標準解讀

《GB/T 16855.1-2008 機械安全 控制系統(tǒng)有關安全部件 第1部分:設計通則》相比于《GB/T 16855.1-2005 機械安全 控制系統(tǒng)有關安全部件 第1部分:設計通則》,主要在以下幾個方面進行了調整和更新:

  1. 術語和定義:2008版標準對一些關鍵術語和定義進行了修訂或新增,以更準確地反映當前機械安全控制領域的技術發(fā)展和國際共識,提高了標準的適用性和準確性。

  2. 安全要求:更新了關于控制系統(tǒng)安全部件的設計原則和安全要求,強化了對風險評估和降低措施的要求,確??刂葡到y(tǒng)能夠有效預防或控制潛在的危險,提升機械操作的安全性。

  3. 技術內容細化:在功能安全、可靠性設計、故障檢測與響應機制等方面,2008版標準提供了更為詳細的技術指導和要求,幫助制造商在設計階段就能充分考慮并實施有效的安全控制策略。

  4. 國際標準接軌:此次修訂更加緊密地對接國際標準,如ISO 13849系列標準,提升了中國標準與國際安全標準的一致性,便于國際貿易和技術交流,同時也促進了國內機械產品安全性能的國際認可度。

  5. 適用范圍調整:雖然兩版標準都聚焦于機械安全控制系統(tǒng)中的安全部件設計,但2008版可能根據(jù)技術進步和行業(yè)需求,微調了適用范圍或明確了特定類型機械的特殊考慮,以增強標準的針對性和實用性。

  6. 可驗證性和可追溯性:增加了對設計過程中文檔記錄、測試驗證方法以及產品全生命周期可追溯性的要求,確保安全設計的有效實施和后續(xù)維護、檢查的便利性。


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  • 2008-08-25 頒布
  • 2009-04-01 實施
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GB/T 16855.1-2008機械安全控制系統(tǒng)有關安全部件第1部分:設計通則_第1頁
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文檔簡介

犐犆犛13.110

犑09

中華人民共和國國家標準

犌犅/犜16855.1—2008/犐犛犗138491:2006

代替GB/T16855.1—2005

機械安全控制系統(tǒng)有關安全部件

第1部分:設計通則

犛犪犳犲狋狔狅犳犿犪犮犺犻狀犲狉狔—犛犪犳犲狋狔狉犲犾犪狋犲犱狆犪狉狋狊狅犳犮狅狀狋狉狅犾狊狔狊狋犲犿狊—

犘犪狉狋1:犌犲狀犲狉犪犾狆狉犻狀犮犻狆犾犲狊犳狅狉犱犲狊犻犵狀

(ISO138491:2006,IDT)

20080825發(fā)布20090401實施

中華人民共和國國家質量監(jiān)督檢驗檢疫總局

發(fā)布

中國國家標準化管理委員會

犌犅/犜16855.1—2008/犐犛犗138491:2006

目次

前言!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!Ⅲ

引言!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!Ⅳ

1范圍!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!1

2規(guī)范性引用文件!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!1

3術語、定義、符號和縮寫!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!1

4設計方面的考慮!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!7

4.1設計中的安全目標!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!7

4.2風險減小策略!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!8

4.3確定所需的性能等級(PLr)!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!10

4.4SRP/CS的設計!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!10

4.5所需的性能等級PL的估計及其與SIL的關系!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!11

4.6軟件的安全要求!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!15

4.7檢驗達到的PL是否滿足PLr!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!18

4.8設計的人類功效學方面!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!18

5安全功能!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!18

5.1安全功能技術規(guī)范!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!18

5.2安全功能詳述!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!20

6類別以及與DCavg、CCF和每個通道MTTFd的關系!!!!!!!!!!!!!!!!!!22

6.1一般要求!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!22

6.2類別規(guī)范!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!22

6.3用于實現(xiàn)全部PL的SRP/CS組合!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!27

