功能安全型转速报警装置设计与可靠性分析

摘要

目前,工业过程对转速测量需求巨大,且对于仪表的功能安全日益重视.基于IEC 61508功能安全标准,设计了一种功能安全型的转速报警装置.采用Cortex-M3芯片实现转速信号采集及输出报警信息功能.从硬件结构、软件逻辑、故障诊断等方面对转速报警装置进行了详细的功能安全的设计与分析.采用了三取二逻辑输出报警的概念,针对软硬件模块进行划分并分别进行诊断设计,并基于通信背板实现了三个模块之间的数据共享与逻辑判断机制,解决了工业现场转速报警装置易产生误报、可靠性低的问题.基于SIL3等级的功能安全标准,计算了诊断覆盖率及平均无故障工作时间,分析及测试结果验证了装置的功能安全性能,为复杂工况下的转速测量及报警提供了一种功能安全的解决方案.