[发明专利]阀口独立控制系统及其安全性能评估方法、装置

权利要求书

1.一种阀口独立控制系统的安全性能评估方法，其特征在于，包括以下步骤：

基于阀口独立控制系统的结构和四象限负载工况下不同工作模式，建立阀口独立控制系统的多个独立的故障树模型；

考虑阀口独立控制系统多模式特点，基于布尔代数运算将多个故障树模型合并简化；

考虑常规控制并增加故障诊断和主动容错控制，将简化后的故障树模型关联至 ISO13849 标准预定义的功能安全结构框图；

基于所述功能安全结构框图计算每个通道平均危险故障时间MTTF_d，确定安全结构类别，并基于阀口独立控制系统实际的安全评估参数评估阀口独立控制系统安全性能等级PL，其中，所述安全评估参数包括：诊断覆盖率DC、类别Cat.、每个通道平均危险故障时间MTTF_d，其中，所述通道包括：常规控制通道和容错控制通道。

2.根据权利要求1所述的阀口独立控制系统的安全性能评估方法，其特征在于，所述阀口独立控制系统包括：双三位三通比例方向阀构型和4个二位二通比例阀构型的多种回路构型，其中，建立阀口独立控制系统的多个独立的故障树模型，具体包括：

将所述阀口独立控制系统的安全功能所涉及的元件作为基础事件，并运用故障树分析法对系统不同工况下的安全性进行建模。

3.根据权利要求1所述的阀口独立控制系统的安全性能评估方法，其特征在于，基于布尔代数运算将多个故障树模型合并简化，具体包括：

基于故障树模型的最小割集，将故障树转化为等效的布尔方程，并通过布尔代数的规则得到简化后的故障树。

4.根据权利要求1所述的阀口独立控制系统的安全性能评估方法，其特征在于，考虑常规控制并增加故障诊断和主动容错控制，将简化后的故障树模型关联至 ISO 13849 标准预定义的功能安全结构框图，具体包括：

将所述故障树模型中与门等价于安全结构框图中并行排列；将所述故障树模型中或门等价于安全结构框图中串行排列；

将所述常规控制的阀口独立控制系统安全结构框图建立为单通道结构；

将增加所述故障诊断的阀口独立控制系统安全结构框图建立为单通道，且并联一个检测通道，所述检测通道不涉及元件；

将增加所述主动容错控制的阀口独立控制系统的主动容错控制与常规控制的通道并联，分析不同故障下阀口独立控制系统主动容错控制所涉及复用的非故障元件，将其作为并联容错控制通道包含的元件。

5.根据权利要求1所述的阀口独立控制系统的安全性能评估方法，其特征在于，所述安全结构框图中阀的平均危险故障时间MTTF_d取值参考ISO 13849-1附录C给出的液压元件给定值，或者依据元件制造商给出的平均危险故障时间MTTF_d，传感器元件的平均危险故障时间取值参考传感器制造商给出的平均危险故障时间MTTF_d。