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1、第6讲摇安全相关产品的硬件实现(三)摇谢亚莲,等“功能安全产品实现技术冶系列讲座第6讲摇安全相关产品的硬件实现(三)Chapter遇摇ImplementationoftheHardwareforSafety鄄relatedProducts:Part31,21,2谢亚莲摇郭摇栋12(上海工业自动化仪表研究院,上海摇200233;上海仪器仪表自控检验测试所功能安全中心,上海摇200233)摘摇要:判断安全相关产品的硬件设计是否达到硬件安全完整性等级的要求,就需要量化随机失效的影响。为了达到量化随机失效影响的目的,介绍了针对安全相关产品的失效率
2、预计和PFD/PFH的计算方法。关键词:安全相关产品摇硬件安全完整性摇可靠性预计摇共因失效摇PFD中图分类号:TP202摇摇摇摇文献标志码:AAbstract:Todeterminethehardwaredesignofsafety鄄relatedproductmeetstherequirementsofhardwaresafetyintegritylevel,weneedtoquantifytheimpactofrandomfailures.Inordertoachievethepurposeofquantifyingtheimpact
3、ofrandomfailures,introducedthereliabilitypredictionmetbodandPFD/PFHcalculationmethodforsafety鄄relatedproducts.Keywords:Safety鄄relatedproducts摇Hardwaresafetyintegrity摇Reliabilityprediction摇CommoncausefailureProbabilityofdangerousfailureondemand均危险失效频度(PFH),则首先需获得组成安全相0摇引言关
4、产品并参与执行安全功能的所有元器件的失效安全相关产品的硬件实现过程已在上两讲中作了率。然后将功能模块的失效率按失效对所执行的安部分描述,这个过程从编制产品设计要求规范开始,然全功能的影响划分为安全失效、可诊断的危险失效后进入安全相关产品的硬件设计。该设计过程包含满和不可诊断的危险失效。足硬件安全完整性要求、系统安全完整性要求以及检失效率预计基于电子元器件的失效概率分布为指测到故障时对系统(产品)的行为的要求的硬件设计。数分布,用以估算元器件在产品有效寿命期间的失完整的安全相关产品的硬件实现还包括安全确认计划效率。的编制、安全确认试验、功能
5、安全评估以及每一阶段的我们可采用以下方法进行失效率预计:验证,这部分内容本讲不作讲述。淤分析产品结构;在这一讲中,我们主要细化量化随机失效的影响于选择合适的可靠性预计手册;这一过程,详细讲述元器件的失效率预计和PFD/PFH盂确定各种环境应力条件。(要求时的平均危险失效概率/每小时危险失效概率)目前在国际、国内获得公认并广泛采用的可靠性的计算。预计手册以及每种可靠性预计手册采用的可靠性预计模型及各模型的特点、适用范围如表1所示。1摇失效率预计功能安全最早兴起于欧洲,在功能安全领域通对元器件进行失效率预计就是可靠性预计。要常采用西门子公司的
6、元器件预计手册SN29500。计算安全相关产品要求时危险失效概率(PFD)或平SN29500给出各元器件在基础温度、功率、电压、电流等基础应力条件下的基础失效率姿,然后根据规b修改稿收到日期:2013-10-14。定的工作和负载条件计算该元器件的失效率姿:姿=第一作者谢亚莲(1966-),女,1991年毕业于上海机械学院可靠性技姿伊仔伊仔伊仔…,所以元器件的失效率与质量等级、术专业,获硕士学位,高级工程师;主要从事可靠性技术和功能安全技术bTQU的研究。温度应力、电压、电流、功率等有关。92PROCESSAUTOMATIONINSTRUM
7、ENTATIONVol郾34No郾11November2013第6讲摇安全相关产品的硬件实现(三)摇谢亚莲,等表1摇各种可靠性预计方法特征的比较Tab.1摇Comparisonofthefeaturesofvariouspredictionmethodsforreliability可靠性预计手册应摇用说摇明适用产品MIL鄄HDBK鄄217F提供了元器件计数和元器件应力预计法的失效率1995年版本的数据手册。一些元器件的预计失效军品摇摇数据和应力模型,预计的环境温度范围为0~率比实际效果差。125益2006版以软件方式面世。Telcordi
8、aSR332提供了三种预计方法,这三种方法组合了元器件计最新SR332Issue2为2006年版本,预计的环境温民品摇摇BellcoreTR332数法、试验室测试数据和现场数据跟踪。度范围限制
