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康吉森安全仪表系统为何采用三选二的表决机制?

2025年12月01日 12:12:00      来源:河北康吉森自动化工程有限公司 >> 进入该公司展台      阅读量:3

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   康吉森安全仪表系统TSxPlus采用了的三重化设计(2oo3D)TMR架构,降级模式为3-2-1-0,也就是说康吉森安全仪表系统的表决机制是三选二,那么康吉森安全仪表系统为何采用三选二的表决机制呢?

康吉森安全仪表系统

   (1) 当一个SIS系统的安全完整性等级要求为SIL3,而实际配置为传感器为2.2×10-3(SIL 2),逻辑解算器为1.3×10-4(SIL3)(包括I/O接口),终端执行器为2.41×10-3(SIL2),所以整个系统为SIL2不满足要求。

   (2) 于是我们改变传感器的配置结构,选择1oo2冗余,其中共因失效=10%,诊断覆盖率(DC)=90%,可以算出1oo2传感器的结构的PFD=2.3×10-4,达到SIL3的水平,同理可以配置执行器为1oo2冗余结构,也可达到SIL3的要求,于是整体SIS系统的SIL可以达到SIL3的要求。

   (3) 这个问题的解决给我们以启示,当装置引进一个SIS系统时,整体安全完整性等级不仅取决于逻辑解算器部分,而且传感器、终端执行器部分也非常关键。配置系统时,除了引进一个SIL3的安全仪表系统,譬如FSC等,还要将传感器、终端执行器一并讨论。算出SIS整体的SIL数据,定量的安全仪表系统配置任务才算完成。

   安全仪表系统SIS冗余表决方法及其安全性、可用性的关系,即可用性(A:Availability)是指系统可使用工作时间(连续运行时间)的概率,用百分数计算A值越大,可用性越好:

A = MTBF/(MTBF+MTTR)

而PFD= MTTR /(MTBF+MTTR)

PFD越小则安全性越好。

   康吉森安全仪表系统TSxPlus冗余逻辑表决方法及安全性-可用性的关系对比例子如下表所示。

康吉森安全仪表系统架构

以上可见:

(1)隐故障(危险故障)使SIS该动而拒动,隐故障概率越高,安全性越差。

(2)显故障(安全故障)使ESD不该动而误动,显故障概率越高,可用性越差。

1oo2(二选一)安全性好,但可用性差;2oo2(二选二)可用性比较好,但安全性比较差;2oo3(三选二)可兼顾。

   所以,康吉森安全仪表系统采用三选二的系统架构,并且已通过安全完整性等级SIL3级认证,并获得国际ICE61508 ICE62443及德国TUV等功能安全和信息安全联合认证;康吉森安全仪表系统主控制器运算周期短<><>康吉森。


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