センサコラム「計装2007年7月号」Vol.02

3．PFDの定義と計算式

(1) PFD（Probability of Failure on Demand）AVG とは

作動要求者当たりの機能失敗平均確率。
作動要求１回当たりの失敗平均確率 （停止要求があったときに失敗する確率）
PFD_AVG=検出端のPFD総和＋安全PLCのPFD総和＋操作端のPFDの総和

(2) PFD計算式　（JIS C0508-6, 1oo1の場合）

PFD_AVG＝［λDU+λDD］t_DE

λ：時間当たりの故障率
MTTF（Mean Time of Failure）：機能失敗が発生するまでの平均時間（連続平均稼働時間：単位　hr）

図３：総故障率

総故障率（λ_D）（図３参照）：
安全側故障＝検出安全側故障（SD）＋未検出安全側故障（SU） （安全側で停止する故障）
危険側故障＝検出危険側故障（DD）＋未検出危険側故障（DU） （安全機能が損なわれる故障）
注：IEC61508の設定
�@PFDの計算は危険側故障についてのみ考察。
�A危険側故障は全体の故障確率の1/2とする。
DC（自己故障率　Diagnostic Coverage）：
自動的な診断テストによって実施される危険側ハードウェアの故障の低減率（JIS C0508-4）

自己診断機能が充実した製品はDCが高く信頼性が高いと言える。
（パーシャル・ストロークテスト機能を持つ遮断弁や、診断機能のある伝送器はこのDCが与えられる。）
T₁プルーフインターバル（Proof Test Interval）：
安全関連系の故障を見つけるために行われる定期テストの間隔（JIS C0508）。単位はhr。
T₁が長いとPFDは大きくなる。PFD計算により指定のSILのPFD範囲に入らない場合は、T₁を短縮する方法がある。 計算式に各定義式を代入整理すると次のようになる。

MTTR ：平均修復時間（Mean Time to Restoration） システムが故障したときに要した平均修復時間