功能安全温度变送器设计与开发

发布时间:2018-07-25 17:39
【摘要】:随着人们对安全问题的关注不断加强以及功能安全技术的不断发展,在国外很多功能安全产品已经在工业生产中得到越来越广泛的应用,而国内近几年对功能安全产品的需求也越来越大,急需研发具有我国自主知识产权的功能安全产品。 本文首先研究了功能安全技术,主要包括功能安全、风险评估、安全完整性等级和安全生命周期。在此基础上,对功能安全温度变送器的设计需求以及功能安全仪表的结构进行了分析,并且设计一款符合SIL2等级的功能安全温度变送器。该温度变送器采用1oo1D结构,通过优化选择诊断功能来增加可诊断的危险失效率,从而提高诊断覆盖率和安全失效分数,同时降低产品的设计成本以提高竞争力。 整个变送器采用模块化设计方法,包括基本模块和诊断模块两大类。其中基本模块包括时钟模块、微处理器模块、信号输入模块、A/D转换模块、D/A转换模块以及电源保护模块。诊断模块包括看门狗时钟诊断、断线诊断、片外A/D诊断、片内A/D诊断和单片机自诊断,各模块功能划分明确、清晰,相互之间采用不同的标准通信方式实现连接。除此之外,还设计了上位机配置软件,用于在出厂配置和标定。最后采用FMEDA分析方法和故障插入试验等测试方法对仪表进行测试,实际的测试结果表明本文设计的功能安全变送器能够符合SIL2等级的要求。
[Abstract]:With the increasing attention to safety issues and the continuous development of functional safety technology, many functional safety products have been more and more widely used in industrial production abroad. In recent years, there is a growing demand for functional safety products in China, and it is urgent to develop functional safety products with independent intellectual property rights in China. This paper first studies the functional security technology, including functional security, risk assessment, security integrity level and security life cycle. On this basis, the design requirements of the functional safety temperature transmitter and the structure of the functional safety instrument are analyzed, and a functional safety temperature transmitter in accordance with the SIL2 grade is designed. The temperature transmitter adopts 1oo1D structure, and the diagnostic function is optimized to increase the diagnostic risk failure rate, thus increasing the diagnostic coverage and safety failure score, and reducing the design cost of the product to improve the competitiveness. The whole transmitter adopts modular design method, including basic module and diagnostic module. The basic modules include clock module, microprocessor module, signal input module A / D conversion module and power protection module. The diagnostic module includes watchdog clock diagnosis, break-line diagnosis, out-of-chip A / D diagnosis, in-chip A / D diagnosis and single-chip microcomputer self-diagnosis. The function of each module is clear and clear, and different standard communication methods are used to connect each other. In addition, the upper computer configuration software is designed for factory configuration and calibration. Finally, the instrument is tested by FMEDA analysis method and fault insertion test. The actual test results show that the functional safety transmitter designed in this paper can meet the requirements of SIL2 grade.
【学位授予单位】:华东理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2015
【分类号】:TP212

【相似文献】

相关期刊论文 前10条

1 田红芳,左岐,肖秀玲,王锐;智能温度变送器的研制[J];自动化与仪器仪表;2000年01期

2 罗文广,吴彤峰;高准确度温度变送器的研制[J];传感器技术;2003年05期

3 孙海;S系列温度变送器的设计与实现[J];化工自动化及仪表;2004年04期

4 于敏;鹿英;;电动温度变送器测量结果不确定度评定[J];计量与测试技术;2006年07期

5 张红莉;;温度变送器测量结果不确定度评定[J];计量与测试技术;2010年04期

6 杨欢;;可用于博物馆的温度变送器[J];电子科技;2010年05期

7 杨红艳;;温度变送器测量结果不确定度的评定[J];计量与测试技术;2010年11期

8 肖前军;;新型智能温度变送器的设计[J];品牌(理论月刊);2010年12期

9 陈晓彬;;浅析二线温度变送器的应用[J];啤酒科技;2010年09期

10 钱柄旭;;一种矿用本质安全型温度变送器[J];煤矿机电;2011年04期

相关会议论文 前5条

1 张春阳;;温度变送器的检测及其与二次仪表的应用[A];2008年江苏省计量测试学术论文集[C];2008年

2 李睿;;智能温度变送器在称重控制系统中的应用[A];依托国家资源战略、提升行业技术水平、做大做强域内企业、共谋中西部有色金属工业科学发展——2013(桂林)第六届中西部有色金属工业发展论坛论文集[C];2013年

3 洪澜;;温度变送器基本误差测量结果不确定度分析报告[A];江苏省计量测试学术论文集[C];2007年

4 徐军;李欣;;基于PIC16F877的新型二线制温度变送器[A];中国仪器仪表学会第五届青年学术会议论文集[C];2003年

5 赵伟;谭彩虹;;EPA温度变送器中的电阻-温度转换计算[A];2007'仪表,,自动化及先进集成技术大会论文集(一)[C];2007年

相关重要报纸文章 前1条

1 张晓君 赵淑玲 记者 刘姗姗;吉林石化历时6年攻关[N];吉林日报;2012年

相关硕士学位论文 前10条

1 姜晓军;带隔离功能温度变送器的设计与研究[D];苏州大学;2011年

2 周亮杰;热牵伸辊旋转温度变送器研究与实现[D];郑州大学;2012年

3 蔡福全;功能安全温度变送器验证方法的研究与应用[D];华东理工大学;2015年

4 蔡樟豪;功能安全温度变送器设计与开发[D];华东理工大学;2015年

5 杭州;现场总线型智能温度变送器[D];山东科技大学;2006年

6 杨小新;两线制智能温度变送器的设计[D];内蒙古科技大学;2012年

7 李盼盼;智能温度变送器软件的可靠性分析[D];华东理工大学;2015年

8 高瑞丽;基于CAN总线的智能温度变送器[D];山东科技大学;2004年

9 崔晨;基于WIA-PA无线温度变送器的设计与实现[D];华东理工大学;2014年

10 陈峭;WorldFIP多通道智能温度变送器的研发[D];华北电力大学(北京);2009年



本文编号:2144550

资料下载
论文发表

本文链接:https://www.wllwen.com/falvlunwen/zhishichanquanfa/2144550.html


Copyright(c)文论论文网All Rights Reserved | 网站地图 |

版权申明:资料由用户0feda***提供,本站仅收录摘要或目录,作者需要删除请E-mail邮箱bigeng88@qq.com