目前包裝機(jī)械安全設(shè)計(jì)方法由于兩方面原因仍處于雛形階段:一方面受傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法的影響,安全設(shè)計(jì)往往在包裝機(jī)械設(shè)計(jì)完成之后才開始進(jìn)行;另一方面安全定義較為狹隘,認(rèn)為安全問題只涉及對(duì)人造成的危害。這些使得包裝機(jī)械的安全性難以得到保證。為此,本文提出廣義安全概念——認(rèn)為凡是對(duì)包裝機(jī)械或者工人造成危害的問題均是安全問題,以固體顆粒物料裝袋系統(tǒng)為研究對(duì)象分析其各個(gè)開發(fā)階段安全問題,并探討其安全相關(guān)的軟硬件設(shè)計(jì)方法。包裝機(jī)械安全設(shè)計(jì)應(yīng)與其開發(fā)流程并發(fā)進(jìn)行,并涉及機(jī)械、電氣和軟件部分。本文采用改進(jìn)的3+1 Sys ML視圖模型機(jī)電設(shè)備設(shè)計(jì)方法對(duì)所研究項(xiàng)目進(jìn)行設(shè)計(jì),根據(jù)需求將系統(tǒng)劃分為八個(gè)機(jī)電設(shè)備基本組件(MTC),并針對(duì)每個(gè)組件進(jìn)行了詳細(xì)設(shè)計(jì)。而安全分析方面,在需求階段,針對(duì)研究項(xiàng)目需求進(jìn)行解無關(guān)安全分析,預(yù)測(cè)可能發(fā)生的危害。在概念設(shè)計(jì)、初步設(shè)計(jì)和詳細(xì)設(shè)計(jì)階段進(jìn)行解相關(guān)安全分析,利用故障樹定位其可能發(fā)生的危害。最后利用風(fēng)險(xiǎn)圖對(duì)可能發(fā)生的危害進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估,得出安全設(shè)計(jì)需求和安全相關(guān)方案。根據(jù)安全需求進(jìn)行了機(jī)械和電氣方案的改進(jìn),同時(shí)基于ISO13849標(biāo)準(zhǔn)評(píng)估方法,從平均危險(xiǎn)失效時(shí)間、診斷覆蓋率和共因故障等指標(biāo)對(duì)安全電氣硬件進(jìn)行了評(píng)估,并達(dá)到了所需的性能等級(jí)。安全軟件設(shè)計(jì)上,功能安全部分使用PLCopen Safety標(biāo)準(zhǔn)定義的功能塊實(shí)現(xiàn),故障處理部分參考PLCopen Safety標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)了運(yùn)行狀態(tài)機(jī)。PLCopen Safety標(biāo)準(zhǔn)定義的功能塊并沒有實(shí)現(xiàn)認(rèn)證,本文基于時(shí)間自動(dòng)機(jī)理論,在UPPAAL中建立了仿真模型,并對(duì)安全功能塊和整個(gè)安全軟件進(jìn)行了仿真和認(rèn)證。
【學(xué)位單位】：華中科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：TB482
【部分圖文】：

向下的方法對(duì)該系統(tǒng)進(jìn)行安全需求分析。2.1 基于 3+1 SysML 視圖模型機(jī)電設(shè)備設(shè)計(jì)方法機(jī)電設(shè)備傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法中將涉及機(jī)電設(shè)備的學(xué)科都分開設(shè)計(jì)，這樣的設(shè)計(jì)方法沒有綜合考慮各學(xué)科的交互，使得機(jī)電設(shè)備可靠性和安全性較差。Thramboulidis K[27]等學(xué)者提出一種面向機(jī)電設(shè)備、基于 3+1SysML[28]視圖模型的設(shè)計(jì)方法。其中“1”指機(jī)電設(shè)備系統(tǒng)設(shè)計(jì)視圖模型，“3”則分別指機(jī)械、電氣和軟件視圖設(shè)計(jì)模型，如圖 2-1 所示。Thramboulidis K 提出機(jī)電設(shè)備（MTS）系統(tǒng)設(shè)計(jì)概念，認(rèn)為該階段應(yīng)綜合考慮系統(tǒng)需求（功能和非功能需求），并由此設(shè)計(jì)系統(tǒng)的“抽象”架構(gòu)。系統(tǒng)抽象架構(gòu)由機(jī)電設(shè)備組件（MTCS）組成，而這些組件又可以進(jìn)一步劃分粒度更細(xì)的組件，如此迭代一直到不可分割的基本組件（primitiveMTC）為止。接下來則是針對(duì)基本組件進(jìn)行學(xué)科（機(jī)械、電氣、軟件）相關(guān)的詳細(xì)設(shè)計(jì)，最后則是單組件調(diào)試和聯(lián)合調(diào)試，以滿足系統(tǒng)需求和性能指標(biāo)。采用如圖 2-2 的 V 型設(shè)計(jì)方法實(shí)現(xiàn)。

向下的方法對(duì)該系統(tǒng)進(jìn)行安全需求分析。2.1 基于 3+1 SysML 視圖模型機(jī)電設(shè)備設(shè)計(jì)方法機(jī)電設(shè)備傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法中將涉及機(jī)電設(shè)備的學(xué)科都分開設(shè)計(jì)，這樣的設(shè)計(jì)方法沒有綜合考慮各學(xué)科的交互，使得機(jī)電設(shè)備可靠性和安全性較差。Thramboulidis K[27]等學(xué)者提出一種面向機(jī)電設(shè)備、基于 3+1SysML[28]視圖模型的設(shè)計(jì)方法。其中“1”指機(jī)電設(shè)備系統(tǒng)設(shè)計(jì)視圖模型，“3”則分別指機(jī)械、電氣和軟件視圖設(shè)計(jì)模型，如圖 2-1 所示。Thramboulidis K 提出機(jī)電設(shè)備（MTS）系統(tǒng)設(shè)計(jì)概念，認(rèn)為該階段應(yīng)綜合考慮系統(tǒng)需求（功能和非功能需求），并由此設(shè)計(jì)系統(tǒng)的“抽象”架構(gòu)。系統(tǒng)抽象架構(gòu)由機(jī)電設(shè)備組件（MTCS）組成，而這些組件又可以進(jìn)一步劃分粒度更細(xì)的組件，如此迭代一直到不可分割的基本組件（primitiveMTC）為止。接下來則是針對(duì)基本組件進(jìn)行學(xué)科（機(jī)械、電氣、軟件）相關(guān)的詳細(xì)設(shè)計(jì)，最后則是單組件調(diào)試和聯(lián)合調(diào)試，以滿足系統(tǒng)需求和性能指標(biāo)。采用如圖 2-2 的 V 型設(shè)計(jì)方法實(shí)現(xiàn)。

科 技 大 學(xué) 碩 士 學(xué) 位 論統(tǒng)進(jìn)行初步危害分析（PHA），得出安全需求，此時(shí)可能涉及系統(tǒng)的功能需求，或者是系統(tǒng)所需滿足的統(tǒng)組件設(shè)計(jì)階段的危害是根據(jù)具體方案分析的，即此害分析進(jìn)行安全方案設(shè)計(jì)，并進(jìn)行組件、系統(tǒng)聯(lián)合文采用改進(jìn)的 3+1 視圖模型設(shè)計(jì)方法對(duì)安全系統(tǒng)進(jìn)加入系統(tǒng)故障分析，以滿足固體顆粒物料裝袋系統(tǒng)廣
【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2873916