7故障考慮和故障排除!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!28

7.1概述!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!28

7.2故障考慮!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!28

7.3故障排除!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!28

8確認!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!29

9維護!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!29

10技術文件!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!29

11使用信息!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!29

附錄A(資料性附錄)要求的性能等級(PLr)的確定!!!!!!!!!!!!!!!!!!!31

附錄B(資料性附錄)模塊法和有關安全的模塊圖!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!33

附錄C(資料性附錄)單個元件MTTFd值的計算或估計!!!!!!!!!!!!!!!!!34

附錄D(資料性附錄)估計每個通道MTTFd的簡化方法!!!!!!!!!!!!!!!!!40

附錄E(資料性附錄)對功能和模塊的診斷覆蓋率(DC)的估計!!!!!!!!!!!!!!42

附錄F(資料性附錄)共因失效(CCF)的估計!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!44

附錄G(資料性附錄)系統(tǒng)性失效!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!46

附錄H(資料性附錄)控制系統(tǒng)有關安全部件組合的示例!!!!!!!!!!!!!!!!!48

犌犅/犜16855.1—2008/犐犛犗138491:2006

附錄I(資料性附錄)示例!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!50

附錄J(資料性附錄)軟件!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!55

附錄K(資料性附錄)圖5的數(shù)值表示!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!57

參考文獻!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!59

犌犅/犜16855.1—2008/犐犛犗138491:2006

前言

GB/T16855《機械安全控制系統(tǒng)有關安全部件》由以下3部分組成:

———第1部分:設計通則;

———第2部分:確認;

———第100部分:GB/T16855.1的應用指南。

本部分是GB/T16855的第1部分。

本部分等同采用ISO138491:2006《機械安全控制系統(tǒng)有關安全部件第1部分:設計通則》(英

文版)。

本部分等同翻譯ISO138491:2006。為便于使用,本部分做了下列編輯性修改:

———刪除了國際標準的前言并按照我國標準的要求重新起草了前言;

———用“本部分”代替“ISO13849的本部分”;

———用小數(shù)點“.”代替作為小數(shù)點的逗號“,”;

———修改了規(guī)范性引用文件的導語;

———對ISO138491:2006引用的其他標準中,用已被等同采用為我國的標準代替對應的國際標

準,未被等同采用為我國標準的直接引用國際標準。

本部分代替GB/T16855.1—2005。與GB/T16855.1—2005相比,主要內容修改如下:

———增加了術語:性能等級(PL)、所需的性能等級(PLr)、診斷覆蓋率(DC)、平均危險失效時間

(MTTFd)、危險失效、共因失效、系統(tǒng)失效、傷害、危險、危險狀態(tài)、風險、遺留風險、風險評價、

風險分析、風險評定、機器的預定使用、可預見的誤用、安全功能、監(jiān)測、可編程電子系統(tǒng)、保護

措施、任務時間、檢測頻率、要求頻率、維修率、機器控制系統(tǒng)、安全完整性等級、有限可變語言、

全可變語言、應用軟件、嵌入式系統(tǒng);

———刪除了術語:控制系統(tǒng)安全性、控制系統(tǒng)安全功能;

———第4章中增加了確定所需的性能等級(4.3)、所達到的性能等級(PL)的估計及其與SIL的關

系(4.5)、軟件的安全要求(4.6)和檢驗所達到的PL是否滿足PLr的要求(4.7);

———第6章內容增加了類別與DCavg、CCF和每個通道MTTFd的關系;

———將原標準中的第10章細分為技術文件(第10章)和使用信息(第11章)兩章;

———修改了附錄A、附錄B、附錄C和附錄D,并增加了附錄E、附錄F、附錄G、附錄H、附錄I、附錄J

和附錄K。

本部分的所有附錄均為資料性附錄。

本部分由全國機械安全標準化技術委員會(SAC/TC208)提出并歸口。

本部分起草單位:機械科學研究總院中機生產力促進中心。

本部分主要起草人:張曉飛、李勤、寧燕、富銳、付大為、張維、楊嶺、盛曉敏、程紅兵。

本部分所代替標準的歷次版本發(fā)布情況為:

———GB/T16855.1—1997、GB/T16855.1—2005。

犌犅/犜16855.1—2008/犐犛犗138491:2006

引言

機械安全標準的結構如下:

a)A類標準(基礎安全標準),給出適用于所有機械的基本概念、設計原則和一般特征。

b)B類標準(通用安全標準),涉及機械的一種安全特征或使用范圍較寬的一類安全防護裝置:

———B1類,特定的安全特征(如安全距離、表面溫度、噪聲等)標準;

