所处位置振动大等位置，同时尽量选择可以真实反映发动机运行状态的位置，例如，发动机滑油压力测点，应尽量避免布置在机带滑油泵后，此处滑油压力波动相对较大，测得滑油压力不准，不能真实反映发动机内部润滑状态，同时易触发发动机安保系统动作影响设备正常使用。因此，对于滑油压力测点可以选择布置在滑油滤器之后的发动机主油道上予以避免。

2)了解电子元器件的工作特性、工作原理、使用要求等，避免电子元器件的非正常使用，同时制定维护计划、确定维修更换方案，尽可能使产品在最佳状态下使用。

3)电子元器件的质量等级应符合使用环境的要求。

4)建立电子元器件质量问题台账，必要时可设专人负责，经常总结工作中遇到的电子元器件质量问题案例，在器件选用时可以充分了解以往产品的应用情况，做好同类产品的对比和取舍，避免选用有质量问题的产品，优先选用质量可靠、应用成熟的电子元器件。

5)选用新选型、新工艺生产的产品之前必须经过相应的可靠性试验论证方可以使用。新器件的可靠性试验应尽可能模拟实际应用环境。

电子元器件是发动机安保系统的基础部件，其自身技术性能和工作可靠性是安保系统稳定工作的前提。当前市场上相同型号、不同厂家或相同功能、不同型号的元器件众多，由于生产成本或技术能力的限制，电子元器件的产品质量和性能指标会存在一定程度的差异。因此，安保系统设计时对电子元器件的选用应遵循以下原则：

6)严格限制元器件的种类、规格和数量，同一系统、同一功能需求的元器件尽可能使用同样或同型号器件，不用或少用非标器件。

2.4 技术设计

2.4.1 冗余设计

2.4.3 独立性设计

1)对于有相互关系的不同参数可以使用多种不同的测量方法；对于同一功能的实现亦可采用多种不同的处理手段，有效避免线路干扰和单一线路故障失效导致安保系统工作异常，真正起到安全保护作用。例如：发动机机油压力信号检测可采用压力变送器(模拟量信号)和压力开关(开关量信号)相互结合的方式，压力变送器主要用于输出模拟量信号提供给供控制系统进行参数显示和常规故障报警，同时也可通过设定不同的报警值实现发动机机油压力低预报警和发动机机油压力过低时自动停机安全保护；机油压力开关主要用于在发动机出现机油压力过低时直接输出开关量信号对发动机进行自动停机安全保护。对于发动机安保系统，系统设计时机油压力开关信号的优先级要高于机油压力变送器，机油压力变送器可作为机油压力开关故障后的冗余对发动机进行安全保护，确保发动机出现机油压力过低时能够实现安全可靠的自动停机保护。

2017年2月—2018年2月，采用方便抽样方法选取到我院进行诊疗的首次上消化道出血患者458例。纳入标准：确诊为上消化道出血，有呕血和（或）便血症状；有认知和行为能力；有沟通和配合能力；住院天数≥3 d；自愿参与者。排除标准：认知障碍或行动不便，无法理解和配合研究者；有严重并发症；患有其他慢性疾病或严重脑、心、肾、肝等脏器疾病；不愿参与者。采用随机数字法分为观察组与对照组，每组各229例。两组患者的年龄、性别、病程等一般资料经比较，差异无统计学意义（P＞0.05），具有可比性。

现今，随着科学技术以及信息技术的快速发展，城市化进程也在不断推进，而土地规划作为一个城市发展的基础，其可以确保城市土地的利用，提高城市交通通畅度，以此来为社会大众营造一个良好的居住环境，进一步保证社会的稳定。而在土地工程管理中引入相应的测绘技术，则可以更好地提高土地测绘数据的准确率。其作为一项先进的新型技术，不仅涉及统计学、线性模式等专业，还包含了信息化技术，而要实现其在土地工程管理中的作用，相应的企业以及单位必须对其技术内容以及实际应用情况进行全面掌握，以此来发挥出其最大效能。

E-100型挤出机、S-450型滚圆机（重庆英格造粒包衣技术有限公司）；CP225D型电子分析天平、BS210S型电子分析天平（德国Sartorius公司）；Vortex Genius 3型旋涡混合器（德国IKA公司）。

例如：安保系统参数信号采集和动作信号处理可采用三个完全独立的信号采集、逻辑处理、动作执行回路，通过对三个功能回路进行逻辑判断，选择取用两个大致相同的处理结果作为执行依据，真正实现不会因为个别回路的某个或某几个元器件故障而导致安保系统功能失效，同时也可有效避免个别回路因受信号干扰或误动作导致安保系统错误执行动作的发生，进一步提高安保系统动作的可靠性，见图1。

