功能安全及温度变送器

功能安全及温度变送器自诊断软件设计

摘要: 安全对经济、环境和人类自身的健康发展至关重要,因而安全相关系统被广泛应用于生产过程之中。近年来,作为功能安全基础标准IEC61508的发布,规范了安全相关系统的设计、应用及管理等各个方面,为各领域安全生产提供安全保障。本课题针对我国功能安全在相关产品和技术上的研发方面尚处于起步阶段的现状,结合实际应用,对功能安全相关理论进行阐述并提出了功能安全温度变送器的软件设计思想及架构,并介绍了其不同模块的自诊断方法及其软件测试的重要理念,并在报告最后给出了整个课题的进度安排。

关键词:安全相关系统,功能安全,IEC61508,自诊断

1 研究背景

近年来,在工业生产中,防止火灾、爆炸等事故的发生已成为非常突出的问题。对于安全事故多发的我国,安全生产被寄予了更多的重视,如何保障生产可靠地、安全地进行也成为了衡量现代工业的一项重要指标。特别是国外工程投资的增加和工程设计的全面介入,带动了我国安全相关系统功能安全技术的应用需求。

安全相关系统(Safety-related System,SRS)监视生产过程的状态,在危险条件出现时采取相应措施,防止危险事件发生,避免潜在危险对人身、设备、环境造成伤害或减轻其后果造成的损失[1]。安全阀、安全气囊、火灾消防喷淋装置等,都是常见的安全相关系统实例。

安全仪表系统(Safety-Instrumented System, SIS),也称安全连锁系统或紧急停车系统,由起初的简单继电器构成系统,发展到今天的微处理器,可编程调机器系统,由单回路系统发展为冗余和容错系统,SIS已经成为保护生产安全的重要屏障[2]。但由于系统结构、硬件、软件及周围环境等原因,安全仪表本身会不可避免的存在着安全性问题。在2000年由国际电工委员会(IEC)发布的IEC61508标准(电气/电子/可编程电子安全系统(E/E/PES)的功能安全)中,明确提出了安全仪表系统的功能安全(Functional Safety)问题[3],即当生产过程在出现危险条件时,安全相关系统能否有效执行其安全功能,如何提高其执行安全功能能力等相关问题。

作为安全仪表系统的重要组成部分,安全仪表变送器能够检测生产环境的关键性输入,为确保生产过程的安全可靠运行发挥非常重要的作用。由于采用了一系列行之有效的降低风险、提高安全性的手段,安全功能温度变送器能够可靠地采集信息和监控工业现场,保障了工业现场的安全[4]。

然而,国外的智能仪表领先国内产品数十倍,且数据置信度较高,国内外在可靠性方

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