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EN 954-1 和 EN/ISO 13849-1（下）
點(diǎn)擊次數(shù)：2602 發(fā)布時(shí)間：2012-5-21
EN 954-1 和 EN/ISO 13849-1（下）
等級(jí)B要求與安全功能有關(guān)的控制電路在設(shè)計(jì)、選擇和組裝過程中必須使用符合基本安全準(zhǔn)則和有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的安全開關(guān)電器。安全控制電路要能夠承受預(yù)期的運(yùn)行強(qiáng)度，能夠承受運(yùn)行過程中工作介質(zhì)的影響和相關(guān)外部環(huán)境的影響。等級(jí)B是zui基本的等級(jí)，其他等級(jí)都必須滿足等級(jí)B的要求。
與等級(jí)B相比，等級(jí)1要求使用成熟的元器件，即在相似的應(yīng)用領(lǐng)域有過廣泛和成功的使用，或是根據(jù)可靠的安全標(biāo)準(zhǔn)制造的元器件，以及使用成熟的技術(shù)等級(jí)2除了要符合等級(jí)1的要求外，還必須要做到在機(jī)器的控制系統(tǒng)中能夠?qū)Π踩刂葡到y(tǒng)進(jìn)行測(cè)試，在機(jī)器啟動(dòng)時(shí)和在危險(xiǎn)狀態(tài)出現(xiàn)前，必須對(duì)安全功能進(jìn)行測(cè)試。在滿足等級(jí)1的要求的基礎(chǔ)上，等級(jí)3zui主要的要求是當(dāng)安全控制系統(tǒng)中的一個(gè)元器件出現(xiàn)故障時(shí)，不會(huì)導(dǎo)致安全功能失效。一些但不是所有故障都可以被檢測(cè)出來，一個(gè)累計(jì)的故障會(huì)導(dǎo)致安全功能失效。
等級(jí)4為zui高安全控制等級(jí)。在符合等級(jí)1要求的同時(shí)，還要求安全控制系統(tǒng)中一個(gè)元器件的故障不會(huì)引起安全功能失效，而且故障能在下一次安全功能起作用時(shí)被識(shí)別出來，如果無法識(shí)別，要求多個(gè)故障的積累不會(huì)引起安全功能的失效。在實(shí)際應(yīng)用中，等級(jí)2很少使用。因?yàn)樵诘燃?jí)2中，安全保護(hù)功能如果在兩次測(cè)試之間出現(xiàn)故障，系統(tǒng)將無法檢測(cè)到，從而有可能在安全保護(hù)功能失效時(shí)導(dǎo)致機(jī)械的損壞或人身傷害事故的發(fā)生。并且，等級(jí)2的控制系統(tǒng)中的輸入和輸出電路沒有采用冗余的設(shè)計(jì)。在IEC 61508標(biāo)準(zhǔn)中，規(guī)定在所有與安全相關(guān)的電子部件中應(yīng)有冗余的設(shè)計(jì)，以求在線纜或器件損壞的時(shí)候只發(fā)生“安全”故障，這可以依靠系統(tǒng)冗余設(shè)計(jì)，而不是只依靠器件的可靠性來實(shí)現(xiàn)。所以大多數(shù)的工業(yè)機(jī)械都應(yīng)使用等級(jí)3或等級(jí)4的安全控制系統(tǒng)，特別是對(duì)一些極其危險(xiǎn)的工業(yè)機(jī)械，如切紙機(jī)械、沖壓機(jī)械、注塑機(jī)械等，必須使用等級(jí)4的安全保護(hù)措施。
在該控制系統(tǒng)中，急停按鈕S1采用雙通道的冗余輸入；安全模塊使用了一個(gè)可以達(dá)到安全等級(jí)4級(jí)的安全繼電器；輸出則采用了2個(gè)強(qiáng)制斷開結(jié)構(gòu)的交流接觸器K1M和K2M的冗余控制，并且這2個(gè)接觸器的常閉觸點(diǎn)作為反饋信號(hào)接入安全繼電器，用以檢測(cè)其故障情況。輸入和輸出的冗余控制，符合標(biāo)準(zhǔn)IEC 61508和歐洲標(biāo)準(zhǔn)EN 60204中對(duì)控制電路和控制功能的要求――采用冗余技術(shù)?？刂颇K使用了特殊結(jié)構(gòu)的安全繼電器。不同于輔助回路中的普通中間繼電器，安全繼電器甚至在內(nèi)部出現(xiàn)觸點(diǎn)焊死的故障情況下，也能夠把電源安全的從負(fù)載斷開。同時(shí)通過內(nèi)部冗余、強(qiáng)制斷開觸點(diǎn)的結(jié)構(gòu)、以及自檢測(cè)等功能，檢測(cè)內(nèi)部電路和外部輸入和輸出控制回路的故障情況。
根據(jù)EN 954-1進(jìn)行安全控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，在傳感器、邏輯控制元件和觸發(fā)裝置這個(gè)安全鏈中，對(duì)于邏輯控制元件的要求zui高。如果系統(tǒng)的安全等級(jí)要求為4級(jí)，除了考慮系統(tǒng)的構(gòu)架之外，還必須選擇通過認(rèn)證公司認(rèn)證的安全等級(jí)為4級(jí)的邏輯控制元件。而對(duì)于傳感器和觸發(fā)裝置，只要求是可靠的、長期通過市場(chǎng)驗(yàn)證的產(chǎn)品，沒有任何參數(shù)指標(biāo)上的限定。
這樣一種安全控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方式有一定的缺陷。假設(shè)有A和B兩套一樣的安全控制系統(tǒng)，采用同樣的安全傳感器、邏輯控制元件和觸發(fā)裝置。安全傳感器的動(dòng)作，通過邏輯控制元件會(huì)帶動(dòng)觸發(fā)裝置。如果A套系統(tǒng)的工作負(fù)荷較高。一天內(nèi)安全傳感器需要數(shù)操動(dòng)100次。根據(jù)設(shè)定邏輯，邏輯控制元件和觸發(fā)裝置也需要操動(dòng)100次。而B系統(tǒng)的工作負(fù)荷較低，一天內(nèi)安全傳感器只需要操動(dòng)一次。我們可以想象，在高強(qiáng)度的使用負(fù)荷下，A系統(tǒng)的安全生命周期比B系統(tǒng)短?；蛘呖梢哉f，在一定的時(shí)間段內(nèi)，A系統(tǒng)出現(xiàn)故障的概率要比B系統(tǒng)高。但是根據(jù)EN 954-1，這兩個(gè)系統(tǒng)可以達(dá)到一樣的安全等級(jí)。所以EN 954-1需要被更新和優(yōu)化。