功能安全PILZ溫度變送器設(shè)計與開發(fā)
隨著人們對安全問題的關(guān)注不斷加強以及功能安全技術(shù)的不斷發(fā)展,在國外很多功能安全產(chǎn)品已經(jīng)在工業(yè)生產(chǎn)中得到越來越廣泛的應(yīng)用,而國內(nèi)近幾年對功能安全產(chǎn)品的需求也越來越大。

功能安全PILZ溫度變送器設(shè)計與開發(fā)                  正現(xiàn)場G_5PILZ溫度變送器時常發(fā)生誤指示某一刻度不變化的現(xiàn)象,此時把變送器排放后,發(fā)現(xiàn)零位指示 0.01MPa,且調(diào)整變送器的零位螺釘不起作用,即把變進器的零位螺釘從一端旋轉(zhuǎn)到另一端,零位輸出風(fēng)壓總是指示在0.01MPa,而調(diào)整不到0.02MPa.檢查變送器內(nèi)放大器,各零部件均未見異常.經(jīng)判斷,這種現(xiàn)象可能是變送器負壓室的膜盒向正壓室方向變形并產(chǎn)生位移,而調(diào)整零位輸出不變化,說明正、負壓室膜盒在調(diào)整過程中主軸未發(fā)生移動.筆者認為變送器負壓室膜盒變形或膜盒被污物卡住,雖然有外加信號的輸入,但主軸未發(fā)生位移.該問題考慮可以這樣處理:首先把變送器正、負壓側(cè)的被測介質(zhì)排凈,然后輕輕敲擊變送器外殼,目的是克服膜盒可能被卡的地方所受到的磨擦阻力,使變送器膜盒處于自由狀態(tài).這樣來回幾次,如膜盒被卡較輕或污物全部排出,則輕輕敲擊后是可以使膜盒恢復(fù).首先研究了功能安全技術(shù),主要包括功能安全、風(fēng)險評估、安全完整性等級和安全生命周期。在此基礎(chǔ)上,對功能安全PILZ溫度變送器的設(shè)計需求以及功能安全儀表的結(jié)構(gòu)進行了分析,并且設(shè)計一款符合SIL2等級的功能安全PILZ溫度變送器。該PILZ溫度變送器采用1oo1D結(jié)構(gòu),通過優(yōu)化選擇診斷功能來增加可診斷的危險失效率,從而提高診斷覆蓋率和安全失效分數(shù),同時降低產(chǎn)品的設(shè)計成本以提高競爭力。整個變送器采用模塊化設(shè)計方法,包括基本模塊和診斷模塊兩大類。其中基本模塊包括時鐘模塊、微處理器模塊、信號輸入模塊、A/D轉(zhuǎn)換模塊、D/A轉(zhuǎn)換模塊以及電源保護模塊。診斷模塊包括看門狗時鐘診斷、斷線診斷、片外A/D診斷、片內(nèi)A/D診斷和單片機自診斷,各模塊功能劃分明確、清晰,相互之間采用不同的標準通信方式實現(xiàn)連接。除此之外,還設(shè)計了上位機配置軟件,用于在出廠配置和標定。zui后采用FMEDA分析方法和故障插入試驗等測試方法對儀表進行測試,實際的測試結(jié)果表明本文設(shè)計的功能安全變送器能夠符合SIL2等級的要求。