1 范圍

      本文件給出了安全控制系統(tǒng)的設(shè)計迭代過程、設(shè)計準(zhǔn)備、設(shè)計實(shí)施以及確認(rèn)的指南。

      本文件適用于GB/T 15706-2012界定的機(jī)械的安全控制系統(tǒng)的設(shè)計及升級。

2 規(guī)范性引用文件

      下列文件中的內(nèi)容通過文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，僅該日期對應(yīng)的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本文件。

      GB/T 15706-2012 機(jī)械安全 設(shè)計通則 風(fēng)險評估與風(fēng)險減小

      GB/T 16855.1-2018 機(jī)械安全 控制系統(tǒng)安全相關(guān)部件 第1部分：設(shè)計通則

3 術(shù)語和定義

      GB/T 15706-2012和GB/T 16855.1-2018界定的以及下列術(shù)語和定義適用于本文件。

3.1

      安全控制系統(tǒng) safety control system

      執(zhí)行規(guī)定的安全功能，以控制或維持某一受控設(shè)備的安全狀態(tài)，并通過其自身或其他控制系統(tǒng)，以及外部風(fēng)險減小措施而實(shí)現(xiàn)所需性能等級（PL_r）的特定控制系統(tǒng)。

3.2

      平均危險失效周期數(shù) mean cycles to dangerous failure

      B10D

      直到10％的元件發(fā)生危險失效時的平均循環(huán)次數(shù)。

      注：元件通常指機(jī)械元件、機(jī)電元件、氣動元件或液壓元件。

4 縮略語

      下列縮略語適用于本文件。

      AOPD：有源光電保護(hù)裝置（Active Optoelectronic Protective Device）

      CCF：共因失效（Common Cause Failure）

      DC：診斷覆蓋率（Diagnostic Coverage）

      FMEA：失效模式及影響分析（Failure Mode and Effects Analysis）

      MTTFn：平均危險失效間隔時間（Mean Time to Dangerous Failure）

      PFHD：每小時平均危險失效概率（Average Probability of Dangerous Failure Per Hour）

      PL：性能等級（Performance Level）

      RFID：射頻識別（Radio Frequency IDentification）

      SF：安全功能（Safety Function）

      SRASW：安全相關(guān)應(yīng)用軟件（Safety-related Application Software）

      SRESW：安全相關(guān)嵌入式軟件（Safety-related Embedded Software）

      SRP/CS：控制系統(tǒng)安全相關(guān)部件（Safety-related Part of a Control System）

5 迭代設(shè)計過程

      安全控制系統(tǒng)的設(shè)計和確認(rèn)宜充分考慮GB/T 15706-2012中圖1的風(fēng)險評估方法和GB/T 16855.1-2018中圖1給出的風(fēng)險評估/風(fēng)險減小概況，并按本文件的圖1所示流程實(shí)現(xiàn)其預(yù)定安全功能。

圖1 安全控制系統(tǒng)的迭代設(shè)計過程

6 設(shè)計準(zhǔn)備

6.1 風(fēng)險評估

      在設(shè)計安全控制系統(tǒng)之前，宜對機(jī)械進(jìn)行風(fēng)險評估。如果風(fēng)險評估結(jié)果發(fā)現(xiàn)存在不可接受的風(fēng)險，宜通過GB/T 15706-2012中圖1給出的風(fēng)險減小過程迭代三步法消除危險或者盡可能減小風(fēng)險。通常，只有在通過安全防護(hù)措施無法經(jīng)濟(jì)合理地減小風(fēng)險的情況下，才可以通過使用信息（包括組織措施）減小風(fēng)險。因此，在大多數(shù)情況下宜采用安全防護(hù)措施減小風(fēng)險，而安全控制系統(tǒng)是實(shí)現(xiàn)風(fēng)險減小的重要措施之一。

      注：風(fēng)險評估和風(fēng)險減小的策略見GB/T 15706-2012。

6.2 識別安全功能

      通過安全控制系統(tǒng)進(jìn)行風(fēng)險減小的起點(diǎn)是識別安全功能，即定義由安全控制系統(tǒng)執(zhí)行的一個或多個安全功能（SF），以實(shí)現(xiàn)風(fēng)險減小。識別安全功能的主要目的就是確定通過控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的保護(hù)措施。通過控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的保護(hù)措施，即為進(jìn)行風(fēng)險減小的安全功能。例如，聯(lián)鎖裝置可實(shí)現(xiàn)安全聯(lián)鎖這一個安全功能，但不帶聯(lián)鎖裝置的活動式防護(hù)裝置無法實(shí)現(xiàn)這一安全功能。

6.3 規(guī)定安全功能的特征

      宜根據(jù)應(yīng)用場合和具體危險規(guī)定安全功能需具備的特征。例如，如果存在拋射物，采用光幕就不合適，可以采用活動式防護(hù)裝置。如果C類標(biāo)準(zhǔn)沒有相關(guān)規(guī)定，安全功能可由機(jī)器設(shè)計者定義，如：

      a）運(yùn)動的受控停止以及在靜止位置宜使用固定抱閘；

      b）防止軸/氣缸在設(shè)定模式下掉落；

      c）人員進(jìn)入機(jī)械臂危險區(qū)之前機(jī)械臂能主動降速；

      d）防止人員被困；

      e）人員操作壓力機(jī)時，如有其他人員在危險區(qū)內(nèi)，通過光幕檢測來阻止壓力機(jī)危險運(yùn)動的觸發(fā)。

      表1根據(jù)GB/T 16855.1-2018的表8對主要安全功能進(jìn)行了總結(jié)，并增加了各種可能應(yīng)用的示例。

表1 典型安全功能及應(yīng)用示例

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