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        2021 IAS展
        控制系統

        皮爾磁:GB/T 16855.1——確定PL及CCF

          2021年03月31日  

          通過之前皮爾磁的GB/T16855.1標準解讀的內容連載,相信大家已經了解到了如何確定類別、如何確定平均危險失效間隔時間MTTFD以及如何確定平均診斷覆蓋率DCavg等知識。有了這些積累,就可以確定安全控制系統中安全功能的性能等級PL了。

          “子系統的概念”

          實現安全功能的安全控制系統通常由不同的子系統組成。這些子系統采用不同的技術和/或實現不同的類別/性能等級。

          如下圖一,這是一個實現安全聯鎖功能的安全控制系統,由安全輸入子系統、安全邏輯子系統和安全輸出子系統三部分組成,宜分別確定每一個子系統的PFHD。

          一般有兩種情況:

          1. 子系統直接給出PFHD的值,可以直接使用。如圖一中的安全邏輯子系統(安全繼電器),就可以通過該產品的技術手冊,直接查到PFHD的值。

          2. 對于未直接給出PFHD值的子系統,如圖一中的安全輸入子系統(兩個安全聯鎖開關)和安全輸出子系統(兩個接觸器),宜根據每一個子系統中確定的類別、MTTFD、DCavg來確定該子系統的PFHD(參見GB/T 16855.1-2018中附錄K)。

          圖一

          將所有子系統的PFHD數值相加,通過求和得出整體PFHtotal的相關數值;

          式中:

          N——安全功能所使用子系統的數量,以圖一為列,N為3

          PFHDi——第i個子系統的平均每小時危險失效概率

          得出總的PFHtotal的值后,對照下表,就可以得出對應的性能等級PL。

          在確定PL的同時,如果使用類別2及以上的結構,還需要考慮共因失效。

          共因失效 (common cause failure),縮寫為CCF,是由單一事件引發的不同產品的失效,這些失效不互為因果。共因失效為冗余安全控制系統兩個通道都發生的因相同原因造成的相關危險失效。GB/T 16855.1-2018中附錄F中提出了一個包含8種重要防范措施的檢查清單。這8種措施分別被賦予了5~25不等的分值:

          l 不同通道的信號路徑之間的物理分離/隔離(15分)

          l 采用不同的技術/設計或物理原則(20分)

          l 防止可能發生的過電壓、過電流、過壓力、過熱等(15分)以及使用經驗證的元件(5分)

          l 開發過程中進行失效模式和影響分析(5分)

          l 就CCF的原因和后果,對設計者/維護者進行培訓(5分)

          l 防止污染(機械或流體系統)以及電磁干擾(電氣系統)觸發共因失效(25分)

          l 防止不利環境條件觸發共因失效(10分)

          對于上面提到的8種措施,每種措施的得分只能得滿分或零分,即使是部分滿足某種措施,該措施對應的得分也為零?;诖嗽瓌t計算出安全控制系統防止CCF的措施得分。

          足夠防止CCF(共因失效)的措施要求最低得分為65分。

          在實現PL≥PLr的基礎上,CCF適用時其得分大于等于65分,實現安全功能的安全控制系統的設計,才符合GB/T 16855.1或ISO 13849-1的要求。

        標簽:皮爾磁  我要反饋
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