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潛心聊標(biāo)準(zhǔn)之GB/T 16855.1-確定系統(tǒng)類別對(duì)應(yīng)的指定架構(gòu)

發(fā)表時(shí)間：2021-08-07　次數(shù)：328　作者：PILZ

GB/T 16855.1是機(jī)械安全控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的重要標(biāo)準(zhǔn)，在前幾期和大家聊了識(shí)別安全功能、規(guī)范安全功能特征并確定所需的性能等級(jí)，接下來(lái)就可以進(jìn)入具體的安全控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)了，確定系統(tǒng)類別（Category）對(duì)應(yīng)的指定架構(gòu)是設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)中最重要的步驟之一。

類別（Category）：

安全控制系統(tǒng)在防止故障能力以及故障條件下后續(xù)行為方面的分類，它通過(guò)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)布置、故障檢測(cè)和/或部件可靠性來(lái)達(dá)到，也是決定安全控制系統(tǒng)性能等級(jí)的重要因素之一。安全控制系統(tǒng)的架構(gòu)可以分為五個(gè)類別，分別是類別B、類別1、類別2、類別3和類別4。

● 類別B和類別1

類別B是基本類別，所有其它類別都必須滿足類別B的要求。類別B和類別1主要通過(guò)選擇和使用合適的元件實(shí)現(xiàn)故障耐受能力，發(fā)生一個(gè)故障就可使安全功能無(wú)效。由于使用了特殊元件和經(jīng)驗(yàn)證的安全原則，類別1的抗共因失效能力要高于類別B。

● 類別2、類別3和類別4

這三種類別主要通過(guò)結(jié)構(gòu)措施實(shí)現(xiàn)更好的安全功能表現(xiàn)。

類別2的安全功能表現(xiàn)通常由技術(shù)測(cè)試設(shè)備（TE）通過(guò)自檢定期自動(dòng)檢查。如果是在兩次檢測(cè)中間發(fā)生故障，那么安全功能就可能失敗。通過(guò)選擇適當(dāng)?shù)臏y(cè)試間隔，應(yīng)用類別2可實(shí)現(xiàn)合適的風(fēng)險(xiǎn)減小。

類別3和類別4發(fā)生單一故障不會(huì)導(dǎo)致安全功能喪失。類別3和類別4是采用雙通道的冗余措施，在其中一個(gè)通道發(fā)生故障的情況下，安全控制系統(tǒng)依然可以執(zhí)行安全功能，即為Fail-Safe（失效安全）。類別4以及在合理可行的情況下，類別3也能自動(dòng)檢測(cè)到此類故障。另外，類別4還具備抵抗未檢測(cè)故障累積的能力。

PILZ

由此可見(jiàn)，類別4的架構(gòu)在安全控制系統(tǒng)中的故障耐受力更高，換句話說(shuō)，采用類別4架構(gòu)的安全控制系統(tǒng)更安全。有關(guān)類別的詳細(xì)規(guī)范，可參見(jiàn)GB/T 16855.1-2018中的6.2。

在實(shí)際設(shè)計(jì)過(guò)程中，類別的選擇取決于所要求的性能等級(jí)。通常來(lái)說(shuō)，PL_r=e，推薦采用類別4；PL_r=d，推薦采用類別3；PL_r=c，推薦采用類別2。

考考你

你知道下圖中的控制系統(tǒng)是屬于類別幾嗎？

點(diǎn)擊空白處查看答案

上圖中安全控制系統(tǒng)所執(zhí)行的是安全門(mén)聯(lián)鎖開(kāi)關(guān)的安全功能，由輸入（安全門(mén)聯(lián)鎖開(kāi)關(guān)）、邏輯（可編程安全模塊）、輸出（接觸器）構(gòu)成。輸入部分采用兩個(gè)聯(lián)鎖開(kāi)關(guān)，輸出部分采用兩個(gè)接觸器，輸入輸出都是雙通道的冗余構(gòu)架，邏輯部分采用了最高可以達(dá)到類別4、PLe的可編程安全模塊。因此，這個(gè)安全控制系統(tǒng)的構(gòu)架類別至少為類別3。由于輸入部分無(wú)法檢測(cè)兩個(gè)開(kāi)關(guān)之間的短路故障（該故障不會(huì)導(dǎo)致安全功能丟失），因此該系統(tǒng)的構(gòu)架類別只能夠達(dá)到類別3。

本期聊完了控制系統(tǒng)類別，下期會(huì)給大家?guī)?lái)如何確定MTTFd，DC和CCF，感興趣的朋友不要錯(cuò)過(guò)喲。

To Be Continued