農(nóng)林機械 電磁兼容性 第2部分：額外的EMC功能安全要求 征求意見稿

GB/T21398—202×/ISO14982-2：2021農(nóng)林機械電磁兼容性第2部分：額外的EMC功能安全要求本標準規(guī)定了由制造廠生產(chǎn)的拖拉機及各種移動式（包括手提式）農(nóng)林機械、園林機械的電磁兼容性評估的試驗方法和驗收標準。它在機械、ESA和單獨的ESA的功能安全方面規(guī)定了額外的EMC要求。本國際標準僅適用于按照ISO25119（或使用其他電子功能安全標準時的等效標準）進行風(fēng)險評估時大于或等于AgPLrb（或等效標準）的機器控制系統(tǒng)故障的功能。使用不符合ISO25119（或同等標準）的系統(tǒng)的機械無需對ISO14982的這一部分進行測試。旨在用于適用機械控制功能的電氣和電子元件或單獨ESA也由本國際標準處理。評估以下電磁干擾現(xiàn)象：——由各種場強和頻率的場外源輻射的電磁場；——各種場強和頻率的便攜式發(fā)射器（天線內(nèi)部/外部）輻射的電磁場；——電場（導(dǎo)線傳導(dǎo)電場——靜電放電。本標準不適用由公共輸電線直接提供低壓電流的機器。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。在出版時，所示版本是有效的。所有標準都會進行修訂，鼓勵基于本國際標準達成協(xié)議的各方研究應(yīng)用下列標準最新版本的可能性。IEC和ISO的成員維護當(dāng)前有效的國際標準的登記冊。ISO10605：2008道路車輛靜電放電引起的電氣干擾（Roadvehicles—Electricaldisturbancefromelectrostaticdischarge）ISO11451-1：2015道路車輛窄帶輻射的電磁能量產(chǎn)生的電子干擾車輛試驗方法第1部分：總則和術(shù)語（Electricaldisturbancesbynarrowbandradiatedelectromagneticenergy—Vehicletestmethods—Part1:Generalanddefinitions）ISO11451-2：2015道路車輛窄帶輻射的電磁能量產(chǎn)生的電子干擾車輛試驗方法第2部分：車外輻射源（Roadvehicles—Electricaldisturbancesbynarrowbandradiatedelectromagneticenergy—Vehicletestmethods—Part2:Of-vehicleradiationsource）ISO11451-3：2015道路車輛窄帶輻射的電磁能量產(chǎn)生的電子干擾車輛試驗方法第3部分：車載發(fā)射機仿真（Roadvehicles—Electricaldisturbancesbynarrowbandradiatedelectromagneticenergy—Vehicletestmethods—Part3:On-boardtransmittersimulation）ISO11451-4：2013道路車輛窄帶輻射的電磁能量產(chǎn)生的電子干擾車輛試驗方法第4部分：大電流注入（BCIRoadvehicles—Electricaldisturbancesbynarrowbandradiatedelectromagneticenergy2GB/T21398—202×/ISO14982-2：2021—Vehicletestmethods—Part4:Bulkcurrentinjection(BCI)）ISO11452-1：2015道路車輛窄帶輻射的電磁能量產(chǎn)生的電子干擾部件試驗方法第1部分：總則和術(shù)語（Roadvehicles—Electricaldisturbancesbynarrowbandradiatedelectromagneticenergy—Componenttestmethods—Part1:Generalanddefinitions）ISO11452-2：2019道路車輛窄帶輻射的電磁能量產(chǎn)生的電子干擾部件試驗方法第2部分：吸波屏蔽外殼（Roadvehicles—Electricaldisturbancesbynarrowbandradiatedelectromagneticenergy—Componenttestmethods—Part2:Absorber-linedchamber）ISO11452-3：2016道路車輛窄帶輻射電磁能引起的電氣干擾的部件試驗方法第3部分：橫向電磁（TEMRoadvehicles—Componenttestmethodsforelectricaldisturbancesfromnarrowbandradiatedelectromagneticenergy—Part3:TransverseElectromagnetic(TEM)Cell）ISO11452-4：2011道路車輛窄帶輻射電磁能引起的電氣干擾的部件試驗方法第4部分：線束激勵方法（Roadvehicles—Componenttestmethodsforelectricaldisturbancesfromnarrowbandradiatedelectromagneticenergy—Part4:Harnessexcitationmethods）ISO11452-5：2002道路車輛窄帶輻射的電磁能量產(chǎn)生的電子干擾部件試驗方法第5部分：微波帶狀線（Roadvehicles—Environmentalconditionsandtestingforelectricalandelectronicequipment,Part2:Electricalloads）ISO11452-9：2012道路車輛窄帶輻射電磁能引起的電氣干擾的部件試驗方法第9部分：便攜式發(fā)射機（Roadvehicles—Componenttestmethodsforelectricaldisturbancesfromnarrowbandradiatedelectromagneticenergy—Part9:Portabletransmitters）ISO13849-2：2012機械安全控制系統(tǒng)安全的相關(guān)部件第2部分：驗證（Safetyofmachinery–Safety-relatedpartsofcontrolsystems–Part2:Validation）ISO14982-1：2021農(nóng)林機械電磁兼容性第1部分：一般EMC要求（Agriculturalandforestrymachinery—Electromagneticcompatibility—Part1:GeneralEMCrequirements）ISO25119-1：2018農(nóng)林拖拉機和機械控制系統(tǒng)安全的相關(guān)部件第1部分：設(shè)計和開發(fā)的一般原則（Tractorsandmachineryforagricultureandforestry—Safety-relatedpartsofcontrolsystems—Part1:Generalprinciplesfordesignanddevelopment）ISO25119-2：2019農(nóng)林拖拉機和機械控制系統(tǒng)安全的相關(guān)部件第2部分：概念階段（Tractorsandmachineryforagricultureandforestry—Safety-relatedpartsofcontrolsystems—Part2:Conceptphase）ISO12100：2010機械安全設(shè)計的一般原則風(fēng)險評估與風(fēng)險降低（Safetyofmachinery--Generalprinciplesfordesign--Riskassessmentandriskreduction）3術(shù)語和定義ISO14982-1中給出的術(shù)語、定義和縮寫詞適用于本標準。4一般原則3GB/T21398—202×/ISO14982-2：2021機械和系統(tǒng)的功能安全在其他標準中有充分的描述，但是，沒有考慮與功能安全相關(guān)的EMC的影響。本文件中定義的EMC要求應(yīng)根據(jù)其對機器功能安全的影響進行評估，以代表所有重要的技術(shù)和已知此類現(xiàn)象的總體情況。因此，與這些EMC現(xiàn)象相關(guān)的性能參數(shù)代表了當(dāng)前普遍已知的實施的技術(shù)性能測量（幅度）。本國際標準的用戶應(yīng)按照第5章中的水平對所有功能進行測試，所有功能大于或等于ISO25119-2（或等效）中定義的AgPLr制造商或執(zhí)行轉(zhuǎn)換到ISO25119-1（或同等標準）中暗示的“安全狀態(tài)”。如果根據(jù)第5章使用分析或模擬作為測試的替代方法，則證明機器變?yōu)樯鲜龆x狀態(tài)之一的數(shù)據(jù)應(yīng)包含在本ISO標準的測試報告或符合性聲明中。對于ESA測試，需要確定被測設(shè)備的機器級抗擾故障行為，例如來自控制器的損壞信號可能導(dǎo)致失去制動或轉(zhuǎn)向。注：安全相關(guān)功能需要符合ISO14982-1和ISO14982-2。5EMC現(xiàn)象5.1一般要求隨著農(nóng)業(yè)和林業(yè)機械操作區(qū)域中電子設(shè)備的使用越來越多，需要確保為機械提供足夠的電磁干擾抗擾度。