智能PILZ變送器軟件結構設計與系統安全
隨著工業生產的擴大、控制系統不斷變得復雜,安全受到了越來越多的關注,功能安全成為工業領域的熱點。作為流程工業領域中典型的現場設備,智能PILZ變送器的功能安全研究具有現實意義。

智能PILZ變送器軟件結構設計與系統安全
從功能安全研究的背景和意義出發,介紹了IEC 61508功能安全標準,結合的研究對象——基于HART協議的智能壓力PILZ變送器,確定了檢測功能是智能PILZ變送器的安全功能；確定了本研究的目標安全完整性等級為SIL2；確定了E/E/PES結構是loo1D結構；從IEC 61508-3推薦的技術／措施中選取了如模塊化方法、半形式方法、故障診斷等幾項軟件結構設計的技術／措施并應用到軟件開發過程中。在完成設計工作之后先對軟件結構設計的部分技術／措施進行驗證,結果表明這些技術／措施能起到良好的效果；然后依據SIL2對智能PILZ變送器安全功能的診斷要求進行了診斷測試,測試結果表明軟件設計中的診斷功能達到了一定的診斷覆蓋率要求,處于60%-90%范圍內；在普通微差壓PILZ變送器的基礎上,設計了帶有HART通訊協議的智能微差壓PILZ變送器。介紹了整個智能PILZ變送器系統所涉及的硬件,闡述了系統的整體硬件結構以及通訊程序流程和數據采集流程。傳統PILZPILZ變送器大多采用模擬信號實現設備間通信,信號易受干擾,且傳統PILZPILZ變送器功耗過高。而HART協議可以實現在模擬線路上傳送數字信號,文中介紹了HART協議的功能特點,并闡述了在此協議基礎上的低功耗智能儀表軟、硬件設計思想。同時,基于MSP430系列單片機的超低功耗的特點,文中給出了用MSP430構建的基于HART協議的智能PILZPILZ變送器通信模塊的硬件接口電路,以及HART通信的軟件流程圖。給出了部分的HART協議智能PILZ變送器的電路圖,它可以實現HART協議PILZ變送器的基本功能。zui后對智能PILZ變送器系統進行了簡單的安全評估,評估結果顯示本研究的智能PILZ變送器在安全性zui主要的指標——安全失效分數方面達到了不錯的效果(88.3%),與國外3051S系列的兩款壓力智能PILZ變送器的安全失效分數(88.4%和88.7%)相當,這些技術／措施適用于智能PILZ變送器的功能安全研究。