(免费下载)GB/T 14048.13-2017 低压开关设备和控制设备 第5-3部分:控制电路电器和开关元件在故障条件下具有确定功能的接近开关(PDDB)的要求

[建设标准 - 电气] 发表于:2022-11-24 10:50:36
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1 总则

1.1 范围
《低压开关设备和控制设备》的本部分是对GB/T 14048.10的补充,规定了具有确定功能的接近开关(PDDB)在故障条件下的性能要求。本部分未规定特定用途所需的任何其他特性。
本部分不包括具有模拟输出的接近开关。
本部分不涉及与噪声有关的具体要求,因为控制电路电器和开关元件的噪声可视为无危险。
若PDDB用于某些场台时需满足其他标准中规定的附加要求,则相关标准的要求适用。
仅符合本部分并不能保证安全相关的特定功能。而且,本部分未规定PDDB的动作特性或用于减小开关之间相互干扰的装置(如编码标记)的要求。因此除本部分中的要求外,还需考虑上述及其他针对特定用途的要求。
注1:鉴于PDDB在故障条件下的功能,也可将其用作联锁装置(见ISO 14119)。
注2:IEC 61496系列标准中给出了用于人员检测的电敏保护设备的要求。(免费下载)GB/T 14048.13-2017 低压开关设备和控制设备 第5-3部分:控制电路电器和开关元件在故障条件下具有确定功能的接近开关(PDDB)的要求


1.2 规范性引用文件
下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。
GB/T 2423.1-2008 电工电子产品环境试验 第2部分:试验方法 试验A:低温(IEC 60068-2-1:2007,IDT)
GB/T 2423.4-2008 电工电子产品环境试验 第2部分:试验方法 试验Db 交变湿热(12h+12h循环)(IEC 60068-2-30:2005,IDT)
GB/T 4208-2008 外壳防护等级(IP代码)(IEC 60529:1989+A1:1999,IDT)
GB/T 14048.10-2016 低压开关设备和控制设备 第5-2部分:控制电路电器和开关元件 接近开关(IEC 60947-5-2:2007+A1:2012,IDT)
GB/T 16855.1-2008 机械安全 控制系统有关安全部件 第1部分:设计通则(ISO 13849-1:2006,IDT)
GB/T 17626.5-2008 电磁兼容 试验和测量技术 浪涌(冲击)抗扰度试验(IEC 61000-4-5:2009,IDT)
GB/T 17626.11-2008 电磁兼容 试验和测量技术 电压暂降、短时中断和电压变化的抗扰度试验(IEC 61000-4-11:2004,IDT)
IEC 60947-1:2007 低压开关设备和控制设备 第1部分:总则(Low-voltage switchgear and con-trolgear-Part 1:General rules)
IEC 60947-1:2007/A1:2010 第1号修改单(Amendment 1,2010)
IEC 60947-5-1:2003 低压开关设备和控制设备 第5-1部分:控制电路电器和开关元件 机电式控制电路电器(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号修改单(Amendment 1,2009)
IEC 61000-4-2:2008 电磁兼容(EMC) 第4-2部分:试验和测量技术 静电放电抗扰度试验[E-lectromagnetic compatibility(EMC)-Part 4-2 Testing and measurement techniques-Electrostatic discharge immunity test]
IEC 61000-4-3:2006 电磁兼容(EMC) 第4-3部分:试验和测量技术 射频电磁场辐射抗扰度试验[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号修改单(Amendment 1,2007)
IEC 61000-4-3:2006/A1:2010 第2号修改单(Amendment 1,2010)
IEC 61000-4-4:2012 电磁兼容 试验和测量技术 电快速瞬变脉冲群抗扰度试验[Electromag-netic compatibility(EMC)-Part 4-4:Testing and measurement techniques-Electrical fast transient/burst immunity test]
IEC 61000-4-6:2008 电磁兼容(EMC) 第4-6部分:试验和测量技术 射频场感应的传导骚扰抗扰度[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 电磁兼容(EMC) 第4-8部分:试验和测量技术 工频磁场抗扰度试验[E-lectromagnetic compatibility(EMC)-Part 4-8 Testing and measurement techniques-Power frequency mag-netic field immunity test]
IEC 61131-2:2007 可编程控制器 第2部分:设备要求和试验(Programmable controllers-Part 2:Equipment requirements and tests)
IEC 61508-1:2010 电气/电子/可编程电子安全相关系统的功能安全 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 电气/电子/可编程电子安全相关系统的功能安全 第2部分:电气/电子/可编程电子安全相关系统的要求(Functional safety of electrical/electronic/programmable electronic safetyrelated systems-Part 2:Requirements for electrical/electronic/programmable electronic safety-related systems)
IEC 61508-3:2010 电气/电子/可编程电子安全相关系统的功能安全 第3部分:软件要求(Functional safety of electrical/electronic/programmable electronic safetyrelated systems-Part 3:Software requirements)
IEC 62061:2005 机械电气安全 安全相关电气、电子和可编程电子控制系统的功能安全(Safety of machinery-Functional safety of safety-related electrical,electronic and programmable electronic control systems)
IEC 62061:2005/A1:2012第1号修改单(Amendment 1,2012)大牛工程师


