(免費下載)GB/T 14048.13-2017 低壓開關設備和控制設備 第5-3部分:控制電路電器和開關元件在故障條件下具有確定功能的接近開關(PDDB)的要求
1 總則
1.1 范圍
《低壓開關設備和控制設備》的本部分是對GB/T 14048.10的補充,規(guī)定了具有確定功能的接近開關(PDDB)在故障條件下的性能要求。本部分未規(guī)定特定用途所需的任何其他特性。
本部分不包括具有模擬輸出的接近開關。
本部分不涉及與噪聲有關的具體要求,因為控制電路電器和開關元件的噪聲可視為無危險。
若PDDB用于某些場臺時需滿足其他標準中規(guī)定的附加要求,則相關標準的要求適用。
僅符合本部分并不能保證安全相關的特定功能。而且,本部分未規(guī)定PDDB的動作特性或用于減小開關之間相互干擾的裝置(如編碼標記)的要求。因此除本部分中的要求外,還需考慮上述及其他針對特定用途的要求。
注1:鑒于PDDB在故障條件下的功能,也可將其用作聯(lián)鎖裝置(見ISO 14119)。
注2:IEC 61496系列標準中給出了用于人員檢測的電敏保護設備的要求。
1.2 規(guī)范性引用文件
下列文件對于本文件的應用是必不可少的。凡是注日期的引用文件,僅注日期的版本適用于本文件。凡是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 2423.1-2008 電工電子產(chǎn)品環(huán)境試驗 第2部分:試驗方法 試驗A:低溫(IEC 60068-2-1:2007,IDT)
GB/T 2423.4-2008 電工電子產(chǎn)品環(huán)境試驗 第2部分:試驗方法 試驗Db 交變濕熱(12h+12h循環(huán))(IEC 60068-2-30:2005,IDT)
GB/T 4208-2008 外殼防護等級(IP代碼)(IEC 60529:1989+A1:1999,IDT)
GB/T 14048.10-2016 低壓開關設備和控制設備 第5-2部分:控制電路電器和開關元件 接近開關(IEC 60947-5-2:2007+A1:2012,IDT)
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(ISO 13849-1:2006,IDT)
GB/T 17626.5-2008 電磁兼容 試驗和測量技術 浪涌(沖擊)抗擾度試驗(IEC 61000-4-5:2009,IDT)
GB/T 17626.11-2008 電磁兼容 試驗和測量技術 電壓暫降、短時中斷和電壓變化的抗擾度試驗(IEC 61000-4-11:2004,IDT)
IEC 60947-1:2007 低壓開關設備和控制設備 第1部分:總則(Low-voltage switchgear and con-trolgear-Part 1:General rules)
IEC 60947-1:2007/A1:2010 第1號修改單(Amendment 1,2010)
IEC 60947-5-1:2003 低壓開關設備和控制設備 第5-1部分:控制電路電器和開關元件 機電式控制電路電器(Low-voltage switchgear and controlgear-Part 5-1:Control circuit devices and switching elements-Electromechanical control circuit devices)
IEC 60947-5-1:2003/A1:2009第1號修改單(Amendment 1,2009)
IEC 61000-4-2:2008 電磁兼容(EMC) 第4-2部分:試驗和測量技術 靜電放電抗擾度試驗[E-lectromagnetic compatibility(EMC)-Part 4-2 Testing and measurement techniques-Electrostatic discharge immunity test]
IEC 61000-4-3:2006 電磁兼容(EMC) 第4-3部分:試驗和測量技術 射頻電磁場輻射抗擾度試驗[Electromagnetic compatibility(EMC)-Part 4-3:Testing and measurement techniques-Radiated,radio-frequency,electromagnetic field immunity test]
IEC 61000-4-3:2006/A1:2007 第1號修改單(Amendment 1,2007)
IEC 61000-4-3:2006/A1:2010 第2號修改單(Amendment 1,2010)
IEC 61000-4-4:2012 電磁兼容 試驗和測量技術 電快速瞬變脈沖群抗擾度試驗[Electromag-netic compatibility(EMC)-Part 4-4:Testing and measurement techniques-Electrical fast transient/burst immunity test]
IEC 61000-4-6:2008 電磁兼容(EMC) 第4-6部分:試驗和測量技術 射頻場感應的傳導騷擾抗擾度[Electromagnetic compatibility(EMC)-Part 4-6:Testing and measurement techniques-Im-munity to conducted disturbances,induced by radio-frequency fields]
IEC 61000-4-8:2009 電磁兼容(EMC) 第4-8部分:試驗和測量技術 工頻磁場抗擾度試驗[E-lectromagnetic compatibility(EMC)-Part 4-8 Testing and measurement techniques-Power frequency mag-netic field immunity test]
IEC 61131-2:2007 可編程控制器 第2部分:設備要求和試驗(Programmable controllers-Part 2:Equipment requirements and tests)