本標準中描述的電氣和高頻干擾是指由技術(shù)設(shè)備引起的電磁效應(yīng)（人為效應(yīng)）。這些影響通?？梢员徽J為是單一的，并且額外地定位并限制在定義的狹窄區(qū)域內(nèi)。雖然這些對機械的影響不能被認為是普遍的，但仍需要考慮它們對機械的影響。它們可能在具有不同電氣特性的大頻率范圍內(nèi)或通過傳導(dǎo)或輻射產(chǎn)生，然后通過傳導(dǎo)或輻射傳遞給其他電子電氣設(shè)備和系統(tǒng)。由機器內(nèi)部或外部的干擾源產(chǎn)生的窄帶（有時是寬帶）信號也可能在電子電氣系統(tǒng)中耦合，并影響電子電氣設(shè)備的正常功能。這些強烈的電磁干擾會導(dǎo)致系統(tǒng)性或“共因”故障。靜電放電與機器有關(guān)，因為控制元件可以放置在操作員站之外，接觸點可能會出現(xiàn)電位差。必須考慮電源接線中的瞬態(tài)傳導(dǎo)，因為機器可能包含開放系統(tǒng)，其中可以組合多個設(shè)備或組件以補充機器功能。本標準提供了有關(guān)目前已知的影響的種類和水平的信息?？紤]到機器可接受的可測試水平，并且在自愿進行測試的情況下，考慮到機器的獨特特性和操作參數(shù)，指示性的試驗方法和標準可以從這些數(shù)值中得出。然而，機器的功能并不能僅通過測試來評估。針對EMC現(xiàn)象的功能安全也可以通過在機器所在地和作業(yè)現(xiàn)場采取組織措施來實現(xiàn)。由于機械有多個可能由各種不同機器類型上可以使用的部件組成的系統(tǒng)，因此對于這些部件定義“電氣/電子子裝配體（ESA’s）或單獨技術(shù)單元”的方法可以適用于抗擾度和發(fā)射試驗方法。這使得這些部件在現(xiàn)有的實驗室設(shè)施中，由專門配備的屏蔽室組成，可以采用可比（或可替代）的試驗方法進行評估。在進行電氣/電子子裝配試驗時，需要考慮子裝配連接到機器的布線系統(tǒng)帶來的附加影響。電氣/電子/可編程電子系統(tǒng)，旨在用作ISO25119-1:2018中定義的機器控制系統(tǒng)的安全相關(guān)部分，具有預(yù)期功能的規(guī)范。電氣/電子/可編程電子系統(tǒng)的制造商有時不知道受干擾的功能是否會變得危險，因為這取決于將來在與整機安全相關(guān)的系統(tǒng)中的應(yīng)用。需要根據(jù)本標準進行測試，以便可以證明PES在該安全相關(guān)系統(tǒng)中的行為。以下子條款介紹了已知的技術(shù)上誘發(fā)的EMC現(xiàn)象并對其進行量化，指出它們在功能安全方面的典型值。4GB/T21398—202×/ISO14982-2：2021應(yīng)通過以下任何一種或多種方式來證明符合本標準的要求：——根據(jù)第6章和第7章對整機進行測試；——根據(jù)第8章和第9章測試與安全相關(guān)的ESA，例如：如果由于機器尺寸、區(qū)域環(huán)境條件或法律要求而證明抗擾度測試站點的可用性受到限制。ESA只進行測試的其他原因可能包括新的或更新的ESA、添加的ESA、可選配置或售后ESA。如果整機沒有進行測試，那么選項b)和c)的使用應(yīng)要求對所描述的測試進行組合，并對組合后的機器和ESA進行充分分析，以保證組合時的適當(dāng)性能達到該標準。a）當(dāng)?shù)?章和第7章中確定的適用要求得到滿足時，就認為整機滿足了本國際標準的要求。如果機器制造商選擇了這種替代方法，則不需要對電子電氣系統(tǒng)或ESA進行例行測試。b）如果機器制造商確認所有電子電氣系統(tǒng)或ESA滿足第8章和第9章中確定的要求，并且在安裝時考慮了ESA制造商的建議和系統(tǒng)集成商的風(fēng)險評估，則視為符合本國際標準的要求。c）對于滿足第6章和第7章要求的機器，并且其中的電子電氣系統(tǒng)、ESA、拖拉機/牽引機具或其他類型的機具組合也符合第8章和第9章，并且已根據(jù)ESA制造商的建議要求和系統(tǒng)集成商的風(fēng)險評估進行安裝，則視為符合本國際標準的要求。d）當(dāng)機器沒有要求進行抗擾度或干擾測試的此類設(shè)備時，也視為滿足本國際標準的要求。在這種情況下，不需要進行任何測試?？梢赃M行不受上述限制的評估，但要求中的剩余差距應(yīng)在ESA級別進行評估。注：在世界大部分地區(qū)，法律禁止在開放區(qū)域測試場所對大型機器進行輻射抗擾度測試。低于3GHz的傳導(dǎo)測試方法可作為替代方法。在3GHz以上，除了輻射抗擾度測試之外別無選擇，并且可以在電波暗室中執(zhí)行ESA級別的輻射抗擾度測試。