安全联锁系统的可靠性及可用性分析_可靠性分析的基本步骤_系统可靠性可用性mtbf(7)

2.3.4增加互锁逻辑,防止误操作在控制程序中增加逻辑上相互关联的互锁逻辑,可以防止由于误动作等原因对设备产生的危害。具体方法是:在程序中增加语句,只有当相关条件均满足时,才能对该设备发出操作命令。如图2-4所示,梯形图为定子磁极冲片自动生产线机械手拾取部分程序,只有当机械手在拾取位 X41 、冲片到达拾取区 X2F 、步进送料停止 R903B、R903A 均满足条件,机械手气缸才产生动作,带动吸盘组抓取冲片。这些条件相互关联,避免了由于误操作对生产造成的损害。图2-4机械手拾取程序第3章 安全PLC相关安全系统的可靠性研究评判一套运用了安全PLC 的安全系统是否符合安全要求，最好的手段就是通过国际/欧洲国内相关标准对此系统进行分析、评估。现今，常用的安全相关控制系统的标准有EN954-1是一个较老的标准，已经不符合现代自动化领域新技术的要求。针对机械制造领域，笔者仅以EN/ISO13849-1和IEC62061作为参照，进行安全PLC相关安全系统的可靠性研究。3.1危险失效概率EN/ISO13849-1的全称是机械的安全控制系统有关的件。这个标准将会取代EN954-1，帮助笔者量化的判断硬件系统的安全性。

其安全等级通过PLr Required Performance Level 来评定。EN/IEC62061的全称是针对机械领域的电气/电子/可编程电子系统的功能安全。其安全等级通过SIL（Safety Integrity Level）安全完整性来评定。从表1-1可以看到，无论是EN/ISO13849-1，还是EN/IEC62061，都是同PFH每小时失效率来评估其等级。简而言之，要判断一套运用安全PLC的安全硬件系统的安全性、可靠性，量化的计算出其每小时危险失效概率是直观有效的手段。表3-1PFH每小时失效概率来评估等级表每小时危险失效概率[1/小时]PFH PL，-EN/ISO13849-1 Performance Level SIL,-EN/IEC62061Safety Integrity Level 以高要求或连续模式运转的E/E/PE安全相关系统 10-5 PFH 10-4 A 没有安全要求 3x10-6 PFH 10-5 B 1 10-6 PFH 3x10-6 C 1 10-7 PFH 10-6 D 2 10-8 PFH 10-7 E 3 10-9 PFH 10-8 无 4 可以对以下安全控制系统进行安全、可靠性分析。

系统如图3-2简述。图3-1 安全门控制系统分析图 该系统的安全功能是安全门控制，2个安全门开关作为输入传感元器件控制安全门。安全联锁系统的可靠性及可用性分析安全PLC（Pilz PSS可编程安全控制系统）作为安全控制模块。控制对象有2个交流接触器。这两个交流接触器串联构成冗余回路控制主电机。如果要对这套系统进行安全可靠性分析，就要计算出其PFH值。已知情况如下：开关S1：电磁解锁门开关，MTTFd 1381年开关S2：机械式门开关，B10D 座机电话号码安全PLC：CPU的PFH为1.55E-8；输入模块的PFH为2.49E-9；输出模块的PFH为2.49E-9。交流接触器K1/K2：B10d 座机电话号码以上数据皆应该由元器件供应商提供。该安全门每小时需要动作10次。一旦安全门动作，安全PLC必须切断交流接触器，保证电机安全停止。在以上参数和实际运行条件下，可以根据EN/ISO13849-1计算PFH值。这个系统可以被拆分为三个子系统，如图3-2所示。图3-2 三个子系统图这样一来， （3-1）由于子系统2（即为安全PLC部分）的PFH值由元器件供应商提供，又可以将整个系统再进行转化。 （3-2）现在的关键问题即为PFH传感器+触发器的计算问题。

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