功能安全壓力變送器的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與安全要求

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展以及基礎(chǔ)投入加大，生產(chǎn)環(huán)境和人身安全越來(lái)越受到重視，為保證現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的正常運(yùn)行和操作人員的人身安全，安全系統(tǒng)已經(jīng)成為必須的安全保證，安全系統(tǒng)可以監(jiān)測(cè)生產(chǎn)過(guò)程中出現(xiàn)的或者潛伏的危險(xiǎn)，當(dāng)危險(xiǎn)產(chǎn)生安全系統(tǒng)立刻發(fā)出報(bào)警信息或直接執(zhí)行預(yù)定程序，立即進(jìn)入安全操作，防止事故的發(fā)生、降低事故帶來(lái)的危害及其影響。安全變送器作為安全系統(tǒng)中重要的部分，目前已成為研究的重點(diǎn)，研究的功能安全壓力變送器不僅具有壓力采集和數(shù)據(jù)傳輸?shù)墓δ埽�同時(shí)還加入了大量的診斷功能，增加了變送器運(yùn)行的可靠性，從而使壓力變送器具備了更高的安全性和可用性。

功能安全壓力變送器的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

    功能安全壓力變送器從結(jié)構(gòu)上主要分為采集部分、數(shù)據(jù)處理部分、通信部分和電源等幾部分組成，如圖1 所示。在本設(shè)計(jì)中，采集部分完成壓力數(shù)據(jù)的采集并計(jì)算，計(jì)算結(jié)果通過(guò)串口發(fā)送給數(shù)據(jù)處理部分，數(shù)據(jù)處理部分通過(guò)計(jì)算將需要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)通過(guò)通信部分的調(diào)制發(fā)送到總線上，使之成為總線控制器能夠識(shí)別的滿足FF 或PA 協(xié)議的信號(hào)，而電源部分則是從總線取電，為采集部分、數(shù)據(jù)處理部分和通信部分提供穩(wěn)定的電壓。

    功能安全壓力變送器除了具備基本的采集和傳輸功能外，在存在失效可能的部分都加入了診斷功能，保證壓力變送器在工作過(guò)程中，一旦失效產(chǎn)生，變送器都會(huì)通過(guò)自診斷電路或程序發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，使變送器進(jìn)入安全狀態(tài)。

功能安全壓力變送器的安全要求

    在IEC61508 中，安全功能（Safety function）定義為：針對(duì)特定的危險(xiǎn)事件，為達(dá)到或保持EUC 的安全狀態(tài)，由E/E/PE 安全相關(guān)系統(tǒng)、其它技術(shù)安全相關(guān)系統(tǒng)或外部風(fēng)險(xiǎn)降低設(shè)施實(shí)現(xiàn)的功能。所設(shè)計(jì)的功能安全壓力變送器，能夠保證現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量的壓力值在允許范圍內(nèi)，并且在變送器發(fā)生錯(cuò)誤時(shí)，能夠通過(guò)診斷功能發(fā)現(xiàn)并進(jìn)入安全狀態(tài)。因此，安全功能分為工作狀態(tài)和故障模式下的安全狀態(tài)，為方便記憶，在下文中將故障模式下的安全狀態(tài)記為安全狀態(tài)；工作狀態(tài)是3051智能壓力變送器在各種診斷功能啟動(dòng)，并采

集的數(shù)據(jù)的精度滿足設(shè)計(jì)要求且通訊正常時(shí)，壓力變送器安全的運(yùn)行。同時(shí)還加入了大量的診斷功能，增加了變送器運(yùn)行的可靠性