在測試ESA時，建議在機器層面驗證通過部分隨機抽樣完成安全相關(guān)功能的連接最終系統(tǒng)的完整性。參見ISO13849-2:2012,4.1。6機器對電磁輻射的抗擾度規(guī)范6.1測試方法抗擾度測試應(yīng)使用ISO11451-1中概述的測試原理進行，不論系統(tǒng)的駐波比如何，均可以使用正向功率作為控制。測試報告應(yīng)注明用于評估的控制方法。機器參考點的位置應(yīng)考慮到被測機器幾何排列的多樣性。參考點和操作模式的確定應(yīng)機器專用，并在測試報告中注明。如果在機器的參考點達到所需的場強，則天線可以放置在離機器較遠的位置，以增加照明區(qū)域。割臺、附件和牽引機（僅使用載機操作）的EMC性能會受到載機的影響，因此可以獨立測試。在單獨的測試中，集管機、附件或牽引機被操作并進入規(guī)定的功能狀態(tài)，并接受帶有合適裝置的機器的測試，該裝置替代了消聲室中的載車。應(yīng)在測試計劃中定義所有與安全相關(guān)的功能，以及相應(yīng)的操作模式和故障安全狀態(tài)。6.2驗收標準。在測試期間和之后，設(shè)備/系統(tǒng)的所有功能（包括內(nèi)存和微處理器功能）都按設(shè)計執(zhí)行。l未能進入安全狀態(tài)GB/T21398—202×/ISO14982-2：2021。未能達到定義和預(yù)期的安全狀態(tài)；。存在現(xiàn)場時應(yīng)保持安全狀態(tài)；。拆除場地后應(yīng)保持安全狀態(tài)；。系統(tǒng)的恢復(fù)不應(yīng)引起額外的危害；。系統(tǒng)的恢復(fù)應(yīng)適合受損的功能。如果調(diào)用了多個安全狀態(tài)，則應(yīng)按上述規(guī)定單獨調(diào)查每個安全狀態(tài)。6.3替代測試方法由于消聲室的尺寸限制，在大型設(shè)備上進行輻射抗擾度測試可能是不切實際的。ISO11451-4中規(guī)定的BCI測試或ISO11452-4中規(guī)定的TWC測試可用作機器輻射抗擾度測試的替代方法。6.4機器抗擾度參考限值帶調(diào)制的測試信號的最大值應(yīng)符合表1所指明的未調(diào)制測試信號的最大值。只要測試了全部頻率范圍，可以使用ISO11451-2、ISO11451-4或ISO11452-4的任何組合測試方法。表120-6000MHz頻率范圍內(nèi)非車載源的電磁場測試水平吸波屏蔽外殼（ISO11451-2）頻率范圍多樣本單樣本調(diào)制類型20MHz–80MHz48V/m60V/m調(diào)幅（AM）80MHz–800MHz75V/m100V/m調(diào)幅（AM）800MHz–1000MHz75V/m100V/m脈沖調(diào)制（PM）類型11000MHz–1200MHz48V/m60V/m脈沖調(diào)制（PM）類型11200MHz–1400MHz48V/m60V/m脈沖調(diào)制（PM）類型21400MHz–2000MHz48V/m60V/m脈沖調(diào)制（PM）類型12000MHz–2700MHz24V/m30V/m脈沖調(diào)制（PM）類型12700MHz–6000MHz24V/m30V/m脈沖調(diào)制（PM）類型2大電流注入法（ISO11451-4）頻率范圍多樣本單樣本調(diào)制類型20MHz–800MHzA100mA125mA調(diào)幅（AM）800MHz–1000MHzA100mA125mA脈沖調(diào)制（PM）類型1A允許超過ISO11451-4中定義的400MHz頻率限制。管狀波耦合器（ISO11452-4）頻率范圍多樣本單樣本調(diào)制類型400MHz–800MHz22.5dBm24.5dBm調(diào)幅（AM）800MHz–1200MHz22.5dBm24.5dBm脈沖調(diào)制（PM）類型11200MHz–1400MHz22.5dBm24.5dBm脈沖調(diào)制（PM）類型21400MHz–2700MHz22.5dBm24.5dBm脈沖調(diào)制（PM）類型12700MHz–3000MHz22.5dBm24.5dBm脈沖調(diào)制（PM）類型27機器對ESD的抗擾度規(guī)范ESD測試應(yīng)使用ISO10605中規(guī)定的車輛測試方法進行。7.1參考限值對于暴露于ESD現(xiàn)象的機器的抗擾度，應(yīng)適用表2中定義的值。測試應(yīng)至少使用3次放電進行，兩次放電之間不得少于1秒。6GB/T21398—202×/ISO14982-2：2021應(yīng)適用6.2中定義的功能驗收標準。