Markov模型在功能安全溫度變送器的應用

馬玉超

(1.上海理工大學 光電信息與計算機工程學院,上海　200093;2.上海工業自動化儀表研究院,上海　200233)

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Markov模型在功能安全溫度變送器的應用

馬玉超1,2

(1.上海理工大學 光電信息與計算機工程學院,上海200093;2.上海工業自動化儀表研究院,上海200233)

摘要針對如何分析功能安全產品的可靠性問題,提出了一種基于Markov模型的可靠性分析方法。通過對產品的系統結構進行分析,研究系統的 Markov狀態轉移圖,結合失效模式、影響及其診斷分析(FMEDA)法對系統進行可靠性建模,引入狀態轉移矩陣,并以功能安全溫度變送器為例對模型進行驗證。相關驗證結果表明,該模型應用于功能安全領域是可行的。

關鍵詞溫度變送器;功能安全;可靠性;Markov模型;FMEDA

Application of Markov Model in Functional Safety Temperature Transmitters

MA Yuchao1,2

(1.School of Optical-Electrical and Computer Engineering,University of Shanghai for Science and Technology,Shanghai 200093,China;2.Shanghai Institute of Process Automation Instrumentation,Shanghai 200233,China)

AbstractA reliability analysis method based on the Markov model is proposed for analyzing the reliability of functional safety products.Based on the analysis of the structure of the product and study of the Markov state transition diagram of the system,the system reliability modeling is performed by the failure modes effects and diagnostic analysis method (FMEDA),with the state transition matrix introduced.The model has been verified with the functional safety temperature transmitter as an example.Results show that application of the Markov model in the field of functional safety is feasible.

Keywordstemperature transmitter;functional safety;reliability;Markov model;FMEDA

功能安全問題在石油化工等過程工業領域越來越受到重視。為保障工業領域的生產安全,安全相關系統應在危險事件發生時正確地執行其安全功能[1]。基本過程控制系統發生故障,主要原因來自于現場,若現場設備采集數據時出現故障,即使控制系統的可靠性再高,也不可能檢測出現場設備采集的數據是不正確的,最終將導致控制系統失效,因此必須保證現場設備的可靠性,才能從根源上抑制故障的發生[2]。

在IEC61508推動下,功能安全相關產品與技術的開發活躍,而功能安全溫度變送器是安全相關系統的重要組成部分,其主要用于采集數據的現場設備,為保證數據的準確性,對變送器的可靠性分析必須引起足夠重視。目前,Markov模型較少被用于功能安全產品的可靠性分析,主要應用故障樹模型和可靠性框圖模型來建模。……