本文關(guān)鍵詞：雙三重冗余容錯(cuò)系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)和安全性研究

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【摘要】：安全儀表系統(tǒng)(Safety Instrument System, SIS)被廣泛應(yīng)用于石油化工、機(jī)械、鐵路等行業(yè)以提高控制安全水平。特別地,石化領(lǐng)域?qū)IS的安全性和可用性都提出了很高的要求,因?yàn)樗鼈兌寂c企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益密切相關(guān)。目前中國(guó)的SIS市場(chǎng)基本被國(guó)外產(chǎn)品占領(lǐng),這不利于我國(guó)產(chǎn)業(yè)戰(zhàn)略安全和經(jīng)濟(jì)發(fā)展效益。因此,基于石化領(lǐng)域,對(duì)SIS進(jìn)行研究具有重要意義。本文基于石化行業(yè)SIS,提出了一個(gè)雙三重冗余容錯(cuò)系統(tǒng)架構(gòu),并對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行了安全性研究。首先,采用了雙三重設(shè)計(jì)和冗余容錯(cuò)設(shè)計(jì)提升系統(tǒng)的安全性和可用性,提出雙機(jī)雙工工作方式解決了傳統(tǒng)安全儀表系統(tǒng)雙機(jī)熱備工作方式帶來的功能安全擾動(dòng)問題。然后,本文對(duì)冗余容錯(cuò)系統(tǒng)的安全性建模方法進(jìn)行了研究,綜合考慮了多種失效模式和多個(gè)安全影響因子,計(jì)算了系統(tǒng)的平均危險(xiǎn)失效率、平均安全失效率和平均可用率。接下來,提出了具有轉(zhuǎn)移狀態(tài)的馬爾可夫模型并將它與可靠性框圖結(jié)合起來對(duì)系統(tǒng)建模,極大地簡(jiǎn)化了建模過程而且能動(dòng)態(tài)反映系統(tǒng)所有安全性能。對(duì)這種建模方法進(jìn)行應(yīng)用拓展,解決了復(fù)雜冗余容錯(cuò)系統(tǒng)建模困難的問題。最后,用提出的安全性建模方法對(duì)雙三重冗余容錯(cuò)系統(tǒng)進(jìn)行安全性建模和分析,并將該系統(tǒng)的安全性能和典型冗余容錯(cuò)系統(tǒng)進(jìn)行對(duì)比。結(jié)果表明,雙三重冗余容錯(cuò)系統(tǒng)能滿足石化領(lǐng)域要求的安全完整性等級(jí),并且比典型冗余容錯(cuò)系統(tǒng)具有更好的可用性。本文的冗余容錯(cuò)系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)權(quán)衡了安全性和可用性,對(duì)提高石化生產(chǎn)的安全水平和效率具有積極意義。此外,本文的安全性研究方法可用于計(jì)算SIS的可靠性數(shù)據(jù)和安全完整性等級(jí),也能為SIS的設(shè)計(jì)和改進(jìn)提供參考,具有較高的工程價(jià)值。
【關(guān)鍵詞】：雙三重架構(gòu)設(shè)計(jì) 安全完整性等級(jí) 冗余容錯(cuò)設(shè)計(jì) 多失效模式分析 雙機(jī)系統(tǒng)安全性建模
【學(xué)位授予單位】：浙江大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：X913;TP302.8
【目錄】：

• 致謝4-5
• 摘要5-6
• ABSTRACT6-13
• 1 緒論13-24
• 1.1 研究背景和意義13-16
• 1.2 研究目標(biāo)16-17
• 1.2.1 冗余容錯(cuò)系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)16
• 1.2.2 冗余容錯(cuò)系統(tǒng)安全性研究16-17
• 1.3 研究現(xiàn)狀17-22
• 1.3.1 國(guó)外冗余容錯(cuò)系統(tǒng)研究現(xiàn)狀17-20
• 1.3.2 國(guó)內(nèi)冗余容錯(cuò)系統(tǒng)研究現(xiàn)狀20-22
• 1.3.3 安全性建模方法研究現(xiàn)狀22
• 1.4 研究?jī)?nèi)容和論文安排22-24
• 2 雙三重冗余容錯(cuò)系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)24-45
• 2.1 引言24-26
• 2.2 雙三重冗余結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)26-34
• 2.2.1 常用的冗余結(jié)構(gòu)分析26-30
• 2.2.2 雙三重冗余結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)30-34
• 2.3 雙三重冗余容錯(cuò)系統(tǒng)架構(gòu)的冗余性設(shè)計(jì)和容錯(cuò)性設(shè)計(jì)34-37
• 2.3.1 冗余性設(shè)計(jì)34-36
• 2.3.2 容錯(cuò)性設(shè)計(jì)36-37
• 2.4 雙三重冗余容錯(cuò)系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)37-44
• 2.4.1 典型冗余容錯(cuò)系統(tǒng)架構(gòu)分析37-39
• 2.4.2 雙三重冗余容錯(cuò)系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)39-44
• 2.5 本章小結(jié)44-45
• 3 雙三重冗余容錯(cuò)系統(tǒng)安全性建模方法研究45-69
• 3.1 引言45-46
• 3.2 安全影響因子和安全性指標(biāo)的確定46-49
• 3.2.1 安全影響因子的確定46-48
• 3.2.2 安全性指標(biāo)的確定48-49
• 3.3 雙三重冗余容錯(cuò)系統(tǒng)安全性建模研究49-67
• 3.3.1 常用的安全性建模方法分析49-52
• 3.3.2 雙三重冗余容錯(cuò)系統(tǒng)的安全性建模52-65
• 3.3.3 方法應(yīng)用的拓展分析65-67
• 3.4 本章小結(jié)67-69
• 4 雙三重冗余容錯(cuò)系統(tǒng)安全性能分析69-86
• 4.1 引言69-70
• 4.2 典型冗余容錯(cuò)系統(tǒng)的安全性建模和計(jì)算70-74
• 4.2.1 三重冗余容錯(cuò)系統(tǒng)建模及安全性指標(biāo)計(jì)算70-71
• 4.2.2 四取二冗余容錯(cuò)系統(tǒng)的建模及安全性指標(biāo)計(jì)算71-74
• 4.3 安全性能仿真與對(duì)比分析74-85
• 4.4 本章小結(jié)85-86
• 5 總結(jié)與展望86-89
• 5.1 本文工作總結(jié)86-88
• 5.2 研究工作展望88-89
• 參考文獻(xiàn)89-93

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：795777