功能安全壓力變送器的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與安全要求

隨著我國經(jīng)濟的迅速發(fā)展以及基礎(chǔ)投入加大，生產(chǎn)環(huán)境和人身安全越來越受到重視，為保證現(xiàn)場設(shè)備的正常運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)測生產(chǎn)過程中出現(xiàn)的或者潛伏的危險，當(dāng)危險產(chǎn)生安全系統(tǒng)立刻發(fā)出報警信息或直接執(zhí)行預(yù)定程序，立即進入安全操作，防止事故的發(fā)生、降低事故帶來的危害及其影響。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，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�同時還加入了大量的診斷功能，增加了變送器運行的可靠性，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)計中，采集部分完成壓力數(shù)據(jù)的采集并計算，計算結(jié)果通過串口發(fā)送給數(shù)據(jù)處理部分，數(shù)據(jù)處理部分通過計算將需要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)通過通信部分的調(diào)制發(fā)送到總線上，使之成為總線控制器能夠識別的滿足FF 或PA 協(xié)議的信號，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程中，一旦失效產(chǎn)生，變送器都會通過自診斷電路或程序發(fā)現(xiàn)問題，使變送器進入安全狀態(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：針對特定的危險事件，為達到或保持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)險降低設(shè)施實現(xiàn)的功能。所設(shè)計的功能安全壓力變送器，能夠保證現(xiàn)場測量的壓力值在允許范圍內(nèi)，并且在變送器發(fā)生錯誤時，能夠通過診斷功能發(fā)現(xiàn)并進入安全狀態(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，并采

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