基于三重冗余的ETS控制系统设计及可靠性评估

针对汽轮机安全保护系统的高可靠度和高安全度要求,提出了基于三重化冗余容错技术的危急跳闸系统(ETS)设计方案。系统从输入模块、传输总线、主控制器到输出模块均采用硬件三重化无耦合设计。通过通道内自监测和通道间互监测及同步策略实现系统的故障处理与隔离。通过设立输入、输出数据表决面及H型结构硬件表决器表决面,根据可预设的表决适应方案使系统实现了二次故障工作、三次故障安全,以较少的余度实现较高的容错能力。考虑可修复条件下建立了系统的马尔可夫可靠性模型,并进行了系统的可靠度和安全度分析。仿真结果验证了该系统具有很高的可靠性和安全性。通过现场调试和长时间通电实验,验证了系统满足汽轮机组安全保护装置的要求。     

三重化冗余多机系统心跳检测机制研究

以汽轮机三重化冗余危急跳闸系统为对象,研究了用于多主多从结构高可靠系统的心跳故障检测机制。采用PUSH模式结合PULL模式的心跳检测方法,减小了系统的误判率;针对三重化冗余系统的特点,结合不同控制器节点在系统中起的作用,将系统通信模式设定为多主多从结构。采用分级心跳检测机制和把心跳信息融入系统周期性传输数据中的方法,减少了故障检测的通信开销。仿真及实际应用结果证明了该方法的有效性和可靠性。