Введение

"ГОСТ IEC 61326-3-1-2015. Межгосударственный стандарт. Электрическое оборудование для измерения, управления и лабораторного применения. Требования ЭМС. Часть 3-1. Требования помехоустойчивости для систем, связанных с безопасностью, и оборудования, предназначенного для выполнения функций, связанных с безопасностью (функциональная безопасность). Общие промышленные применения" (введен в действие Приказом Росстандарта от 06.08.2015 N 1100-ст)

Введение

Функциональная безопасность является той частью общей безопасности, относящейся к управляемому оборудованию (EUC) и системе управления EUC, которая зависит от правильного функционирования электрических систем, связанных с безопасностью. Для достижения этой цели все образцы оборудования системы, связанной с безопасностью, участвующие в выполнении функций безопасности, должны функционировать определенным образом при всех соответствующих условиях.

IEC 61508 является основополагающим стандартом IEC по функциональной безопасности электрических/электронных/программируемых электронных систем, связанных с безопасностью. Он устанавливает общие требования для достижения функциональной безопасности. Достаточная устойчивость к воздействию электромагнитных помех является одним из таких требований.

Концепция IEC 61508 делает различие между применениями и конструкцией электрических и электронных систем, связанных с безопасностью. Взаимодействие между этими составляющими задает спецификация требований к безопасности (SRS). В ней следующим образом устанавливаются все необходимые требования к предполагаемому применению:

a) Определение функции безопасности на основе оценки риска предполагаемого применения (функцией которого является снижение риска).

b) Назначение уровня полноты безопасности (SIL) для каждой функции безопасности на основе оценки риска предполагаемого применения.

c) Определение условий, для которых система предназначена, в том числе электромагнитной обстановки в соответствии с требованиями IEC 61508-2.

Таким образом, важной отправной точкой при рассмотрении устойчивости к воздействию электромагнитных явлений является детализация характеристик электромагнитной обстановки и соответствующих ей явлений в спецификации требований к безопасности в соответствии с IEC 61508. Система, связанная с безопасностью, предназначенная для реализации заданной функции безопасности, должна удовлетворять спецификации требований к безопасности, из которой должны быть получены соответствующие требования к помехоустойчивости образцов оборудования; следствием будет разработка спецификации требований к оборудованию. Что касается электромагнитной обстановки, то спецификация требований к безопасности и спецификация требований к оборудованию должны базироваться на компетентной оценке прогнозируемых угроз реальной электромагнитной обстановки на протяжении всего срока эксплуатации оборудования. Таким образом, требования помехоустойчивости оборудования зависят от характеристик электромагнитной обстановки, в которой оборудование планируется эксплуатировать.

Изготовитель оборудования, следовательно, должен доказать, что оборудование соответствует спецификации требований к оборудованию, а системный интегратор должен доказать, что система соответствует спецификации требований к безопасности SRS. Доказательства должны быть получены путем применения соответствующих методов. При этом не следует рассматривать любые другие аспекты применения, например риск применения, обусловленный любым отказом системы, связанной с безопасностью. Все оборудование системы должно удовлетворять конкретным критериям качества функционирования с учетом аспектов функциональной безопасности [например, критерию качества функционирования (FS)] до уровней, установленных в спецификации требований к безопасности в зависимости от требуемого уровня полноты безопасности (SIL).

Существуют два основных подхода к анализу электромагнитной обстановки и формированию требований помехоустойчивости:

(A) При определении соответствующих уровней помехоустойчивости для системы и оборудования рассматривают общую электромагнитную обстановку без каких-либо конкретных ограничений, например обстановку в промышленной зоне, а также учитывают все электромагнитные явления, которые могут возникнуть, с их максимальными амплитудами. Данный подход, будучи использованным при определении уровней, установленных в IEC 61326-3-1, приводит к завышению уровней помехоустойчивости для некоторых электромагнитных помех по сравнению с уровнями помехоустойчивости, которые устанавливаются без учета функциональной безопасности.

(B) Управление электромагнитной обстановкой, например путем применения специальных устройств и практики подавления помех, с тем чтобы электромагнитные помехи и их амплитуды могли удерживаться только в определенных рамках. Эти помехи и ограниченные амплитуды затем учитываются при определении уровней помехоустойчивости. Эти уровни необязательно должны быть выше уровней, полученных без учета требований функциональной безопасности, так как это гарантируется соответствующими средствами, позволяющими обычно устранить появление высоких амплитуд. Именно такой подход рассматривается в IEC 61326-3-2.