———B2類,安全裝置(如雙手操縱裝置、聯(lián)鎖裝置、壓敏裝置、防護裝置)標準。

c)C類標準(機器安全標準),對一種特定的機器或一組機器規(guī)定出詳細的安全要求的標準。

依照GB/T15706.1中的規(guī)定,本部分屬于通用安全標準(B1類)。

對于按照C類標準設計和制造的機器,當C類標準中的條款與A類或B類標準中所述的條款不一

致時,優(yōu)先采用C類標準。

本部分的目的是在控制系統(tǒng)的設計和評價中給出對所涉及的控制系統(tǒng)的指南,并為正在準備制定

希望符合歐盟指令98/37/EC《機械指令》附錄I“基本安全要求”的B2類或C類標準的各技術委員會

(TC)提供指南。本部分不對符合其他歐盟指令給出具體指南。

作為機器全面風險減小策略的一部分,設計者通常愿意通過應用具有一種或多種安全功能的防護

裝置來達到某種程度的風險減小。

用于提供安全功能的機器控制系統(tǒng)部件稱為控制系統(tǒng)有關安全部件(SRP/CS),它們由硬件和軟

件組成,既可獨立于機器控制系統(tǒng),也可是與機器控制系統(tǒng)的組成部分。除了提供安全功能以外,SRP/

CS也能提供操作功能(例如:雙手操縱裝置作為過程啟動的一種手段)。

控制系統(tǒng)有關安全部件在預期條件下執(zhí)行安全功能的能力分為5級,稱之為性能等級(PL)。這些

性能等級由每小時發(fā)生危險失效的概率來定義(見表3)。

安全功能危險失效的概率取決于幾個因素,包括:軟硬件結構、故障檢測裝置的范圍[診斷覆蓋率

(DC)]、部件的可靠性[平均危險失效時間(MTTFd)、共因失效(CCF)]、設計流程、工作壓力、環(huán)境條件

和操作程序等。

為了幫助設計者對所達到的PL容易進行評價,本部分采用了根據(jù)故障條件下具體設計準則和具

體行為來進行結構分類的方法。這些類別分為5類,稱之為B類、1類、2類、3類和4類。

性能等級和類別適用于如下控制系統(tǒng)有關安全部件,例如:

———保護裝置(例如:雙手操縱裝置、聯(lián)鎖裝置)、電敏保護裝置(例如:光柵)、壓敏裝置;

———控制單元(例如:控制功能、數(shù)據(jù)處理、監(jiān)測等的邏輯單元);

———動力控制元件(例如:繼電器、閥門等)。

以及所有機械上執(zhí)行安全功能的控制系統(tǒng)———從簡單裝置(例如:小型廚房炊機具或自動門等)到

復雜制造業(yè)設備(例如:包裝機械、印刷機械、壓力機等)。

本部分的目的是提供明確的基礎用以評價應用SRP/CS(以及機器)的設計和性能,例如:第三方評

價、自我評價或獨立實驗室評價。

應用IEC62061和本部分時推薦的信息

IEC62061和本部分規(guī)定了設計和執(zhí)行機器控制系統(tǒng)有關安全部件的要求。根據(jù)這兩個標準的范

圍,采用其中任何一個標準都可假定滿足了相關的基本安全要求。表1概括了IEC62061和本部分的

范圍。

犌犅/犜16855.1—2008/犐犛犗138491:2006

表1犐犈犆62061和本部分的應用推薦

執(zhí)行有關安全控制功能的技術GB/T16855.1IEC62061

A非電,例如:液壓X沒有包括

B機電,例如:繼電器和(或)簡單電子器件限制在指定結構a內且最大為PL=e所有結構,最大為SIL3

C復雜電子器件,例如:可編程的限制在指定結構a內且最大為PL=d所有結構最大為SIL3

DA與B組合限制在指定結構a內且最大為PL=eXc

EC與B組合限制在指定結構內且最大為PL=d所有結構最大為SIL3

FC與A組合,或C與A、B組合XbXc

X表示此項由該欄標題中所示的標準處理。

a指定結構在6.2中規(guī)定,目的是給出量化性能等級的簡單方法。

b對于復雜電子器件:采用按照本部分的指定結構,且最大為PL=d,或者IEC62061中的任意結構。

c對于非電技術,采用本部分中的部件作為子系統(tǒng)。

犌犅/犜16855.1—2008/犐犛犗138491:2006

機械安全控制系統(tǒng)有關安全部件

第1部分:設計通則

1范圍

本部分提供了包括軟件設計在內的控制系統(tǒng)有關安全部件(SRP/CS)設計和集成的安全要求和指

導原則。對于這些SRP/CS的部件,本部分規(guī)定了包括執(zhí)行安全功能所需的性能等級在內的特征。本

部分適用于所有種類機械的SRP/CS,不管其采用的何種技術和能量(電、液壓、氣動、機械等)。

本部分未規(guī)定特殊應用中的安全功能或性能等級。

本部分提供了采用可編程電子系統(tǒng)的SRP/CS的具體要求。

本部分未提供設計SRP/CS的部件的具體要求。然而,可使用已給出的原則,例如:

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