基于功能安全的在線氣體分析儀軟件結構設計與系統(tǒng)安全確認研究.pdf

1、隨著工業(yè)自動化水平的不斷提高，人們在追求高生產(chǎn)率的同時，也將注意力越來越多地轉向了生產(chǎn)系統(tǒng)的安全性。安全系統(tǒng)的功能安全成為安全監(jiān)控技術的新發(fā)展，功能安全認證能夠保障系統(tǒng)的安全性。作為廣泛應用于復雜工業(yè)環(huán)境的在線氣體分析儀系統(tǒng)，研究其功能安全具有重要意義。
　　設計符合功能安全標準IEC61506的在線氣體分析儀系統(tǒng)是一個復雜的過程。本文從課題的研究背景出發(fā)，首先論述了本文的研究意義；然后基于IEC61508功能安全標準，結合在線氣

2、體分析儀系統(tǒng)的開發(fā)方法，研究在線氣體分析儀系統(tǒng)的軟件設計和安全確認。本文的主要工作可以概括為以下幾點：
　　（1）提出在線氣體分析儀的嵌入式軟件功能需求。根據(jù)IEC61508確定目標氣體分析儀的安全完整性等級（Safe Integrity Level：SIL）以及在該等級下軟件結構設計階段和系統(tǒng)安全確認階段采用的技術/措施，這些技術/措施作為軟件設計的指導依據(jù)和系統(tǒng)安全確認的評估依據(jù)。
　?。?）根據(jù)目標SIL推薦的技術/措

3、施，設計在線氣體分析儀的嵌入式軟件。在軟件開發(fā)過程中采用這些技術/措施，重點介紹了軟件設計過程中的故障診斷功能設計和錯誤檢測代碼的設計。
　?。?）對在線氣體分析儀的嵌入式軟件進行功能確認。驗證在線氣體分析儀的基本功能和系統(tǒng)性能；分析軟件結構設計階段采用的技術/措施的有效性；利用故障插入技術，引入故障和錯誤代碼，驗證診斷代碼的有效性。
　　（4）對在線氣體分析儀進行安全評估。結合硬件的診斷數(shù)據(jù)得到系統(tǒng)的安全失效分數(shù)（Safe