2 术语、定义和缩略语

2.1 一般要求
GB/T 14048.10-2016和IEC 60947-1:2007+A1:2010界定的以及下列术语和定义适用于本文件。(免费下载)GB/T 14048.13-2017 低压开关设备和控制设备 第5-3部分:控制电路电器和开关元件在故障条件下具有确定功能的接近开关(PDDB)的要求


2.6 符号和缩略语
下列符号和缩略语适用于本文件。
DC:诊断覆盖率(diagnostic coverage)(2.3.2)
EUC:受控设备(equipment under control)(2.3.7)
FIT:失效时间(failures in time)(2.2.18)
HFT:硬件故障容差(hardware fault tolerance)(2.3.3)
MTTFd:平均危险失效时间(mean time to dangerous failure)(2.2.17)
OSSD:输出信号开关装置(output signal switching device)(2.4.2)
PFHD:给定时间内的平均危险失效频率(average frequency of a dangerous failure over a given period of time)(2.2.15)
PFD:按要求执行的危险失效概率(probability of dangerous failure on demand)(2.2.15)
PL:性能等级(performance level)(2.2.1)
Sao:PDDB的确保动作距离(assured operating distance of a PDDB)(2.5.4)
Sar:PDDB的确保释放距离(assured release distance of a PDDB)(2.5.5)
SRF:安全相关的功能(safety related function)(2.2.9)
SFF:安全失效系数(safe failure fraction)(2.3.1)
SIL:安全性能等级(safety integrity level)(2.2.2)
SILCL:SIL要求限度(SIL claim limit)(2.2.16)
SRCF:安全相关的控制功能(safety-related control function)(2.2.9)
TM:任务时间(mission time)(2.5.7)报告模板_统计公报_资料共享


3 分类

3 分类大牛工程师

GB/T 14048.10-2016中第3章适用。(免费下载)GB/T 14048.13-2017 低压开关设备和控制设备 第5-3部分:控制电路电器和开关元件在故障条件下具有确定功能的接近开关(PDDB)的要求


4 特性

4.1 一般要求
除GB/T 14048.10-2016中第4章适用外,补充下列规定。(免费下载)GB/T 14048.13-2017 低压开关设备和控制设备 第5-3部分:控制电路电器和开关元件在故障条件下具有确定功能的接近开关(PDDB)的要求