表2靜電放電（ESD）試驗水平位置放電類型放電網(wǎng)絡(luò)試驗水平機器外部接觸150pF/2kΩ±8kV空氣150pF/2kΩ±15kV機器內(nèi)部接觸330pF/2kΩ±8kV空氣330pF/2kΩ±15kV8ESA對電磁輻射抗擾度規(guī)范8.1測試方法至6000MHz的頻率范圍，都可能采用。至少需要結(jié)合兩種測試方法來覆蓋整個頻率范圍，但無需應(yīng)用所有列出的測試方法。抗擾度測試應(yīng)使用ISO11452-1中概述的測試原理進行，不論系統(tǒng)的駐波比如何，均可以使用正向功率作為控制。測試報告應(yīng)注明用于評估的控制方法。水平和垂直天線極化應(yīng)用于輻射抗擾度測試。ESA應(yīng)置于測試計劃中定義的操作模式。應(yīng)在測試計劃中定義所有與安全相關(guān)的功能，以及相應(yīng)的操作模式和故障安全狀態(tài)。應(yīng)適用6.2中定義的功能驗收標準。8.2ESA的抗擾參考限值調(diào)制后的測試信號最大值應(yīng)符合表3規(guī)定的未調(diào)制測試信號的最大值。表31-6000MHz頻率范圍內(nèi)非車載源的電磁場測試水平吸波屏蔽外殼（ISO11452-2）頻率范圍多樣本單樣本調(diào)制類型20MHz–800MHz80V/m100V/m調(diào)幅（AM）800MHz–1000MHz80V/m100V/m脈沖調(diào)制（PM）類型11000MHz–1200MHz48V/m60V/m脈沖調(diào)制（PM）類型11200MHz–1400MHz48V/m60V/m脈沖調(diào)制（PM）類型21400MHz–2000MHz48V/m60V/m脈沖調(diào)制（PM）類型12000MHz–2700MHz24V/m30V/m脈沖調(diào)制（PM）類型12700MHz–6000MHz24V/m30V/m脈沖調(diào)制（PM）類型2橫電傳輸室（ISO11452-3）頻率范圍多樣本單樣本調(diào)制類型1MHz–200MHz120V/m150V/m調(diào)幅（AM）大電流注入法（ISO11452-5）頻率范圍多樣本單樣本調(diào)制類型1MHz–400MHz100mA125mA調(diào)幅（AM）管狀波耦合器（ISO11452-4）頻率范圍多樣本單樣本調(diào)制類型GB/T21398—202×/ISO14982-2：2021400MHz–800MHz22.5dBm24.5dBm調(diào)幅（AM）800MHz–1200MHz22.5dBm24.5dBm脈沖調(diào)制（PM）類型11200MHz–1400MHz22.5dBm24.5dBm脈沖調(diào)制（PM）類型21400MHz–2700MHz22.5dBm24.5dBm脈沖調(diào)制（PM）類型12700MHz–3000MHz22.5dBm24.5dBm脈沖調(diào)制（PM）類型2帶狀線（ISO11452-5）頻率范圍多樣本單樣本調(diào)制類型1MHz–400MHz120V/m150V/m調(diào)幅（AM）9ESA的ESD抗擾度規(guī)范9.1通電測試應(yīng)根據(jù)ISO10605和表4中定義的測試級別，在DUT處于操作狀態(tài)下進行測試。測試應(yīng)至少使用3次放電進行，兩次放電之間不得少于1秒。應(yīng)適用6.2中定義的功能驗收標準。表4ESD測試水平放電網(wǎng)絡(luò)直接法試驗水平330pF/2kΩ接觸±8kV330pF/2kΩ空氣±15kVDUT應(yīng)通過功能測試，電氣參數(shù)應(yīng)保持在規(guī)定的公差范圍內(nèi)。9.2包裝和處理根據(jù)ISO10605和表5中定義的測試等級，測試應(yīng)在DUT處于非工作狀態(tài)下進行。每個連接器針腳和所有指定的外殼位置應(yīng)經(jīng)受三次放電，每個測試位置的每個測試脈沖之間的時間不少于1秒。ESD發(fā)生器應(yīng)在對DUT施加任何放電之前放電。表5ESD包裝和處理測試水平放電網(wǎng)絡(luò)直接法試驗水平150pF/330Ω接觸±4kV150pF/330Ω空氣±8kV10試驗報告ISO14982-1:2021第13章適用。測試報告應(yīng)包括ISO14982-2:2021的相關(guān)要求，并可與ISO14982-1:2021的測試報告結(jié)合使用。未受干擾的功能，包括所有與安全有關(guān)的功能運作模式的偏離，應(yīng)記錄在測試報告中，以及進入和恢復(fù)已定義和預(yù)訂的安全狀態(tài)的任何轉(zhuǎn)變。8GB/T21398—202×/ISO14982-2