基于iec61508标准的功能安全型安全栅的设计研究

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1、论文题目:基于标准的功能安全型安全栅的设计研究工程领域:工程研究方向:自动检测及智能化仪表论文作者:贿方学校导师:叶西宁副教授企业导师:周婷高级工程师定稿日期:年」£月日学位论文使用授权声明本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定,同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版,允许论文被查阅和借阅。本人授权华东理工大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编学位论文。保密论文在解密后遵守此规定。论文涉密情况:不保密口保密,保密期(年—月—日至年—月—日)学位论文作者签名:指导老师签名:日

2、期::年月日日期:年月桕分类号:密级:华东理工大学工程硕士学位论文基于标准的功能安全型安全栅的设计研究张瀚方指导教师姓名:叶西宁副教授华东理工大学周婷高级工程师上海辰竹仪表有限公司申请学位级别:硕士工程领域:控制工程论文定稿日期:论文答辩日期:学位授予单位:华东理工大学学位授予日期:答辩委员会主席:颜学峰教授评阅人:钟伟民教授李伟教授级高工作者声明我郑重声明:本人恪守学术道德,崇尚严谨学风。所呈交的学位论文,是本人在导师的指导下,独立进行研究工作所取得的结果。除文中明确注明和引用的内容外,本论文不包含任何他人已经发表或撰写过的内容。论文为本人亲自撰写,并对所写内容负责。论文

3、作者签名:名年「日华东理工大学硕士学位论文第页基于标准的功能安全型安全栅的设计研究故面调安随着工业的发展,生产装置的复杂性日益增加,如何确保安全逐渐成为研究热点。功能安全的提出革新了安全仪表系统的设计方法,使得安全系统从过去基于“故障”的安全设计过渡到了基于“功能”的安全设计。标准的出台使得功能安全得到了规范化,同时也给功能安全设计提供了理论依据与应用指导。本文首先对功能安全的发展概况,包括功能安全标准的发展,功能安全型产品的发展进行了介绍。对功能安全基础标准正的基本内容做了分析研究,在此基础上提出了功能安全型安全栅的基本功能要求和功能安全要求,即接收热电阻和热电偶信号,转

4、化为标准电流输出。满足等级要求,单通道结构,安全失效分数为。『低要求操作模式下安全功能平均失效率达到本文从硬件、软件两部分分别进行设计。硬件上确立了安全栅功能的实现方案,选择各类芯片,并完成了各个模块的电路设计。采用位高精度转换器实现信号采样,利用系列单片机进行数据处理,处理结果以波的形式输出,通过模拟滤波电路实现转换,得到最终需输出的电流值。软件部分通过在单片机中利用语言编程,实现采样的电压信号到温度值,再到电流值,最后到待输出码的转换过程,此外还结合硬件电路,通过编程进行单片机自诊断和其他主要功能的监测。最后,利用的方法分析每个元件、每个模块以及安全栅整体的安全失效率、

5、可诊断危险失效率、不可诊断危险失效率,据此计算、验证最终设计结果在一定检验测试时间间隔内符合的设计要求。关键字:功能安全;安全栅;;第页华东理工大学硕士学位论文,,,,,,,,,,华东理工大学硕士学位论文第页目录第章绪论课题研究背景及意义课题研究背景课题研究意义功能安全发展概况功能安全国内外发展概况功能安全型仪表的发展功能安全标准概述论文主要内容及章节安排第章功能安全型安全栅的设计要求安全栅的功能要求安全栅的功能安全要求安全功能的确定等级的确定结构的选取其他参数的确定本章小结第章功能安全型安全栅的硬件设计安全栅总体设计数据处理模块设计信号采集模块设计信号采集模块总体结构设计

6、三线制测量电阻热电偶冷端温度补偿芯片的选择输出模块设计电源模块设计通信接口模块设计诊断模块设计本章小结第章功能安全型安全栅的软件设计安全栅软件总体设计软件模块设计第页华东理工大学硕士学位论文初始化模块采样模块断线报警模块数据转换模块数据输出模块与上位机通讯模块与通讯模块诊断内容及措施上电诊断在线诊断本章小结第章功能安全型安全栅的验证基本功能及性能测试方法简介分析结果本章小结第章总结与展望維展望致谢华东理工大学硕士学位论文第页第章绪论课题研究背景及意义课题研究背景随着社会发展、工业进步、生产规模不断扩大,工业系统的复杂性与能量积聚都在不断攀升,由此带来的安全问题就变得日益突出

7、。如年北海阿尔法油田爆炸事件;年吉化爆炸事件;年中石油兰州石化爆炸事故等等。每一次事故都会给人民生命财产安全造成不可挽回的损失,为了减少伤害,如何确保安全生产成为人们日益关注的焦点。事故发生离不开人为因素⑴,但是参与工业生产的人为因素通常复杂多变,难以绝对控制,所以安全保障的重任落在加强生产设备的安全性上,这就需要通过合理设计,使系统及仪器仪表具备更加可靠的性能与更高的安全等级。现代工业生产设备种类繁多,生产工艺愈加复杂,比以往更加容易出现故障,这就要求控制系统不能存在任何不可靠的环节,否则一个小至阀门的部件发生故

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