GB/T16855.1-確定系統類別對應的指定架構
http://m.sharifulalam.com 2020-09-29 11:22 來源：皮爾磁工業自動化（上海）有限公司
GB/T 16855.1是機械安全控制系統設計的重要標準，在前幾期和大家聊了識別安全功能、規范安全功能特征并確定所需的性能等級，接下來就可以進入具體的安全控制系統的設計環節了，確定系統類別（Category）對應的指定架構是設計環節中最重要的步驟之一。
類別（Category）：安全控制系統在防止故障能力以及故障條件下后續行為方面的分類，它通過系統的結構布置、故障檢測和/或部件可靠性來達到，也是決定安全控制系統性能等級的重要因素之一。安全控制系統的架構可以分為五個類別，分別是類別B、類別1、類別2、類別3和類別4。
l 類別B和類別1
類別B是基本類別，所有其它類別都必須滿足類別B的要求。類別B和類別1主要通過選擇和使用合適的元件實現故障耐受能力，發生一個故障就可使安全功能無效。由于使用了特殊元件和經驗證的安全原則，類別1的抗共因失效能力要高于類別B。
l 類別2、類別3和類別4
這三種類別主要通過結構措施實現更好的安全功能表現。
類別2的安全功能表現通常由技術測試設備（TE）通過自檢定期自動檢查。如果是在兩次檢測中間發生故障，那么安全功能就可能失敗。通過選擇適當的測試間隔，應用類別2可實現合適的風險減小。
類別3和類別4發生單一故障不會導致安全功能喪失。類別3和類別4是采用雙通道的冗余措施，在其中一個通道發生故障的情況下，安全控制系統依然可以執行安全功能，即為Fail-Safe（失效安全）。類別4以及在合理可行的情況下，類別3也能自動檢測到此類故障。另外，類別4還具備抵抗未檢測故障累積的能力。
由此可見，類別4的架構在安全控制系統中的故障耐受力更高，換句話說，采用類別4架構的安全控制系統更安全。有關類別的詳細規范，可參見GB/T 16855.1-2018中的6.2。
在實際設計過程中，類別的選擇取決于所要求的性能等級。通常來說，PLr=e，推薦采用類別4；PLr=d，推薦采用類別3；PLr=c，推薦采用類別2。
下圖中的控制系統是屬于類別幾？
上圖中安全控制系統所執行的是安全門聯鎖開關的安全功能，由輸入（安全門聯鎖開關）、邏輯（可編程安全模塊）、輸出（接觸器）構成。輸入部分采用兩個聯鎖開關，輸出部分采用兩個接觸器，輸入輸出都是雙通道的冗余構架，邏輯部分采用了最高可以達到類別4、PLe的可編程安全模塊。因此，這個安全控制系統的構架類別至少為類別3。由于輸入部分無法檢測兩個開關之間的短路故障（該故障不會導致安全功能丟失），因此該系統的構架類別只能夠達到類別3。
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