發(fā)布日期:2022-07-14 點擊率:60
之前已經知道了PLr值的確定方法,但如果驗證設計是否符合PLr的要求,其中會用到MTTFd(平均危險失效時間)和DC(診斷覆蓋率),那MTTFd和DC怎么來得到呢?下面來介紹這兩個值的情況:
1、首先來說如何得到MTTFd的值。對于MTTFd,一個是元件自身的MTTFd,一個是一個通道的MTTFd值,知道了組成通道的元件的MTTFd,才可以根據公式得出通道的MTTFd值,所以,計算MTTFd值,實際上是首先得出元件的MTTFd值,然后在計算通道的MTTFd值:
所以先來看元件的MTTFd的查表和估算,即附錄C的情況。
在附錄C中,分兩個方面給出了氣動元件、機械元件、機電元件的MTTFd的值或通用計算方法和通用電子元件的MTTFd的值。對于通用電子元件,如電容、電阻、晶體管、光耦等的相關數據,都來自于SN29500的數據庫,都可以直接查表獲得。但對于一些氣動元件、機械元件、機電元件的MTTFd,很難直接得到數據,而且多數時候,制造商也只能給出元件危險失效的數量達到10%時的平均周期數,即B10d。所以附錄C也給出了通過B10d的數據來計算MTTFd的方法,即:
其中:
hop—— 平均工作時間,單位:小時/天
dop—— 平均工作時間,單位:天/年
t周期—— 元件兩個相繼周期的起始點之間的平均工作時間,單位:秒/周期
如:一個氣動閥門,制造商給出的B10d值為6x107,該閥門在一年中工作220天,每天工作16小時,每天切換2次,閥門兩次動作的起始點之間的平均時間為5秒,則有:
B10d——60000000
hop—— 16小時/天
dop—— 220天/年
t周期—— 5s
代入公式則有:
有了單個元件的MTTFd的值,就可以計算通道的MTTFd的值了,一個通道的MTTFd,就是這個通道上所有單個元件MTTFd值倒數的代數和,即:
而如果有并聯(lián)的冗余通道,則應采用下式計算:
2、DC值的得出:
DC即診斷覆蓋率(diagnostic coverage),是可診斷的危險失效的失效率與所有危險是小的失效率之間的比值,其的值分四級給出,通??梢允褂肍MEA或者類似的方法來估算DC,簡化的方法在ISO13849-1的附錄E中給出了,只要在相關的情況中采用的相關的措施,則可認為其DC達到了相應的水平。
DC的四個級別見下表:
具體的措施和對應的DC值,可參見附錄E的內容來進行進一步的確定。
當然,如果一個通道中的元器件有不同的DC值,則這條通道的平均值DCavg 就要從下面的公式計算得出:
確定了MTTFd和DC的值,就可以通過下圖,來確定PL了。
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如果需要得出具體的PL值,可以用MTTFd的值、DC的值和所選的電路結構類型Category來對應查找ISO13849-1的附錄K,即可得出具體的PL值。
在SRP/CS的設計中,共因失效(CCF)也是一個不可忽略的因素。所謂共因失效(Common Cause Failure),是指同一事件引起的不同產品的失效,而這些失效相互之間是沒有因果關系的。
能導致共因失效的因素很多,諸如:雷同的設計;相同的元件進行冗余;類似元器件的不合理應用等等,都可能導致共因失效的出現。為了有效避免這些在設計中可能被忽略的情況,ISO13849-1在附錄F中給出了防止CCF的措施,并按照技術相關性給出了相應的分值作為參考。在對SRP/CS進行CCF評估時,可以按照表格列出的措施和相應分值進行打分,然后將各項措施所獲得的分值進行相加,滿分是100分,而如果采取措施的累加分值小于65,則說明系統(tǒng)對CCF的考慮是有問題的,如果不能在相關方面進行整改,就要考慮其他的附加措施進行處理。
表格如下:
另外,在實際的設計當中,還可能會遇到多個簡單SRP/CS的串聯(lián)使用,如下圖:
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這種情況,PL又當如何計算呢?相同PL等級的電路,串聯(lián)起來還可以得到相同PL等級的電路嗎?對此種情況,應遵照如下方法進行評估:
1、 確定所有SRP/CS中最低的PL等級,視為PLlow
2、 確定SRP/CS的個數Nlow,如果Nlow≤N,則PL=PLlow
3、 查下表,即可得出這個串聯(lián)系統(tǒng)的PL值
例如:
1、3個SRP/CS串聯(lián),如果3個SRP/CS的PL值都是a,則串聯(lián)起來得出的SRP/CS的PL值仍然是a;PLlow=a,Nlow=3,Nlow≤3,則PL=PLlow=a
2、3個SRP/CS串聯(lián),如果3個SRP/CS的PL值都是b,則串聯(lián)起來得出的SRP/CS的PL值只能是a;PLlow=b,Nlow=3,Nlow>2,則PL =a
可見,相同等級的電路串聯(lián),得到的并不一定是相同的等級的系統(tǒng)。這在設計上是要特別注意的。
方森安略(北京)科技有限公司 供稿
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