二取一带诊断表决逻辑1oo2D-基于5g的矿区无人驾驶运输--北航（余贵珍）

3.2 一取一带诊断表决逻辑1oo1D 该结构由一个普通通道和一个诊断通道构成。 如图4所示。 图4 1oo1D表决结构图 可靠性框图如图5所示。 注： λDU为未检测到的危险失效率（下同） 图5 1oo1D可靠性框图 假定不考虑诊断测试间隔的影响（以下同）， 其要求时平均失效率PFDavg简化计算公式为： 可见由于带有诊断通路，不但系统的可靠性得 以提高，而且能通过自诊断检测出发生故障的元件， 向系统或操作员报警，通知工厂相关人员及时对故障 元件进行维修，保障系统的整体安全。 3.3 二取一表决逻辑1oo2 据标准GB/T20438，1oo2结构为两个并联的通道 构成，无论哪一个通道都能处理安全功能。如图6所 示。 可靠性框图如图7所示。 考虑共同原因失效影响，引入共因失效因子β （分析计算方法参见标准GB/T20438.6），其要求时 平均失效率PFDavg为： 若检验测试时间间隔足够短，那么非共因失效 部分 的数量级将远小于 共因部分 ，上式可近似为： 若两通道采用相同的结构，即λD1=λD2=λD，则 可见由于系统采取了冗余结构（二取一结 构），能有效地抵御危险失效的发生。由于采用的是 失电停车，通过将两个PLC单元串联起来，如果一个 单元故障发生了危险失效，但由于系统或操作人员不 知道，它将仍有假性正常输出，而另一个单元仍然可 以检测到故障，发出命令使系统进入安全状态，起到 保护作用。从公式可以看出，此时共同原因失效成为 系统发生失效的关键因素，在实际设计过程中应尽量 避免。总的来说系统安全性较好，但可用性差。 3.4 二取一带诊断表决逻辑1oo2D 1oo2D结构中有4个通道，其中包括两个诊断电 路通道。1oo2D结构由双重1oo1D系统并联接线，每 个诊断电路通道，不仅受到自身所在电路单元的控 制，同时也受到另外一个冗余电路单元的控制。正常 工作期间，在发生安全功能之前，两个通道都要求安 全功能。如果任一通道中诊断测试检测到一个故障， 则将采用输出表决，因此整个输出状态则按照另一通 道给出的输出状态。如果诊断测试在两个通道同时检 测到故障、或者检测到两个通道间存在差异时，输出 （2） （1） 图6 1oo2表决结构图 注：λCC为共因失效部分（下同） 图7 1oo2可靠性框图 （3）