一种安全仪表控制系统技术方案

本发明专利技术的安全仪表控制系统，是一种应用于工业控制领域，以保护人员生命安全和现场设备为主要功能的控制系统。本发明专利技术是四重化安全仪表控制系统，具备可编程、多重冗余、诊断覆盖率高、实时响应速度快的特点。本发明专利技术的技术要点在于，采用了循环三选二表决和多重冗余的方式提高可靠性并增加诊断覆盖率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术的安全仪表控制系统，是一种应用于工业控制领域，以保护人员生命安全和现场设备为主要功能的控制系统。
技术介绍
由于人工控制发生的随机性错误和人的主观误差会导致的控制的粗糙而降低生产效率，工业生产中越来越广泛的应用了各种工业控制系统，根据应用的环境和功能大致分为：过程控制系统（PLC）、离散控制系统（DCS）、安全仪表系统（SIS/ESD）。其中：PLC规模小、成本低、控制速度快；DCS规模庞大、结构复杂，总成本较高；SIS可靠性高，具备较高的故障自诊断能力。为了进一步提高SIS系统的可靠性和故障诊断的覆盖率，本专利技术设计了一种新式的四重化安全仪表控制系统。可以被应用于石油、石化、煤化工、电力等存在高危险生产环节的工业领域。
技术实现思路
本专利技术提出的一种安全仪表控制系统，具备可编程、多重冗余、诊断覆盖率高、实时响应速度快的特点。本专利技术提出的控制系统，支持数字量输入（DI），模拟量输入（AI），数字量输出（DO），模拟量输出（AO），同步工厂时钟（RTU），转数读取（SPI），串口485/422/232通信，以太网通信，CAN通信，用户自定义逻辑，历史曲线、重大事件记录。本专利技术的创新点在于，采用了循环三选二表决和多重冗余的方式提高可靠性并增加诊断覆盖率。循环三选二表决是指，四个独立的计算通道形成一个表决环路，任意一个通道都可以获取相邻的两个通道的数据，与自身通道的数据进行三选二表决，然后将表决结果作为新的数据再次进行三选一表决，表决结果将作为该通道的最终数据发送到下一级。多重冗余是指，系统的输入模块通过循环三选二表决，实现第一重冗余，逻辑处理模块通过循环三选二表决，实现第二重冗余，输出模块通过循环三选二表决，实现第三重冗余。附图说明图1 安全仪表控制系统的多重冗余和循环三选二结构图2 安全仪表控制系统的数字量表决真值表图3 安全仪表控制系统的十进制数值表决真值表图4 数字量输出硬件表决电路图5 模拟量输出硬件表决电路具体实施方式系统的循环三选二表决和多重冗余的具体实现方法参照图1，系统分成4个通道，编号为A、B、C、D。其中A通道与B通道的软硬件组件完全一致，C通道与D通道的软硬件完全一致，A通道与C通道的软硬件功能一致而软硬件的具体设计方法不一致。参照图1，每个通道包含输入模块、逻辑处理模块、输出模块。输入模块的数量大于等于1，逻辑处理模块的数量等于1，输出模块的数量大于等于1。参照图1，不同通道的输入模块将进行数字量（数值只有0和1）的循环三选二表决，其中A通道通过交叉通信，能够获得A通道、B通道和D通道的数据，那么如果使用[A]来代表A通道的原始数据，[B]来代表B通道的原始数据，[D]来代表D通道的原始数据。A通道第一次表决的结果是[A]*[B]+[A]*[D]+[B]*[D]，注：此处的运算符号“*”表示逻辑与运算，运算符号“+”表示逻辑或运算，保存表决结果为(A)。A通道再次获得A通道、B通道和D通道记录的表决结果，然后第二次表决，表决结果为(A)*(B)*(D)，保存表决结果为{A本文档来自技高网...

【技术保护点】
安全仪表控制系统，其特征在于，采用循环三选二表决和多重冗余的方法，循环三选二表决是指，四个独立的计算通道形成一个表决环路，任意一个通道都可以获取相邻的两个通道的数据，与自身通道的数据进行三选二表决，然后将表决结果作为新的数据再次进行三选一表决，表决结果将作为该通道的最终数据发送到下一级，多重冗余是指，系统的输入模块通过循环三选二表决，实现第一重冗余，逻辑处理模块通过循环三选二表决，实现第二重冗余，输出模块通过循环三选二表决，实现第三重冗余。

【技术特征摘要】
1.安全仪表控制系统，其特征在于，采用循环三选二表决和多重冗余的方法，循环三选二表决是指，四个独立的计算通道形成一个表决环路，任意一个通道都可以获取相邻的两个通道的数据，与自身通道的数据进行三选二表决，然后将表决结果作为新的...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘建平，薛晓，刘晓亮，
申请(专利权)人：苏州时代华理电气有限公司，北京昊图科技有限公司，刘建平，
类型：发明
国别省市：江苏;32