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1、功能安全 －新标准理论和实践ENISO13849-1Agenda关于标准的当前状态ISO13849-1定义应用设计过程ISO13849-1和IEC62061的比较Agenda关于标准的当前状态ISO13849-1定义应用设计过程ISO13849-1和IEC62061的比较关于标准的当前状态安全标准－控制系统与安全相关部分EN954-1和机械指令相一致，用于CE认证应用在电气机械系统、水压系统……IEC61508和机械指令不一致定义了电子系统执行安全功能任务的需求反映了技术发展水平EN954-1存在的问题没有覆盖复杂的电子系统可编程电子系统μ
2、C单片机和ASICs系统的故障模式没有关注安全功能的复杂性没有涉及系统故障概率的要求安全等级划分不明确B1234关于标准的当前状态功能安全标准IEC61508:1999系统与安全相关的电气、电子、可编程电子系统E/E/PE的功能安全Generic:IndependentofApplicationEN954-1/-2:1996机器安全机器安全–控制系统与安全相关的部分ENISO13849-1:2007机器安全–控制系统与安全相关的部分(SRPCS)IEC/EN62061:2005机器安全–控制系统与安全相关的电气、电子、可编程电子系统E/E/
3、PE的功能安全机器安全协调标准为什么需要功能安全?过去，安全标准采取的是定性评估方法，但是现在：控制系统变得越来越复杂大多数的安全控制系统采用了复杂的零部件行业需要安全设计，以减少风险,降低伤害,保护—人、设备、加工材料……设计人员希望标准有利于应用，不要受标准的约束系统需求—减少系统故障监控系统的安全功能依赖于系统或设备在操作条件下正确的输入信号“功能安全“确保：在正常条件下在故障条件下安全功能不丧失！“功能安全”和“电气安全”是不同的！电气安全是保护免受触电关于标准的当前状态依赖于风险、故障概率的描述安全等级B,1,2,3,4安全等级确
4、定的和风险之间的关系不明确现在:SIL(SafetyIntegrityLevel)/PL(PerformanceLevel)是一种定性评估的方法明确了与风险之间的关系系统故障评估的方法B1234关于标准的当前状态功能安全标准DINENISO13849-1和2007年5月8日公报EC机械指令相一致将取代EN954-1，2009年12月29日将正式生效覆盖了气压系统、水压系统和机械安全控制系统至高性能PerformanceLevel等级“e”(类似于SIL(1～3)MTTFd、DC、CCFDINENISO13849-1Agenda关于标准的当前
5、状态ISO13849-1定义应用设计过程ISO13849-1和IEC62061的比较定义PerformanceLevel(PL)控制系统执行安全功能的能力,以每小时发生危险故障的概率表示10-410-53x10-610-610-710-8abcde低风险高风险定义PLDINENISO13849-1EN954-1B1423平均无危险故障时间：MTTFd系统诊断检测范围：DC共因故障预防与控制：CCFISOEN13849-1PLrabecd=+平均无危险故障时间MTTFdDINENISO13849-1lowmiddlehigh时间(年)100年
6、30年10年3年Source:BGIAreportNotacceptable定义平均无危险故障时间MTTFd是统计值,不是可以保证的寿命值分成3种等级:此值如果低于3,是不能接受的DINENISO13849-1MTTFd等级范围低3～10年中10～30年高30～100年定义系统诊断检测范围DC通过所有的在线测试和诊断结果辨认DC值来自于制造厂商或参见标准的表格附件E同样,也可以根据评估DINENISO13849-1DC等级DC值无DC<60%低60%≤DC<90%中90%≤DC<99%高99%≤DC定义系统诊断检测范围DC参考值DINENI
7、SO13849-1部件措施DC传感器通过改变输入信号，反复测试90%逻辑部件简单的定时监视，例如：看门狗监视60%输出部件直接监视，例如：停止监视99%继电器/接触器通过触点机械联动测试99%定义共因故障预防与控制CCF多结构通道,用于防止由于相同的原因导致的故障(CCF-commoncausefailures)此措施文件参见附件F表格DINENISO13849-1通道2故障通道1故障CCF定义CCF值计算DINENISO13849-1方法分值从物理上将信号通道隔开:配线隔开,PCB板上足够的空间,保证足够的爬电距离15采用不同的技术/设计
8、/物理特性,例如:第一个通道采用可编程电子系统,第二个通道采用硬接线20采用过电压保护,过电流保护,过压力保护措施15采用可靠的零部件5设计过程中考虑FMEA失效模式和影响分析,