2.4.2 后备应急处理设计

安保系统应设计有后备应急处理措施。在特殊情况下，可对安保系统的动作执行回路采取应急越控处理，见图2，当应急越控输入起效时，安保系统检测到发动机运行参数出现异常时(如机油压力过低)将不会主动执行自动停机保护，仅发出故障报警提示，操作人员可酌情处理，由此可以有效避免更为严重事件的发生。如因为正执行特殊任务宁可选择损坏发动机也不具备使之停止运转条件的，可对发动机启用应急越控功能，发动机将持续运转。

此外，安保系统还应设计有对发动机的应急启停功能，当正常启动功能失效，应急情况下操作人员可采取应急启动措施，不通过控制逻辑和中间设备直接操控发动机组进行启动，以满足特殊情况下发动机应急启动需求；同样，当正常停机功能因某种原因不能执行时，操作人员可操控应急停机功能使机组迅速停机。

为了确保当部分线路或电子元器件发生故障后安保系统仍能正常工作，系统设计时可酌情进行冗余设计：

例如，对于船舶发动机，主要分为向船舶提供动力的推进机组用发动机(表1)和向船舶提供电力的发电机组用发动机。发电机组用发动机可分为主发电机组用发动机(表2)和应急发电机组用发动机(表3)。根据不同的应用场景，中国船级社《钢制海船入级规范》对不同用途的发动机安保系统功能均有明确要求。安保系统方案设计时，对于系统硬件资源配置必须满足这些规范条例要求，否则将会影响发动机船级社证书获取致使发动机无法应用于船舶领域。

2)对于发动机安保系统关键环节的控制逻辑亦可进行冗余设计，并对其逻辑判断和动作执行采用选择取用的方式确保安保系统动作的可靠性。

2.4.4 简单化设计

安全保护控制系统中间环节越多，越容易出现问题，中间环节越少越好，尽可能采用最直接的测量和最可靠的执行方式，避免复杂和非必要的设计，尽可能减少元器件的品种和数量。在实现手段上，不片面追求高性能指标，在满足使用要求的前提下，尽可能地采用成熟技术，使产品的机构和组成均得到简化。

2.4.5 技术设计的其他原则

目前，大多数爱好者手中的单反和无反相机使用的都是与APS-C胶片相同尺寸的数码传感器，尺寸约为24x16mm。而全画幅传感器的尺寸则与35mm胶片相同，约为36x24mm。换句话说，全画幅传感器的面积是APS-C传感器的2倍多。

安保系统设计过程还应充分考虑热设计、容差设计、工作环境、电磁兼容、降额设计等影响因素，确保发动机在某些特殊的环境下能够可靠运行。

2.5 制造及安装工艺

良好的制造工艺在一定程度上可以避免因线路干扰或线路故障造成的安保系统误动作或不执行。电子元器件的安装有严格规定，可靠的走线及焊接、信号防干扰防护、走线标记清晰完整及耐久存放等都有利于提高安保系统的可靠性，因此安保系统的制作过程必须有严格的工艺指导。

另外，安保系统大部分干扰信号通常由电缆线束传输至中央处理器，因此，安保系统制作时应严格按照设计要求使用线缆，线缆的走向、屏蔽线的处理等需满足相应工艺要求，避免干扰的产生。例如：布线时尽量减少线路结点，线缆接头应确保牢靠接触；电源线、接地线的布线应尽量加宽(粗)和缩短；信号线应尽可能远离电源线；模拟信号线与数字信号线应进行不平行布置等。

安保系统应避免安装在有剧烈振动、冲击的部位，同时不应与中高压电器安装在同一个柜(箱)子内。安保系统安装时需远离干扰源和动力线，尽量减少信号干扰，其输入线、输出线、控制线、电源线应分开布线，并保持一定的爬电距离。

3 结束语

发动机安保系统动作可靠性是可靠性技术在实际应用中的体现，可靠性技术贯穿于产品设计、制造、试验、使用、维护、保管等各个环节，是个不断完善、不断优化提高的过程，研究与改进需要花费很大的人力与物力。在市场经济条件下，除了技术与产品实力的竞争外，还有时间的竞争，这些都是设计人员在进行安保系统设计时需要考虑的问题。设计细节对产品可靠性影响很大，作为设计人员，根据产品的应用场合采取切实可行的可靠性设计措施是非常必要的。

[1]中国核电工程有限公司.核电厂安全系统的可靠性分析要求:GB/T 7163-2008.

[2]总装备部技术基础管理中心等.装备可靠性通用要求:GJB450A—2004.北京:总装备部军标出版发行部,2004:4-12.

[3]机械工业仪器仪表综合技术经济研究所等.电气/电子/可编程电子安全相关系统的功能安全:GB/T20438—2017.北京：中国标准出版社,2017:26-29.