發(fā)布日期：2023-02-01 20:41 瀏覽次數(shù)：
本文件給出了安全控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)迭代過程、設(shè)計(jì)準(zhǔn)備、設(shè)計(jì)實(shí)施以及確認(rèn)的指南。
本文件適用于GB/T 15706-2012界定的機(jī)械的安全控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及升級(jí)。
下列文件中的內(nèi)容通過文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，僅該日期對(duì)應(yīng)的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本文件。
GB/T 15706-2012 機(jī)械安全 設(shè)計(jì)通則 風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估與風(fēng)險(xiǎn)減小
GB/T 16855.1-2018 機(jī)械安全 控制系統(tǒng)安全相關(guān)部件 第1部分：設(shè)計(jì)通則
GB/T 15706-2012和GB/T 16855.1-2018界定的以及下列術(shù)語(yǔ)和定義適用于本文件。
3.1
安全控制系統(tǒng) safety control system
執(zhí)行規(guī)定的安全功能，以控制或維持某一受控設(shè)備的安全狀態(tài)，并通過其自身或其他控制系統(tǒng)，以及外部風(fēng)險(xiǎn)減小措施而實(shí)現(xiàn)所需性能等級(jí)（PLr）的特定控制系統(tǒng)。
3.2
平均危險(xiǎn)失效周期數(shù) mean cycles to dangerous failure
B10D
直到10％的元件發(fā)生危險(xiǎn)失效時(shí)的平均循環(huán)次數(shù)。
注：元件通常指機(jī)械元件、機(jī)電元件、氣動(dòng)元件或液壓元件。
下列縮略語(yǔ)適用于本文件。
AOPD：有源光電保護(hù)裝置（Active Optoelectronic Protective Device）
CCF：共因失效（Common Cause Failure）
DC：診斷覆蓋率（Diagnostic Coverage）
FMEA：失效模式及影響分析（Failure Mode and Effects Analysis）
MTTFn：平均危險(xiǎn)失效間隔時(shí)間（Mean Time to Dangerous Failure）
PFHD：每小時(shí)平均危險(xiǎn)失效概率（Average Probability of Dangerous Failure Per Hour）
PL：性能等級(jí)（Performance Level）
RFID：射頻識(shí)別（Radio Frequency IDentification）
SF：安全功能（Safety Function）
SRASW：安全相關(guān)應(yīng)用軟件（Safety-related Application Software）
SRESW：安全相關(guān)嵌入式軟件（Safety-related Embedded Software）
SRP/CS：控制系統(tǒng)安全相關(guān)部件（Safety-related Part of a Control System）
安全控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和確認(rèn)宜充分考慮GB/T 15706-2012中圖1的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方法和GB/T 16855.1-2018中圖1給出的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估/風(fēng)險(xiǎn)減小概況，并按本文件的圖1所示流程實(shí)現(xiàn)其預(yù)定安全功能。
圖1 安全控制系統(tǒng)的迭代設(shè)計(jì)過程
6.1 風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估
在設(shè)計(jì)安全控制系統(tǒng)之前，宜對(duì)機(jī)械進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估。如果風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估結(jié)果發(fā)現(xiàn)存在不可接受的風(fēng)險(xiǎn)，宜通過GB/T 15706-2012中圖1給出的風(fēng)險(xiǎn)減小過程迭代三步法消除危險(xiǎn)或者盡可能減小風(fēng)險(xiǎn)。通常，只有在通過安全防護(hù)措施無(wú)法經(jīng)濟(jì)合理地減小風(fēng)險(xiǎn)的情況下，才可以通過使用信息（包括組織措施）減小風(fēng)險(xiǎn)。因此，在大多數(shù)情況下宜采用安全防護(hù)措施減小風(fēng)險(xiǎn)，而安全控制系統(tǒng)是實(shí)現(xiàn)風(fēng)險(xiǎn)減小的重要措施之一。
注：風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估和風(fēng)險(xiǎn)減小的策略見GB/T 15706-2012。
6.2 識(shí)別安全功能
通過安全控制系統(tǒng)進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)減小的起點(diǎn)是識(shí)別安全功能，即定義由安全控制系統(tǒng)執(zhí)行的一個(gè)或多個(gè)安全功能（SF），以實(shí)現(xiàn)風(fēng)險(xiǎn)減小。識(shí)別安全功能的主要目的就是確定通過控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的保護(hù)措施。通過控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的保護(hù)措施，即為進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)減小的安全功能。例如，聯(lián)鎖裝置可實(shí)現(xiàn)安全聯(lián)鎖這一個(gè)安全功能，但不帶聯(lián)鎖裝置的活動(dòng)式防護(hù)裝置無(wú)法實(shí)現(xiàn)這一安全功能。
6.3 規(guī)定安全功能的特征
宜根據(jù)應(yīng)用場(chǎng)合和具體危險(xiǎn)規(guī)定安全功能需具備的特征。例如，如果存在拋射物，采用光幕就不合適，可以采用活動(dòng)式防護(hù)裝置。如果C類標(biāo)準(zhǔn)沒有相關(guān)規(guī)定，安全功能可由機(jī)器設(shè)計(jì)者定義，如：
a）運(yùn)動(dòng)的受控停止以及在靜止位置宜使用固定抱閘；
b）防止軸/氣缸在設(shè)定模式下掉落；
c）人員進(jìn)入機(jī)械臂危險(xiǎn)區(qū)之前機(jī)械臂能主動(dòng)降速；
d）防止人員被困；
e）人員操作壓力機(jī)時(shí)，如有其他人員在危險(xiǎn)區(qū)內(nèi)，通過光幕檢測(cè)來阻止壓力機(jī)危險(xiǎn)運(yùn)動(dòng)的觸發(fā)。
表1根據(jù)GB/T 16855.1-2018的表8對(duì)主要安全功能進(jìn)行了總結(jié)，并增加了各種可能應(yīng)用的示例。
表1 典型安全功能及應(yīng)用示例
安全功能 | 應(yīng)用示例 |
由安全防護(hù)裝置觸發(fā)的安全相關(guān)停止功能 | 由安全轉(zhuǎn)矩關(guān)斷（STO）、安全停止1（SS1）或安全停止2（SS2）響應(yīng)防護(hù)裝置的觸發(fā) |
手動(dòng)復(fù)位功能 | 確認(rèn)已離開防護(hù)裝置保護(hù)區(qū)域 |
啟動(dòng)／重啟功能 | 帶啟動(dòng)功能的聯(lián)鎖防護(hù)裝置允許重啟 |
本地控制功能 | 從危險(xiǎn)區(qū)內(nèi)的某個(gè)位置控制機(jī)器運(yùn)動(dòng) |
抑制功能 | 保護(hù)裝置臨時(shí)性暫停，如材料輸送過程中 |
保持-運(yùn)行功能 | 從危險(xiǎn)區(qū)內(nèi)的某個(gè)位置控制機(jī)器運(yùn)動(dòng)，如設(shè)定過程中 |
防止意外啟動(dòng) | 操作者在危險(xiǎn)區(qū)進(jìn)行人為干預(yù) |
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