安全仪表系统的功能安全设计

针对安全仪表系统（SIS）的产品开发,分析了应用于石化领域的安全仪表系统的基本特性、冗余结构和常见产品类型。在介绍IEC 61508标准的基础上,提出了安全仪表系统产品开发过程中整体安全生命周期、产品硬件及安全相关软件的功能安全设计方法;最后以SIL2级压力变送器为例,着重阐述了SIS系统结构设计和故障诊断覆盖要求。     

铁路移频信号处理方法研究

提出一种基于数字信号处理技术的识别轨道绝缘节点和解调低频信息的方法,用于LKJ-N列车监控记录装置校正计算前方信号机距离和提供行车指示。首先分析了目前国内使用较为广泛的UM71、ZPW2000、国内移频等轨道信号制式,并针对这些信号制式给出识别轨道绝缘节的详细方法,并利用MATLAB进行算法的仿真与验证。同时以TI公司的32位DSPTMS320F2801为数据采集和处理核心设计硬件电路,实现信号的解调、频谱分析等功能。系统采用模块级冗余、双总线冗余设计,保证系统可靠性。该系统已于2012年2月通过铁道部技术鉴定,并在昆明等路局试用,运行平稳可靠。     

基于ARM的模拟量输入模块安全设计

根据IEC61508对可编程逻辑器件功能安全的要求,提出基于ARM的模拟量输入模块的安全设计。介绍该设计使用的诊断技术及其实现方法。该设计使用2块ARM分别用于工作和检测,具有较高的诊断覆盖率,符合IEC61508关于安全完整性的要求,适用于SIL3/SIL4的安全系统。     

基于相电流梯度法的开关磁阻电动机间接位置检测

介绍了一种适用于开关磁阻电动机的间接位置检测系统方案。理论分析得知，通过检测相电流梯度可以识别电感上升的转折点,从而实现间接位置检测。以DSP芯片TMS320F2407为核心构建实验系统．并研究实验系统中遇到的问题，说明了这种方法的特点和适用范围。     

车载信息存储和在线更新设计

设计一种新型列车监控装置的车载信息管理方法。利用在线可编程的NOR FLASH保存车载信息,以可移动海量存储设备为中介,通过双冗余CAN通信网络,使显示器和控制器具有同步在线更新及管理列车运行基础数据的功能。测试结果表明,该方法能提高列车监控装置运行的可靠性及列车数据管理的安全性。     

一种高可用性的冗余工业实时以太网设计

研究提出了一种自适应双以太网冗余方案。在以太网报文的用户数据区设计了报文时间标签。利用时间标签,采用时间优先法处理冗余报文,实现了具有零故障恢复时间的双网冗余传输通信,提高了系统的实时性;节点利用网络诊断报文建立并维护网络状态映射表,可映射网络中其他节点的故障状况;并根据报文的重要性将其进行分类,次要报文在网络状态良好时在双网上分散传输,有效地降低了网络的通信负荷。实验证明,通过以上方法可有效提高网络的可用性和安全性。     

基于孤立森林-控制图与多特征联合的滚动轴承异常状态检测

为保证滚动轴承异常状态检测的及时性并降低虚警率，提出了一种基于孤立森林的多指标改进CUSUM异常检测方法(IF-CUSUM)。首先，对轴承原始振动序列进行小波去噪；然后，基于孤立森林算法去除振动序列的离群点；最后，结合RMS和峭度等指标设计阈值分配方案，给出异常状态检测判定依据。通过60组不同振动演化规律、脉冲强度和噪声等级的滚动轴承故障仿真数据以及FEMTO-ST轴承数据集进行算法验证，结果表明，与基于单一RMS指标、峭度指标的异常检测算法相比，IF-CUSUM算法能较早地检测出滚动轴承运行过程中的异常点，虚警率较低，整体性能和鲁棒性较好。