随着现代工业生产的集中化和大型化，工业事故对生命、财产和环境造成的损害也越来越巨大，市场对安全控制系统的需求也越来越大。本文设计了基于1oo2D系统结构的安全控制系统模型。利用FPGA技术和BLVDS技术，在较少消耗MCU资源的前提下，完成了必要的安全功能。论文主要完成了以下工作：1)通过研究IEC61508标准中的安全控制系统的结构，设计了一种基于1oo2D结构的高性能安全控制系统模型，包括冗余电源模块、主控制模块、安全输入/输出模块和背板模块。2)将开放的ePLC技术与FPGA技术相融合实现主控制模块功能，设计了各模块的结构图，并给出了功能模块的关键电路的硬件实现。3）设计了一套完整的基于FPGA技术与BLVD技术的模块间可靠通信机制，做到FPGA对冗余模块，安全I/O模块数据的交互。对ePLC引擎进行了改写，增加了同步功能，实现了冗余主控制模块间的同步与诊断。4）通过实验验证了以FPGA技术与BLVDS技术实现的通信机制的高速可靠性。利用故障树(FTA)对安全控制系统进行了分析，参考GJB/Z299C电子设备可靠性预计手册与SINTEF数据库，依照IEC61508中的安全完整性等级标准评价了本系统的安全级别论文对于基于1oo2D系统结构的安全PLC做了一些尝试和探索，具有很好的应用前景，但有待于实际使用的验证。