NESY067 November   2024

 

  1.   1
  2.   概覽
  3.   摘要
  4.   簡介
  5.   電源供應器設計中的安全考量與潛在故障
  6.   工業系統功能安全與標準簡介
  7.   使用電壓監控器 IC 進行電壓監控
  8.   電壓監控如何影響功能安全額定值
  9.   安全扭矩關閉設計範例
  10.   結論

工業系統功能安全與標準簡介

定義的功能安全標準有助於判斷系統是否安全。最常用的標準是 IEC 61508 和國際標準化組織 (ISO) 13849。兩種標準都會查看故障模式診斷範圍或安全故障分數，以及硬體容錯，藉以判斷系統符合的安全完整性等級 (SIL) 或性能等級 (PL)。表 2 總結了這些等級。

表 2 IEC 61508 與 ISO 13849 安全標準。
硬體容錯 (HFT) 類別
IEC 61508 ISO 13849
0 1 2 SFF DC 1 2 3 4
- SIL1 SIL2 <60% 無
SIL1 SIL2 SIL3 60% 至 <90% 低等 c c d
SIL2 SIL3 SIL4 90% 至 <99% 中 d e
SIL4 SIL4 ≤99% 高等 e
類型 B

使用 表 2 作為指南，您會發現可透過多種方法來取得每個 IEC 61508 SIL 或 ISO 13849 PL。透過設計具適當安全故障分數或診斷範圍與硬體容錯的系統，您即可達到其中一個層級。特別是監控電源供應器的電壓可增加診斷範圍。執行電壓監控也可提升硬體容錯能力。

表 3 提供每個安全參數的詳細資訊。

如您所見，您不僅必須考慮可能的故障數量，還必須考慮發生故障的可能性。您也可以發現到透過增加診斷範圍或安全故障分數，可在 SIL 或 PL 中上移而不變更硬體容錯，反之亦然。電壓監控是判斷系統診斷範圍或安全故障分數，以及減少系統解決方案殘餘適用性的重要層面。

表 3 重要功能安全等級術語。
測量 定義
硬體故障容錯 系統容許的最小故障數量，同時保留安全功能
安全故障分數
方程式 1. T o t a l   s a f e   f a i l u r e s   +   T o t a l   d e t e c t e d   d a n g e r o u s   f a i l u r e s T o t a l   s a f e   f a i l u r e s   +   T o t a l   d e t e c t e d   d a n g e r o u s   f a i l u r e s   +   T o t a l   u n d e t e c t e d   d a n g e r o u s   f a i l u r e s
診斷範圍
方程式 2. T o t a l   d e t e c t e d   d a n g e r o u s   f a i l u r e s T o t a l   d e t e c t e d   d a n g e r o u s   f a i l u r e s   +   T o t a l   u n d e t e c t e d   d a n g e r o u s   f a i l u r e s
SIL 功能安全評等系統