IEC 61508-1:2010 電氣/電子/可編程電子安全相關系統(tǒng)的功能安全 第1部分:一般要求(Functional safety of electrical/electronic/programmable electronic safetyrelated systems-Part 1:General requirements)
IEC 61508-2:2010 電氣/電子/可編程電子安全相關系統(tǒng)的功能安全 第2部分:電氣/電子/可編程電子安全相關系統(tǒng)的要求(Functional safety of electrical/electronic/programmable electronic safetyrelated systems-Part 2:Requirements for electrical/electronic/programmable electronic safety-related systems)
IEC 61508-3:2010 電氣/電子/可編程電子安全相關系統(tǒng)的功能安全 第3部分:軟件要求(Functional safety of electrical/electronic/programmable electronic safetyrelated systems-Part 3:Software requirements)
IEC 62061:2005 機械電氣安全 安全相關電氣、電子和可編程電子控制系統(tǒng)的功能安全(Safety of machinery-Functional safety of safety-related electrical,electronic and programmable electronic control systems)
IEC 62061:2005/A1:2012第1號修改單(Amendment 1,2012)
2 術語、定義和縮略語
2.1 一般要求
GB/T 14048.10-2016和IEC 60947-1:2007+A1:2010界定的以及下列術語和定義適用于本文件。
2.6 符號和縮略語
下列符號和縮略語適用于本文件。
DC:診斷覆蓋率(diagnostic coverage)(2.3.2)
EUC:受控設備(equipment under control)(2.3.7)
FIT:失效時間(failures in time)(2.2.18)
HFT:硬件故障容差(hardware fault tolerance)(2.3.3)
MTTFd:平均危險失效時間(mean time to dangerous failure)(2.2.17)
OSSD:輸出信號開關裝置(output signal switching device)(2.4.2)
PFHD:給定時間內(nèi)的平均危險失效頻率(average frequency of a dangerous failure over a given period of time)(2.2.15)
PFD:按要求執(zhí)行的危險失效概率(probability of dangerous failure on demand)(2.2.15)
PL:性能等級(performance level)(2.2.1)
Sao:PDDB的確保動作距離(assured operating distance of a PDDB)(2.5.4)
Sar:PDDB的確保釋放距離(assured release distance of a PDDB)(2.5.5)
SRF:安全相關的功能(safety related function)(2.2.9)
SFF:安全失效系數(shù)(safe failure fraction)(2.3.1)
SIL:安全性能等級(safety integrity level)(2.2.2)
SILCL:SIL要求限度(SIL claim limit)(2.2.16)
SRCF:安全相關的控制功能(safety-related control function)(2.2.9)
TM:任務時間(mission time)(2.5.7)
3 分類
3 分類
GB/T 14048.10-2016中第3章適用。
4 特性
4.1 一般要求
除GB/T 14048.10-2016中第4章適用外,補充下列規(guī)定。
5 產(chǎn)品資料
5.1 資料的性質
制造商應提供下述資料。
5.2 標識
除GB/T 14048.10-2016中5.1適用外,補充下列規(guī)定:
aa) 確保動作距離;
ab) 確保釋放距離;
ac) 標靶;
ad) 風險時間;
ae) OSSD的確定安全狀態(tài);
af) 任務時間;
以及以下兩者之一:
ag) SFF/DC(如有)和HFT(根據(jù)IEC 61508系列標準和衍生標準),以及可靠性數(shù)據(jù)(例如λ,PFHD,PFDavg,B10d,如合適);
ah) 指定結構(如有)和B10d,λ,MTTFd和DC(根據(jù)GB/T 16855.1-2008),如合適。
5.4 安裝、操作和維修說明
除GB/T 14048.10-2016中5.3適用外,補充下列規(guī)定。
已知且能合理預測的可能影響Sao和/或Sar的外部影響應予以標注,并說明其影響。
對于具有試驗輸入的PDDB,制造商應給出下述信息:
a) 試驗期間OSSD的工作情況;
b) 有關外部試驗的輸入和/或輸出。
6 正常的使用、安裝和運輸條件
6.1 正常使用條件
GB/T 14048.10-2016中6.1適用。
6.2 運輸和儲存條件
GB/T 14048.10-2016中6.2適用。
6.3 安裝
制造商應規(guī)定安裝尺寸和條件。
7 結構和性能要求
7.2 功能安全管理
在PDDB的使用壽命期內(nèi)視適宜情況進行功能安全管理??赏ㄟ^如IEC 61508-1:2010中第6章或合適的標準部分來執(zhí)行。
8 試驗
8.2 驗證結構要求
