Адекватность решения на ПЛИС Опции

[_Anton_]

Добрый день коллеги!
Немного предыстории..
Занимаюсь проектированием АСУ на промышленных контроллерах сименс, шнайдер, омрон вполне успешно, но что-то стало скучнова-то. Вот и решил поэкспериментировать с оптимизацией инженерных решений.
Довольно давно и постоянно упираюсь в дну и туже проблему. Нет у мировых производителей промышленных контроллеров дублированных/резервированных решений (резервирование как минимум ЦПУ) для не больших задач. Небольшие это например управление дизелем, мощным компрессором и т.д. Все готовые решения это системы "великаны" с количеством входов/выходов от 32тысяч да и ценник сразу на оборудование от 500т.р. И я прекрасно понимаю немцев, французов... и прочих умных людей - нет смысла дублировать для маленькой системы (экономически не эффективно это.) Вот и возникла идея на базе ПЛИС реализовать простейшее устройство в 3-х канальном исполнении (взять 3 обвязанные ПЛИСены), дальше выходы собрать по логике 2 из 3-х и получить тем самым повышение уровня надежности за счет мажорирования.
Задача:
Для примера взял алгоритм управления 4-х ступенчатым компрессором. В реальной жизни схему управления можно собрать и на 48 реле, но больно уж это все не "элегантно" да и следуя моей идее хочется иметь 3 канала и 2из3-х на выходе...
Алгоритм управления мне очень знакомый, на входе схемы управления должны быть дискретные датчики о давлении воздуха, масла, температуре, охлаждающей жидкости, кнопки и дистанционные команды управления - всего 15 шт, на выходе управляемые клапана, пускатели, разные лампочки - тоже до 15 штук. Открыл изучаемый ранее в университете квартус (хотя изучали макс+) и обнаружил, что вопросы программирования ПЛИС под мою задачу решаются за 1,5 дня на VHDLе (пара делителей частоты для описания логики таймеров, фильтры дребезга для входов, и простейший ступенчатый алгоритм запуска, останова и защит), наверняка моя задача довольно простая...
Двигаюсь дальше по аппаратной реализации (платы разводил еще в универе, так- побаловаться) читаю о способах развязки выходных ножек, синхронизации, устойчивости к ЭМС.
Вопрос:
1. Подскажите где найти примеры гальванической развязки входов выходов максимально устойчивые к ЭМС помехам (простейшие схемы с транзисторами понятны, с питанием тоже уже разобрался).
2.Подскажите где найти рекомендации по тестирования оборудования, конкретнее ищу требования к технологическому прогону, тряске, работе в среде с повышенной влажностью и температурой, может есть какие-то стандарты позволяющие организовать испытания по надежности/ресурсу (например с использованием в качестве эффектов старения температуру.....).
3. Ну конечно интересует общее мнение об идее 2 из 3-х и применимости ПЛИС в решении подобных задач с простейшим ступенчатым алгоритмом (понимаю что все преимущества ПЛИС типа скорости здесь не используются, но очень хотелось именно аппаратное решение типа CPLD).

Всем спасибо за мнения и потраченное время на чтение мыслей!

[_Anton_]

Внутри сименса промышленного контроллеров Infineon http://s7detali.narod.ru/S7_312/S7-312_66.JPG
В модулях ввода вывода в качестве гр неизвестные элементы http://s7detali.narod.ru/SM321/6ES7321-1LB00-0AA0_DI32_3.jpg
За ГОСТы спасибо, то что нужно!
По надежности асу где-то валялись отчеты tuv там отказ кип+исполнительный механизмов порядка 75 процентов остальное автоматика...( укрупненно)
Да хочу менять целиком один канал, разбираться в отказе элемента на плате смысла не вижу...
Цена цпу пром контроллера у сименса от 1000 евро, а как только обвяжешь входами выходами так ценник значительно подрастет, вот и вопрос, что в итоге дешевле окажется....

Разбивать вопрос наверное стоит когда есть конкретность, а у меня только идеи с минимумом проработок. Здесь хотелось только услышать мнение бывалых об идее!!! За что огромное вам спасибо!

[iosifk]

Разбивать вопрос наверное стоит когда есть конкретность, а у меня только идеи с минимумом проработок. Здесь хотелось только услышать мнение бывалых об идее!!! За что огромное вам спасибо!

Хорошее слово "надежность"... Вот только что под ним понимается? Отработать несколько суток без отказа? Или круглосуточно непрерывно хотя бы месяц?
Постройте график и увидите, что мажоритар - это не панацея. Особенно для второго случая.
Ну или хотя бы для разминки почитайте у меня на сайте "Записки Инженера".
И насколько я помню, TI делает троированные микросхемы процессоров. Названия их не помню, но если поищите, то найдете...
На сладкое... Даже если сделаете супер-надежный вычислитель, не важно на чем, на ПЛИС, микроконтроллерах или на реле, то все равно останутся еще два каскада - узел выбора правильного значения из 3-х поступающих.
И выходной каскад. И вот в нем вся загвоздка. Пробьет транзистор и что? У Вас исполнительный механизм тоже троированный? А если нет, то как?
Для начала найдите программку и посчитайте надежность каскадов. Раньше был такой документ - карта режимов. Вот с нее и начните. Найдите MTBF для микросхем... Ну и т.д. А уж голословные рассуждения - это для чайников. "Вот бы мне сделать..." - не так не получится...