5 产品资料

5.1 资料的性质
制造商应提供下述资料。大牛工程师


5.2 标识
除GB/T 14048.10-2016中5.1适用外,补充下列规定:
aa) 确保动作距离;
ab) 确保释放距离;
ac) 标靶;
ad) 风险时间;
ae) OSSD的确定安全状态;
af) 任务时间;
以及以下两者之一:
ag) SFF/DC(如有)和HFT(根据IEC 61508系列标准和衍生标准),以及可靠性数据(例如λ,PFHD,PFDavg,B10d,如合适);
ah) 指定结构(如有)和B10d,λ,MTTFd和DC(根据GB/T 16855.1-2008),如合适。(免费下载)GB/T 14048.13-2017 低压开关设备和控制设备 第5-3部分:控制电路电器和开关元件在故障条件下具有确定功能的接近开关(PDDB)的要求


5.4 安装、操作和维修说明
除GB/T 14048.10-2016中5.3适用外,补充下列规定。
已知且能合理预测的可能影响Sao和/或Sar的外部影响应予以标注,并说明其影响。
对于具有试验输入的PDDB,制造商应给出下述信息:
a) 试验期间OSSD的工作情况;
b) 有关外部试验的输入和/或输出。大牛工程师


6 正常的使用、安装和运输条件

6.1 正常使用条件
GB/T 14048.10-2016中6.1适用。大牛工程师


6.2 运输和储存条件
GB/T 14048.10-2016中6.2适用。资料库_规划纲要_模版下载


6.3 安装
制造商应规定安装尺寸和条件。工程资料_工程咨询_资料库


7 结构和性能要求

7.2 功能安全管理
在PDDB的使用寿命期内视适宜情况进行功能安全管理。可通过如IEC 61508-1:2010中第6章或合适的标准部分来执行。模版下载_免费下载_资料库


8 试验

8.2 验证结构要求
如合适,IEC 60947-1:2007+A1:2010中8.2适用。大牛工程师


8.4 动作距离的验证
PDDB应在制造商规定的额定周围空气温度和最大及最小温度限值下进行试验,输出开关元件上通以最高的工作电压和额定工作电流进行试验,直至达到热平衡。
试验应按照GB/T 2423.1-2008和GB/T 2423.4-2008中试验方法B来进行。
在温升试验后,按照GB/T 14048.10-2016中8.4测量确保动作距离和释放距离,应不超过制造商的规定。大牛工程师


8.5 抗振动和冲击验证
除了分立的控制和监测装置,试验应按GB/T 14048.10-2016中7.4进行。每次试验期间,输出状态不应改变。
对分立的控制和监测装置,试验应按IEC 61131-2:2007中6.3.5进行,并补充下列规定。
每次试验期间,输出状态不应改变。大牛工程师


8.6 电磁兼容性验证
试验按GB/T 14048.10-2016中的7.2.6进行。此外,试验后应验证Sar和Sao大牛工程师


9 修正

9.1 目的
本章规定了在PDDB的设计、组装和验证期间进行修正时适用的修正程序。模版下载_模版下载_免费下载


9.2 修正程序
IEC 61508-1:2010中7.16适用。
摘自IEC 61508-1:2010中7.16.2.2;
注:请求修正的原因可能包括如下内容:
a) 安全功能低于规定要求;
b) 系统故障的经验;
c) 有新版或修订版安全法规;
d) EUC(受控设备)或其用途的修改;
e) 总体安全要求的修改;
f) 对动作和维护性能分析表明性能低于目标值;
g) 常规功能安全审核。(免费下载)GB/T 14048.13-2017 低压开关设备和控制设备 第5-3部分:控制电路电器和开关元件在故障条件下具有确定功能的接近开关(PDDB)的要求


附录A 符合IEC 61511系列标准的简单控制系统示例

A.1 描述
通过一个等级控制装置和一个阀门来进行满溢检测(见囝A.1)。由于设备位于危险区域(易燃环境),故按照以下要求进行防护:
——等级检测装置:0域/1区;
——控制阀:2域/2区。资料下载_工程资料_模版下载