如合適,IEC 60947-1:2007+A1:2010中8.2適用。
8.4 動作距離的驗證
PDDB應在制造商規(guī)定的額定周圍空氣溫度和最大及最小溫度限值下進行試驗,輸出開關元件上通以最高的工作電壓和額定工作電流進行試驗,直至達到熱平衡。
試驗應按照GB/T 2423.1-2008和GB/T 2423.4-2008中試驗方法B來進行。
在溫升試驗后,按照GB/T 14048.10-2016中8.4測量確保動作距離和釋放距離,應不超過制造商的規(guī)定。
8.5 抗振動和沖擊驗證
除了分立的控制和監(jiān)測裝置,試驗應按GB/T 14048.10-2016中7.4進行。每次試驗期間,輸出狀態(tài)不應改變。
對分立的控制和監(jiān)測裝置,試驗應按IEC 61131-2:2007中6.3.5進行,并補充下列規(guī)定。
每次試驗期間,輸出狀態(tài)不應改變。
8.6 電磁兼容性驗證
試驗按GB/T 14048.10-2016中的7.2.6進行。此外,試驗后應驗證Sar和Sao。
9 修正
9.1 目的
本章規(guī)定了在PDDB的設計、組裝和驗證期間進行修正時適用的修正程序。
9.2 修正程序
IEC 61508-1:2010中7.16適用。
摘自IEC 61508-1:2010中7.16.2.2;
注:請求修正的原因可能包括如下內(nèi)容:
a) 安全功能低于規(guī)定要求;
b) 系統(tǒng)故障的經(jīng)驗;
c) 有新版或修訂版安全法規(guī);
d) EUC(受控設備)或其用途的修改;
e) 總體安全要求的修改;
f) 對動作和維護性能分析表明性能低于目標值;
g) 常規(guī)功能安全審核。
附錄A 符合IEC 61511系列標準的簡單控制系統(tǒng)示例
A.1 描述
通過一個等級控制裝置和一個閥門來進行滿溢檢測(見囝A.1)。由于設備位于危險區(qū)域(易燃環(huán)境),故按照以下要求進行防護:
——等級檢測裝置:0域/1區(qū);
——控制閥:2域/2區(qū)。
A.3 實施
本示例中將通過下列裝置執(zhí)行安全功能:
——浮動感應器的接近開關(例如具有符合IEC 60947-5-6的輸出);
——帶繼電器輸出的隔離開關放大器;
——螺線管驅動器;
注:由于真正安全的螺線管驅動器輸出端處的電源太低以至于無法啟動球形閥,本示例中需要插入一個控制閥。
——控制閥;
——球形閥。
A.4 數(shù)據(jù)
表A.1中給出了本控制系統(tǒng)示例中需對每個元件考慮的可靠性和結構數(shù)據(jù)。
表A.1 可靠性和結構數(shù)據(jù)
按照IEC 61508-2:2010中表2的要求,除球形閥(其結構僅達到SIL1,SFF低于90%)以外的所有元件都可用于最高至SIL 2的安全相關功能。因此,輸出通道(螺線管驅動器、控制閥和球形閥)宜具有如圖A.2所示的冗余架構。

圖A.2 安全相關功能的架構

A.5 結論
按架構的SIL:SIL 2
按PFD的SIL:SIL 2
按安全功能的SIL:SIL 2
參考文獻
參考文獻
[1] GB/T 2423.22-2012 環(huán)境試驗 第2部分:試驗方法 試驗N:溫度變化(IEC 60068-2-14:2009,IDT)
[2] GB 4824-2013 工業(yè)、科學和醫(yī)療(ISM)射頻設備 騷擾特性 限值和測量方法(CISPR 11:2010,IDT)
[3] GB/T 14048.15-2006 低壓開關設備和控制設備 第4-2部分:接觸器和電動機起動器 交流半導體電動機控制器和起動器(含軟起動器)(IEC 60947-5-6:1999,IDT)
[4] GB 17625.1-2012 電磁兼容 限值 諧波電流發(fā)射限值(設備每相輸入電流≤16A)(IEC 61000-3-2:2009,IDT)
[5] GB/T 21109.1-2007 過程工業(yè)領域安全儀表系統(tǒng)的功能安全 第1部分:框架、定義,系統(tǒng)、硬件和軟件要求(IEC 61511-1:2003,IDT)
[6] GB/T 21109.2-2007 過程工業(yè)領域安全儀表系統(tǒng)的功能安全 第2部分:GB/T 21109.1的應用指南(IEC 61511-2:2003,IDT)
[7] GB/T 21109.3-2007 過程工業(yè)領域安全儀表系統(tǒng)的功能安全 第3部分:確定要求的安全性能等級的指南(IEC 61511-3:2003,IDT)
[8] IEC 60050-191:1990 International Electrotechnical Vocabulary-Chapter 191:Dependability and quality of service Amendment 1:1999
Amendment2:2002
[9] IEC 60050-441:1984 International Electrotechnical Vocabulary(IEV)-Chapter 441:Switchgear,controlgear and fuses
Amendment 1:2000
[10] IEC 60068-2-6:2007 Environmental testing-Part-2-6:Tests-Test Fc:Vibration(sinu-soidal)
[11] IEC 60068-2-27:2008 Environmental testing-Part 2-27:Tests-Test Ea and guidance:Shock
[12] IEC 60204-1:2005 Safety of machinery-Electrical equipment of machines-Part 1:Gen-eral requirements
Amendment 1:2008
[13] IEC 60364(all parts) Low-voltage electrical installations
