功能安全技术和应用知识讲座第二讲 功能安全实现

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1、功能安全技术和应用知识讲座第二讲功能安全实现　　功能安全是用与安全有关的功能能够实现的概率，来保障安全的实现。安全相关功能的失效处于完全监测之下，一旦安全相关功能失效，使被保护对象不至发生伤害事件，或至少降低伤害事件的严重性。本期“专家讲座”主要从6方面介绍安全相关系统。安全是将风险控制在可容忍风险之下。功能安全是用与安全有关的功能能够实现的概率，来保障安全的实现。安全的实现，以安全相关功能的概率实现来保障；同时，安全相关功能的失效处于完全监测之下，并且即使其失效，被保护对象也不至发生伤害事件，或至少降低伤害事件的严重性。这样的思想方法，

2、需要有一个机制来贯彻执行，这样的机制即安全相关系统。按照标准，安全相关系统（safety-relatedsystem）应满足两项要求：执行要求的安全功能，达到或保持受控设备的安全状态；自身或与其他安全相关系统、其他风险降低措施一道，达到要求的安全功能所需的安全完整性。我们可以从以下6方面了解安全相关系统。安全相关系统的作用7安全相关系统是用其自身的能力，或与其他安全相关系统一起，达到必要的风险降低量，以满足所要求的可容忍风险。也就是说，当发现风险大于可容忍风险时，使用安全相关系统把风险降下来，直至降低到可容忍风险以下。而降低风险的方法包括

3、两个方面：降低危险事件发生的概率，即：安全相关系统一旦执行其安全功能，则危险事件发生的概率小于一个预期的数值；被用来减轻危险事件的影响，即：通过减轻后果的办法来降低风险。一个安全相关系统也可能同时具有上述两个组合功能。安全相关系统的工作方式安全相关系统是在探测到可导致危险事件的情况时，采取适当的动作，使被保护对象进入安全状态，防止伤害事件的发生。有一点要非常重视，即：安全相关系统的失效，必须被包括在导致危害的事件中。其含义是一旦安全相关系统失效，要能够被探测到，并应采取适当的动作，使被保护对象进入安全状态。任何功能都有可能失效，安全功能也

4、不例外，虽然我们采取了诸多技术和措施，来保障其失效率在一个目标值以下，但失效率仅意味着失效会以可知的概率，但在不可知的时间点发生。就好像一个1万年才可能发生一次的事件，可能就发生在你面前，而前后的9999年都不会发生。所以，安全相关系统既要保证其失效率小于预期的值，又要保证一旦其自身失效，被保护对象的相对安全。7每个安全相关系统都应是一道独立的安全防线，尽管可能与其他安全相关系统一道使用，并可能存在多条防线，但每个安全相关系统应仅靠其自身能力达到要求将风险降低。安全相关系统按其工作的状态，一般被分为安全相关控制系统和安全相关防护系统。安全

5、相关控制系统，是指安全相关系统要不断地以连续模式工作，才能保障被保护对象处于安全状态，连续模式涵盖了实现连续控制以保持功能安全的那些安全功能。在安全功能的危险失效事件中，如不采取其他的预防动作，即使没有进一步的失效，潜在危险也会发生。用较简明的话说，即：被保护对象的安全，是靠安全相关系统连续运行来保障的。一旦安全相关系统失效，被保护对象即处于不安全状态。安全相关防护系统，是指安全相关系统在正常情况下是处于待命状态的。在有危险时，响应过程条件或其他要求而采取一个规定动作，使被保护对象处于安全状态。在安全功能发生危险时，仅当发生失效事件时，才

6、会发生潜在危险。换句话说，只有在被保护对象发生危险事件，要求安全相关系统保护，而安全相关系统在此时也失效的境况下，才会出现安全问题。安全相关系统的存在方式7安全相关系统可以3种方式存在：第一种，安全相关系统与被保护对象是完全独立存在的，安全相关系统随时监测被保护对象，一旦发现问题，就立即实施保护动作。第二种，被保护对象本身就是安全相关系统，它能达到必要的风险降低，并满足对安全相关系统的所有要求。第三种，安全相关系统与被保护对象虽是分开的，但它们共用一个或一些组件，两者既相互独立又不充分独立。这三种方式都是在现实中存在的，也是允许的。在具体

7、实践中，我们推荐使用第一种方式，在不得已的情况下，再考虑使用另外两种方式。其中的原因很简单，就像老百姓的社会安全问题，需要警察来保证，但我们不能要求所有的老百姓都具有警察的能力，尤其是我们不能用管理警察的手段去管理老百姓。安全相关系统从设计到使用直至停止使用，都有严格的要求，对资源的占用也是十分可观的，所以应尽可能限制其范围。安全相关系统的技术基础安全相关系统可基于广泛的技术基础，包括电气、电子、可编程电子、液压、气动等。第一讲提到，“IEC61508”标准的名称是《E/E/PE安全相关系统的功能安全》，其中E/E/PE表示由电器（如电动

8、机、电器开关等）和/或电子（带有晶体管）和/或可编程电子（带有计算机功能，可编写并执行程序）的方式，来执行功能的系统。7这让人易产生误解，以为安全相关系统都是E/E/PE的。其实，安全相关系统