目前,現(xiàn)場總線技術(shù)在控制領(lǐng)域已十分普及。在滿足基本功能的前提下,實際應(yīng)用中又對總線的功能安全提出了要求。我國國產(chǎn)總線系統(tǒng)本身相比現(xiàn)有成熟總線系統(tǒng)尚有差距,而現(xiàn)今總線產(chǎn)品又受到功能安全指標(biāo)的限制,因此對國產(chǎn)現(xiàn)場總線進行功能安全研究刻不容緩。本文以課題"數(shù)控系統(tǒng)現(xiàn)場總線安全關(guān)鍵技術(shù)及產(chǎn)品研發(fā)"為依托,以山東大學(xué)具有自主知識產(chǎn)權(quán)的EtherMAC總線為研究對象,結(jié)合功能安全標(biāo)準(zhǔn)IEC 61508,以數(shù)控送料機床為應(yīng)用對象,設(shè)計了基于EtherMAC總線的的功能安全I/O從站。本文的主要研究內(nèi)容分別有:數(shù)控送料機床功能安全需求分析,針對數(shù)控送料機床功能安全I/O從站功能實現(xiàn)及安全需求進行安全協(xié)議與底層硬件設(shè)計,后期功能安全評估及功能測試。首先,本文由功能安全的發(fā)展現(xiàn)狀出發(fā),介紹了現(xiàn)發(fā)展階段功能安全的相關(guān)的設(shè)計概念、設(shè)計方法、評估計算方法。又介紹了目前具有功能安全技術(shù)的現(xiàn)場總線,分析了現(xiàn)有國產(chǎn)現(xiàn)場總線的不足,以此闡述了本文研究內(nèi)容的意義。本文基于EtherMAC總線的功能安全I/O從站設(shè)計應(yīng)用對象為數(shù)控送料機床,所以在深入研究功能安全系列標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上,分析了數(shù)控送料機床的工作環(huán)境及安全需求。采用... 

【文章頁數(shù)】：88 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
    1.1 課題的背景及意義
    1.2 功能安全技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀
        1.2.1 功能安全相關(guān)概念與體系
        1.2.2 整體安全生命周期設(shè)計方法
        1.2.3 功能安全評估方法
    1.3 功能安全總線技術(shù)研究現(xiàn)狀
        1.3.1 國外研究現(xiàn)狀
        1.3.2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀
    1.4 主要研究內(nèi)容
第2章 功能安全I/O從站需求分析
    2.1 從站功能及應(yīng)用環(huán)境分析
        2.1.1 從站功能分析
        2.1.2 應(yīng)用環(huán)境需求分析
    2.2 安全指標(biāo)分配
        2.2.1 SIL指標(biāo)評估方法
        2.2.2 系統(tǒng)整體安全完整性分析
        2.2.3 從站安全完整性等級分配
    2.3 本章小結(jié)
第3章 功能安全I/O從站安全協(xié)議設(shè)計
    3.1 EtherMAC通信機制研究
        3.1.1 網(wǎng)絡(luò)模型
        3.1.2 拓撲結(jié)構(gòu)
        3.1.3 數(shù)據(jù)幀格式
    3.2 安全報文設(shè)計
    3.3 通信故障處理機制設(shè)計
        3.3.1 數(shù)據(jù)重發(fā)機制
        3.3.2 錯誤閾值機制
        3.3.3 超時處理機制
    3.4 本章小結(jié)
第4章 功能安全I/O從站硬件設(shè)計
    4.1 功能安全I/O從站原理圖設(shè)計
        4.1.1 網(wǎng)絡(luò)模塊設(shè)計
        4.1.2 主控模塊設(shè)計
        4.1.3 I/O模塊設(shè)計
        4.1.4 電源模塊設(shè)計
    4.2 功能安全I/O從站電路板設(shè)計
        4.2.1 布局
        4.2.2 地線
        4.2.3 布線
    4.3 本章小結(jié)
第5章 安全評估及測試維護
    5.1 功能安全I/O從站FMEDA計算
    5.2 功能安全建模評估
        5.2.1 可靠性框圖模型分析
        5.2.2 故障樹模型分析
        5.2.3 Markov模型分析
        5.2.4 SIL等級評估
    5.3 測試維護
        5.3.1 功能測試
        5.3.2 安全計劃編制
    5.4 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻
攻讀碩士學(xué)位期間論文及科研情況
致謝
學(xué)位論文評閱及答辯情況表


【參考文獻】：
期刊論文
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碩士論文
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本文編號：3716873