A.3 实施
本示例中将通过下列装置执行安全功能:
——浮动感应器的接近开关(例如具有符合IEC 60947-5-6的输出);
——带继电器输出的隔离开关放大器;
——螺线管驱动器;
注:由于真正安全的螺线管驱动器输出端处的电源太低以至于无法启动球形阀,本示例中需要插入一个控制阀。
——控制阀;
——球形阀。统计公报_模版下载_工作报告


A.4 数据
表A.1中给出了本控制系统示例中需对每个元件考虑的可靠性和结构数据。(免费下载)GB/T 14048.13-2017 低压开关设备和控制设备 第5-3部分:控制电路电器和开关元件在故障条件下具有确定功能的接近开关(PDDB)的要求


文库_资料共享_资料库

表A.1 可靠性和结构数据
大牛工程师

按照IEC 61508-2:2010中表2的要求,除球形阀(其结构仅达到SIL1,SFF低于90%)以外的所有元件都可用于最高至SIL 2的安全相关功能。因此,输出通道(螺线管驱动器、控制阀和球形阀)宜具有如图A.2所示的冗余架构。十四五_资料共享_模版下载

工程咨询_十四五_县域经济

图A.2 安全相关功能的架构


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A.5 结论
按架构的SIL:SIL 2
按PFD的SIL:SIL 2
按安全功能的SIL:SIL 2(免费下载)GB/T 14048.13-2017 低压开关设备和控制设备 第5-3部分:控制电路电器和开关元件在故障条件下具有确定功能的接近开关(PDDB)的要求


参考文献

参考文献(免费下载)GB/T 14048.13-2017 低压开关设备和控制设备 第5-3部分:控制电路电器和开关元件在故障条件下具有确定功能的接近开关(PDDB)的要求

[1] GB/T 2423.22-2012 环境试验 第2部分:试验方法 试验N:温度变化(IEC 60068-2-14:2009,IDT)
[2] GB 4824-2013 工业、科学和医疗(ISM)射频设备 骚扰特性 限值和测量方法(CISPR 11:2010,IDT)
[3] GB/T 14048.15-2006 低压开关设备和控制设备 第4-2部分:接触器和电动机起动器 交流半导体电动机控制器和起动器(含软起动器)(IEC 60947-5-6:1999,IDT)
[4] GB 17625.1-2012 电磁兼容 限值 谐波电流发射限值(设备每相输入电流≤16A)(IEC 61000-3-2:2009,IDT)
[5] GB/T 21109.1-2007 过程工业领域安全仪表系统的功能安全 第1部分:框架、定义,系统、硬件和软件要求(IEC 61511-1:2003,IDT)
[6] GB/T 21109.2-2007 过程工业领域安全仪表系统的功能安全 第2部分:GB/T 21109.1的应用指南(IEC 61511-2:2003,IDT)
[7] GB/T 21109.3-2007 过程工业领域安全仪表系统的功能安全 第3部分:确定要求的安全性能等级的指南(IEC 61511-3:2003,IDT)
[8] IEC 60050-191:1990 International Electrotechnical Vocabulary-Chapter 191:Dependability and quality of service Amendment 1:1999
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[9] IEC 60050-441:1984 International Electrotechnical Vocabulary(IEV)-Chapter 441:Switchgear,controlgear and fuses
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[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
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[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
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[18] IEC 61165:2006 Application of Markov techniques
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[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,Functional safety of electrical/electronic/programmable electronic safe-tyrelated systems-Part 4:Definitions and abbreviations
[24] IEC 61508-5:2010,Functional 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,Functional 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,Functional safety of electrical/electronic/programmable electronic safe-tyrelated systems-Part 7:Overview of techniques and measures
[27] IEC 61511(all parts),Functional 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(免费下载)GB/T 14048.13-2017 低压开关设备和控制设备 第5-3部分:控制电路电器和开关元件在故障条件下具有确定功能的接近开关(PDDB)的要求


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