[논문]안전무결성을 달성하기 위한 FMEDA 분석 기반 PESSRAE 설계

허제호; 김기봉; 정기현; 안석찬

doi:10.14372/iemek.2022.17.3.157

안전무결성을 달성하기 위한 FMEDA 분석 기반 PESSRAE 설계
Design of PESSRAE To Achieve Safety Integrity With FMEDA Analysis 원문보기

대한임베디드공학회논문지 = IEMEK Journal of embedded systems and applications, v.17 no.3, 2022년, pp.157 - 165

허제호 (KTL) , 김기봉 (SERA S.E) , 정기현 (Ajou University) , 안석찬 (KTL)

Abstract ▼ AI-Helper

As the number of the installed escalators in Korea continues to increase, the accident rate is also increasing. Therefore, it would be necessary to proactively secure safety. PESSRAE is a controller that implements safety functions as electric/electronic/programmable electronic devices to respond to risks that may occur in escalators. Safety Integrity Level (SIL) is assigned to the safety functions of PESSRAE and it must be verified that the quantitative target value according to the SIL level is satisfied. In this paper, the initial PESSRAE is analyzed using the FMEDA (Failure Mode, Effects and Diagnostic Analysis), which is a quantitative safety analysis method, and design improvement specifications are derived from the analysis in order to satisfy the quantitative target values. Based on the derived design specifications, the improved PESSRAE controller was manufactured. And the appropriateness of the design was verified experimentally in a testbed environment simulating the real environment.

주제어

표/그림 (15)

그림 그림 1. 하드웨어 안전무결성 구성 Fig. 1. Hardware Safety Integrity
표 표 1. 구조적 제약 달성 방안 Table 1. Architectural Constraints
그림 그림 2. 하드웨어 우발고장 분류 [10] Fig. 2. Random Hardware Failure Category
표 표 2. 시간당 위험 고장률 (PFH_D) 목표값 [11] Table 2. Target Failure Rate for PFH_D
그림 그림 3. 초기 개념 회로도 Fig. 3. Initial Conceptual Electronic Circuit
표 표 3. RL6 안전릴레이 고장 분류 Table 3. Failure Mode of RL6
그림 그림 4. 초기 설계 FMEDA 분석 결과 Fig. 4. Random Hardware Failure Category
그림 그림 5. 설계 개선 후 회로도 개념 Fig. 5. Conceptual Electronic Circuit After Improvement
표 표 4. 설계 수정 방안 비교 Table 4. Comparison among design solution
그림 그림 6. 개선된 설계 FMEDA 결과 Fig. 6. Refined FMEDA for Redesigned PESSRAE
그림 그림 7. 개선후 FMEDA 비교 Fig. 7. Comparing the result of FMEDA after improvement
표 표 5. 개선결과 Table 5. Refined FMEDA Results
그림 그림 8. 설계 변경된 PESSRAE Fig. 8. Re-designed PESSRAE
그림 그림 9. 시험환경 Fig. 9. Test Environments
그림 그림 10. PESSRAE 테스트 결과 (a) 과속검출 안전기능시험 결과 (b) ENC 신호 비교 진단기능 시험 결과 (c) 안전릴레이 피드백 모니터링 진단기능 오류주입 (d) 오류주입 시험 후, 에러 발생 확인 결과 Fig. 10. Test results for PESSRAE (a) Safety Function Test Result (b) ENC signal comparison diagnostic Test Result (c) Relay Feedback Monitoring diagnostic Test (d) Test result of (c)

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