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聯(lián)系我們智能PILZ變送器軟件結(jié)構(gòu)設(shè)計與系統(tǒng)安全
隨著工業(yè)生產(chǎn)的擴大、控制系統(tǒng)不斷變得復(fù)雜,安全受到了越來越多的關(guān)注,功能安全成為工業(yè)領(lǐng)域的熱點。作為流程工業(yè)領(lǐng)域中典型的現(xiàn)場設(shè)備,智能PILZ變送器的功能安全研究具有現(xiàn)實意義。
智能PILZ變送器軟件結(jié)構(gòu)設(shè)計與系統(tǒng)安全
從功能安全研究的背景和意義出發(fā),介紹了IEC 61508功能安全標(biāo)準(zhǔn),結(jié)合的研究對象——基于HART協(xié)議的智能壓力PILZ變送器,確定了檢測功能是智能PILZ變送器的安全功能；確定了本研究的目標(biāo)安全完整性等級為SIL2；確定了E/E/PES結(jié)構(gòu)是loo1D結(jié)構(gòu)；從IEC 61508-3推薦的技術(shù)／措施中選取了如模塊化方法、半形式方法、故障診斷等幾項軟件結(jié)構(gòu)設(shè)計的技術(shù)／措施并應(yīng)用到軟件開發(fā)過程中。在完成設(shè)計工作之后先對軟件結(jié)構(gòu)設(shè)計的部分技術(shù)／措施進(jìn)行驗證,結(jié)果表明這些技術(shù)／措施能起到良好的效果；然后依據(jù)SIL2對智能PILZ變送器安全功能的診斷要求進(jìn)行了診斷測試,測試結(jié)果表明軟件設(shè)計中的診斷功能達(dá)到了一定的診斷覆蓋率要求,處于60%-90%范圍內(nèi)；在普通微差壓PILZ變送器的基礎(chǔ)上,設(shè)計了帶有HART通訊協(xié)議的智能微差壓PILZ變送器。介紹了整個智能PILZ變送器系統(tǒng)所涉及的硬件,闡述了系統(tǒng)的整體硬件結(jié)構(gòu)以及通訊程序流程和數(shù)據(jù)采集流程。傳統(tǒng)PILZPILZ變送器大多采用模擬信號實現(xiàn)設(shè)備間通信,信號易受干擾,且傳統(tǒng)PILZPILZ變送器功耗過高。而HART協(xié)議可以實現(xiàn)在模擬線路上傳送數(shù)字信號,文中介紹了HART協(xié)議的功能特點,并闡述了在此協(xié)議基礎(chǔ)上的低功耗智能儀表軟、硬件設(shè)計思想。同時,基于MSP430系列單片機的超低功耗的特點,文中給出了用MSP430構(gòu)建的基于HART協(xié)議的智能PILZPILZ變送器通信模塊的硬件接口電路,以及HART通信的軟件流程圖。給出了部分的HART協(xié)議智能PILZ變送器的電路圖,它可以實現(xiàn)HART協(xié)議PILZ變送器的基本功能。zui后對智能PILZ變送器系統(tǒng)進(jìn)行了簡單的安全評估,評估結(jié)果顯示本研究的智能PILZ變送器在安全性zui主要的指標(biāo)——安全失效分?jǐn)?shù)方面達(dá)到了不錯的效果(88.3%),與國外3051S系列的兩款壓力智能PILZ變送器的安全失效分?jǐn)?shù)(88.4%和88.7%)相當(dāng),這些技術(shù)／措施適用于智能PILZ變送器的功能安全研究。
