皮尔磁：GB/T 16855.1-确定系统类别对应的指定架构

GB/T 16855.1是机械安全控制系统设计的重要标准，在前几期和大家聊了识别安全功能、规范安全功能特征并确定所需的性能等级，接下来就可以进入具体的安全控制系统的设计环节了，确定系统类别（Category）对应的指定架构是设计环节中最重要的步骤之一。

类别（Category）：安全控制系统在防止故障能力以及故障条件下后续行为方面的分类，它通过系统的结构布置、故障检测和/或部件可靠性来达到，也是决定安全控制系统性能等级的重要因素之一。安全控制系统的架构可以分为五个类别，分别是类别B、类别1、类别2、类别3和类别4。

类别B和类别1

类别B是基本类别，所有其它类别都必须满足类别B的要求。类别B和类别1主要通过选择和使用合适的元件实现故障耐受能力，发生一个故障就可使安全功能无效。由于使用了特殊元件和经验证的安全原则，类别1的抗共因失效能力要高于类别B。

类别2、类别3和类别4

这三种类别主要通过结构措施实现更好的安全功能表现。

类别2的安全功能表现通常由技术测试设备（TE）通过自检定期自动检查。如果是在两次检测中间发生故障，那么安全功能就可能失败。通过选择适当的测试间隔，应用类别2可实现合适的风险减小。

类别3和类别4发生单一故障不会导致安全功能丧失。类别3和类别4是采用双通道的冗余措施，在其中一个通道发生故障的情况下，安全控制系统依然可以执行安全功能，即为Fail-Safe（失效安全）。类别4以及在合理可行的情况下，类别3也能自动检测到此类故障。另外，类别4还具备抵抗未检测故障累积的能力。

由此可见，类别4的架构在安全控制系统中的故障耐受力更高，换句话说，采用类别4架构的安全控制系统更安全。有关类别的详细规范，可参见GB/T 16855.1-2018中的6.2。

在实际设计过程中，类别的选择取决于所要求的性能等级。通常来说，PLr=e，推荐采用类别4；PLr=d，推荐采用类别3；PLr=c，推荐采用类别2。

下图中的控制系统是属于类别几？

上图中安全控制系统所执行的是安全门联锁开关的安全功能，由输入（安全门联锁开关）、逻辑（可编程安全模块）、输出（接触器）构成。输入部分采用两个联锁开关，输出部分采用两个接触器，输入输出都是双通道的冗余构架，逻辑部分采用了最高可以达到类别4、PLe的可编程安全模块。因此，这个安全控制系统的构架类别至少为类别3。由于输入部分无法检测两个开关之间的短路故障（该故障不会导致安全功能丢失），因此该系统的构架类别只能够达到类别3。