IEC 61508功能安全標準在電廠安全系統(tǒng)設(shè)計中的研究與應(yīng)用.pdf

1、安全一直以來是電力工業(yè)生產(chǎn)過程中的一個重大問題，長期受到關(guān)注，隨著工業(yè)控制在電力工業(yè)生產(chǎn)中的作用愈發(fā)重要，安全也就成為工業(yè)控制中的關(guān)鍵。工業(yè)生產(chǎn)中傳統(tǒng)的安全保護措施指的是保護在危險生產(chǎn)區(qū)域的工作人員免受傷害或死亡。然而今天，安全解決措施己經(jīng)不僅僅是保證人身安全，生產(chǎn)廠商不斷提升生產(chǎn)裝置的運行性能，以便實現(xiàn)安全和效率的統(tǒng)一。為了實現(xiàn)“安全工業(yè)”理想，越來越多的安全相關(guān)系統(tǒng)(包括自動控制系統(tǒng)和自動保護系統(tǒng))用在不同領(lǐng)域，保護人員免受傷害，保

2、證了機械、整套裝置甚至整個工廠自動正常、安全地運轉(zhuǎn)。但安全相關(guān)系統(tǒng)的產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用，遇到了系統(tǒng)功能安全難以確定這個最大的阻力。而安全系統(tǒng)自身的功能安全以及在執(zhí)行安全功能時的可靠性問題便成為各行業(yè)安全系統(tǒng)研究的主要方向。
　　 本論文從探討安全的定義和目標出發(fā)，引出了對安全系統(tǒng)的研究。系統(tǒng)地介紹了安全系統(tǒng)的主要作用和研究應(yīng)用的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢，概括了安全系統(tǒng)目前國內(nèi)外的研究情況；研究了基于E/E/PE(電子/電氣/可編程電子)的安全系統(tǒng)

3、的通用設(shè)計方法，包括風(fēng)險分析、風(fēng)險分配、安全等級確定的方法和系統(tǒng)結(jié)構(gòu)配置、安全邏輯設(shè)計、控制回路設(shè)計的規(guī)則；針對安全系統(tǒng)設(shè)計過程中所面臨的主要問題進行研究，建立了功能安全模型和MooN冗余可靠性分析模型，推導(dǎo)了安全完整性等級和冗余結(jié)構(gòu)可靠度的計算公式；提出了電廠安全系統(tǒng)的設(shè)計方案；結(jié)合同濟醫(yī)院分布式功能站項目，設(shè)計開發(fā)了安全系統(tǒng)。根據(jù)控制系統(tǒng)安全完整性等級SIL，設(shè)計了高SIL級別的控制系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)及控制策略，從而提高了機組安全性可靠性

4、。最后，對以上一系列的研究工作進行了總結(jié)，并對未來的工作進行了展望。
　　 本文主要完成了以下幾方面的工作：
　　 1.介紹了安全相關(guān)系統(tǒng)的特點以及目前安全系統(tǒng)的最新技術(shù)，結(jié)合功能安全基礎(chǔ)標準IEC61508，引出了安全性與可靠性對安全系統(tǒng)的重要性，概括地介紹了安全系統(tǒng)目前國內(nèi)外的研究情況。
　　 2.介紹了安全功能標準IEC 61508的概念和內(nèi)容，引出了安全系統(tǒng)可靠性和安全性的指標。針對提高可靠性和有效度的方

5、法，描述了在安全系統(tǒng)中，大量應(yīng)用的各種冗余結(jié)構(gòu)，包括工作冗余、后備冗余、表決系統(tǒng)、后退冗余及多級操作冗余等，由此保證了系統(tǒng)的安全等級達到SIL3水平和有效性度到99.9％。最后通過對安全要求最高的部分FSSS系統(tǒng)應(yīng)用的描述，完善了安全系統(tǒng)的安全性和可靠性的設(shè)計提高了安全性可靠性。
　　 3.針對工程實際情況和安全系統(tǒng)本身各項性能的要求，設(shè)計了安全系統(tǒng)，并描述了為提高各功能的可靠性而使用的實現(xiàn)方法。
　　 4.針對安全系統(tǒng)