[14] IEC 60445:2010 Basic and safety principles for man-machine interface,marking and iden-tificafion-Identification of equipment terminals,conductor terminations and conductors
[15] IEC 61000-3-3:2008 Electromagnetic compatibility(EMC)-Part 3-3:Limits-Limitation of voltage changes,voltage fluctuations and flicker in public low-voltage supply systems,for equipment with rated current≤16 A per phase and not subject to conditional connection
[16] IEC 61000-4-13:2002,Electromagnetic compatibility(EMC)-Part 4-13:Testing and meas-urement techniques-Harmonics and interharmonics including mains signalling at a.c. power port,low-frequency immunity tests
Amendment 1:2009
[17] IEC 61140:2001 Protection against electric shock-Common aspects for installation and equipment
Amendment 1:2004
[18] IEC 61165:2006 Application of Markov techniques
[19] IEC 61326-3-1:2008,Electrical equipment for measurement,control and laboratory use-EMC requirements-Part 3-1:Immunity requirements for safety-related systems and for equipment in-tended to perform safety-related functions(functional safety)-General industrial applications
[20] IEC 61496-1:2012,Safety of machinery-Electro-sensitive protective equipment-Part 1:General requirements and tests
[21] IEC 61496-2:2013,Safety of machinery-Electro-sensitive protective equipment-Part 2:Particular requirements for equipment using active opto-electronic protective devices(AOPDs)
[22] IEC 61496-3:2008,Safety of machinery-Electro-sensitive protective equipment-Part 3:Particular requirements for Active Opto-electronic Protective Devices responsive to Diffuse Reflection(AOPDDR)
[23] IEC 61508-4:2010,F(xiàn)unctional safety of electrical/electronic/programmable electronic safe-tyrelated systems-Part 4:Definitions and abbreviations
[24] IEC 61508-5:2010,F(xiàn)unctional safety of electrical/electronic/programmable electronic safe-tyrelated systems-Part 5 Examples of methods for the determination of safety integrity levels
[25] IEC 61508-6:2010,F(xiàn)unctional safety of electrical/electronic/programmable electronic safe-tyrelated systems-Part 6:Guidelines on the application of IEC 61508-2 and IEC 61508-3
[26] IEC 61508-7:2010,F(xiàn)unctional safety of electrical/electronic/programmable electronic safe-tyrelated systems-Part 7:Overview of techniques and measures
[27] IEC 61511(all parts),F(xiàn)unctional safety-Safety instrumented systems for the process in-dustry sector
[28] IEC/TR 62380:2004,Reliability data handbook-Universal model for reliability prediction of electronics components,PCBs and equipment
[29] ISO 14119:1998 Safety of machinery-Interlocking devices associated with guards-Principles for design and selection
Amendment 1:2007

