一種基于ePLC的安全控制系統(tǒng)研究.pdf

1、論文通過對現有的安全控制技術和功能安全標準進行分析和研究,并結合當前控制系統(tǒng)的發(fā)展趨勢,將開放的ePLC技術與雙重冗余技術相融合,提出了一種ePLC雙重冗余模型,使得普通專用控制器能夠低成本的轉化為符合安全完整性要求的安全控制器。論文主要完成了以下工作:
　　(1)研究了現有的功能安全標準要求和國外安全PLC的主要架構,在雙重冗余和自診斷技術的基礎上提出了一種適用于ePLC的雙重冗余模型。該模型定義了控制冗余模塊、輸入冗余模塊和輸

2、出冗余模塊三種模塊,模塊間通過安全現場總線進行數據交互。
　　(2)對ePLC技術的系統(tǒng)軟件進行了改進,在原有的引擎代碼中增加了同步機制、對決算法和監(jiān)視線程以適應ePLC雙重冗余模型。并對因冗余通道間同步機制的加入,而造成的軟件性能損失率進行了分析。
　　(3)將這種ePLC雙重冗余模型應用于風力發(fā)電控制系統(tǒng),依據風電控制應用需求,進行了具體的冗余硬件設計。硬件設計基于冗余單元間低耦合的設計原則,并使用了完善的電氣隔離技術。

3、
　　(4)運用可靠性方塊圖法對論文設計的安全控制系統(tǒng)進行了PFD(Probability of Failure on Demand,要求時平均失效概率)分析;根據GJB/Z299C電子設備可靠性預計手冊,依照IEC61508中的安全完整性等級標準評價了本系統(tǒng)的安全級別。
　　現代控制系統(tǒng)在變得越來越先進、越來越智能的同時,對控制安全的需求也日益增長。論文提出的ePLC雙重冗余模型為普通控制器在安全領域的應用做了一些探索和嘗