Применение подхода (A) в отношении общей электромагнитной обстановки в промышленной зоне требует правильной оценки электромагнитных помех и их прогнозируемых амплитуд в этой зоне. По этой причине, а также в связи с требованиями IEC 61508, должны быть использованы данные об электромагнитной обстановке по IEC 61000-2-5. Эта публикация IEC содержит информацию о прогнозируемых электромагнитных помехах и описывает их амплитуды с точки зрения уровней электромагнитной совместимости. Их можно рассматривать в качестве уровней помех, при которых обеспечивается приемлемый уровень электромагнитной совместимости; эти уровни далее используются в качестве базовых для формирования требований нормальной помехоустойчивости, как указано в стандартах, не связанных с безопасностью, таких как IEC 61326-1, IEC 61326-2-X или общий стандарт IEC 61000-6-2. Данный нормальный подход обычно применяется для достижения электромагнитной совместимости на основе технико-экономического компромисса, допуская определенные случаи вредного влияния помех. Однако этот подход не является достаточным в случае систем, связанных с безопасностью, и используемого в них оборудования. Уровни помехоустойчивости должны быть определены с учетом всех электромагнитных помех и максимальных прогнозируемых амплитуд в рассматриваемой электромагнитной обстановке и, следовательно, для многих электромагнитных помех эти уровни будут повышены по сравнению с нормальными.

Следуя подходу (A), IEC 61326-3-1 устанавливает частные требования по устойчивости к воздействию электромагнитных помех для систем, связанных с безопасностью, и для оборудования, предназначенного для использования в системах, связанных с безопасностью. Эти требования дополняют определенные требования IEC 61326-1, а также выбранные электромагнитные помехи и ожидаемые испытательные уровни при испытаниях на помехоустойчивость, чтобы обеспечить соответствие условиям электромагнитной обстановки большинства промышленных применений.

На рисунке 1 проиллюстрирована взаимосвязь между стандартами IEC 61326-1, IEC 61326-2-X, IEC 61326-3-1 и IEC 61326-3-2.

Примечание 1 - Требования функциональной безопасности к оборудованию, рассматриваемые как "проверенные практикой" в соответствии с IEC 61511-1, исключены из области применения IEC 61326-3-1 и IEC 61326-3-2.

Примечание 2 - Термин "испытания по ЭМС" относится к испытательным уровням соответствующих стандартов, например IEC 61326-1, IEC 61326-2-X или IEC 61000-6-2.

Примечание 3 - Приведенная на рисунке схема не предназначена для установления последовательности испытаний.

Примечание 4 - Для оборудования, предназначенного для использования в применениях, связанных с безопасностью, см. дополнительные требования в таблице 4 настоящего стандарта.

Рисунок 1 - Взаимосвязь между стандартами IEC 61326-1,

IEC 61326-2-X, IEC 61326-3-1 и IEC 61326-3-2

Повышенные испытательные уровни в настоящем стандарте являются производными от наиболее высоких уровней, ожидаемых в электромагнитной обстановке большинства промышленных применений. Эти повышенные испытательные уровни относятся к потенциально возможной электромагнитной обстановке. Они не связаны с аналитическим подходом к уровню полноты безопасности, необходимому для системы, связанной с безопасностью, потому что отсутствует реально доказанная зависимость между испытательным уровнем и вероятностью отказов в процессе эксплуатации. Влияния электромагнитных помех рассматривают как систематически проявляющиеся эффекты, которые по своей природе часто приводят к "общим сбоям".

Конструкция оборудования должна учитывать требуемый уровень полноты безопасности и должна быть разработана таким образом, чтобы предотвратить появление опасных систематических отказов. Достаточная устойчивость к воздействию электромагнитных помех может быть обеспечена только путем соответствующего проектирования, подавления помех и технологией производства монтажных работ с учетом электромагнитной обстановки, что, однако, не входит в область применения настоящего стандарта.

Поэтому достижение требуемого уровня полноты безопасности SIL рекомендуется обеспечивать путем принятия конструктивных решений, с одной стороны, и путем реализации характеристик, выявленных в результате испытаний для повышения уровня доверия к результатам испытаний, с другой стороны.