有的用戶在設計安全回路時，在安全鏈中混用安全和普通元件，覺得不會有什麼大問題，但其實卻埋下了“事故的隱患”

，比如：將安全繼電器的輸出接到普通PLC的輸入端，由普通PLC切斷安全相關輸出；亦或是在高性能等級（PLr)要求的前提下，選用了不恰當的元件，等等......

　　讓人不禁要問：“普通元器件就真的容易失效嗎？安全元器件就能確保不會失效嗎？”今天來聊聊關於元器件失效的話題。

　　普通PLC的失效模式

　　以普通PLC為例
，普通PLC的(de)輸(shu)出(chu)端(duan)口(kou)通(tong)常(chang)分(fen)為(wei)晶(jing)體(ti)管(guan)型(xing)和(he)繼(ji)電(dian)器(qi)型(xing)，當(dang)輸(shu)出(chu)端(duan)發(fa)生(sheng)過(guo)載(zai)或(huo)浪(lang)湧(yong)衝(chong)擊(ji)時(shi)，就(jiu)可(ke)能(neng)會(hui)導(dao)致(zhi)晶(jing)體(ti)管(guan)故(gu)障(zhang)或(huo)繼(ji)電(dian)器(qi)觸(chu)點(dian)粘(zhan)連(lian)的(de)情(qing)況(kuang)。由(you)此(ci)導(dao)致(zhi)的(de)具(ju)體(ti)故(gu)障(zhang)現(xian)象(xiang)可(ke)能(neng)是(shi)輸(shu)出(chu)導(dao)通(tong)為(wei)ON，指示燈點亮，但並無輸出
；更為可怕的是輸出切斷至OFF，指示燈熄滅，但輸出實際仍然存在
，也就是說，PLC對設備發出了停止指令，但設備卻“不聽號令”
，這將可能導致危險事件的發生。

過熱導致集成電路失效

　　在安全有關部件（SRP/CS）鏈路中，將普通PLC作為其中一個環節，會使安全功能存有較大的失效概率。因為普通PLC缺失MTTFd數據
，根據ISO 13849-1，可以使用MTTFd=10年的默認值，進行計算後發現
，普通PLC作為SRP/CS中一個環節
，其性能等級隻能達到PL=a（Cat.B）。

　　接觸器與繼電器的失效模式

　　接(jie)觸(chu)器(qi)和(he)繼(ji)電(dian)器(qi)是(shi)控(kong)製(zhi)櫃(gui)中(zhong)必(bi)不(bu)可(ke)少(shao)的(de)元(yuan)器(qi)件(jian)。在(zai)一(yi)些(xie)安(an)全(quan)回(hui)路(lu)中(zhong)，我(wo)們(men)常(chang)用(yong)它(ta)們(men)作(zuo)為(wei)執(zhi)行(xing)元(yuan)件(jian)來(lai)切(qie)斷(duan)危(wei)險(xian)能(neng)量(liang)源(yuan)。這(zhe)類(lei)元(yuan)器(qi)件(jian)最(zui)常(chang)見(jian)的(de)故(gu)障(zhang)就(jiu)是(shi)觸(chu)點(dian)粘(zhan)連(lian)
、熔焊。

熔焊的觸點導致危險動作無法被有效切斷

　　發生故障的原因常見於通過觸點的電流過大、觸點通斷切換過於頻繁導致觸點過熱。在觸點溫度過高時
，觸點表麵金屬可能處於熔融狀態，最終引起粘連無法斷開。

　　安全元器件就不會失效嗎？

　　其實安全元器件也會有失效概率。我們講的性能等級PL，其本質上就是在評判控製回路的危險失效概率。安全元件的手冊中通常會標注它的每小時危險失效概率（PFHd）及其滿足的性能等級要求。

　　相xiang較jiao於yu單dan個ge普pu通tong元yuan件jian而er言yan，安an全quan元yuan件jian的de失shi效xiao概gai率lv要yao遠yuan低di於yu普pu通tong原yuan件jian，通tong常chang要yao低di幾ji個ge數shu量liang級ji，並bing且qie在zai架jia構gou上shang，安an全quan元yuan件jian往wang往wang采cai用yong冗rong餘yu設she計ji，“雙保險”的理念進一步確保了非常低的失效概率。

PILZ可編程安全模塊的失效概率數據（包含單/雙通道應用）

　　普通元件就用不得嗎？

　　其(qi)實(shi)也(ye)不(bu)然(ran)。經(jing)過(guo)合(he)理(li)的(de)設(she)計(ji)，選(xuan)用(yong)適(shi)當(dang)的(de)普(pu)通(tong)元(yuan)件(jian)並(bing)組(zu)成(cheng)冗(rong)餘(yu)架(jia)構(gou)，也(ye)可(ke)將(jiang)失(shi)效(xiao)概(gai)率(lv)控(kong)製(zhi)在(zai)極(ji)低(di)的(de)區(qu)間(jian)。比(bi)如(ru)選(xuan)用(yong)強(qiang)製(zhi)導(dao)向(xiang)觸(chu)點(dian)的(de)繼(ji)電(dian)器(qi)，在(zai)MTTFd值較高的前提下，輔以冗餘設計和反饋檢測（需要通過安全控製器實現），甚至可以實現最高PL=e的結果。

　　非安全元器件的選用要點

　　單個普通元件有明確的失效模式
，可能導致設備危險源無法停止的可怕後果，因此選用合適的元件就顯得尤為重要。

　　到底哪些普通元件適用於安全回路呢
？

　　在ISO 13849-1
，《GB/T 16855.1 機械安全 控製係統安全相關部件 第1部分：設計通則》中規定，自類別1（category1）開始

，就應當選擇經驗證的安全元件（well-tried components）和/或經驗證的安全原則（well-tried safety principles）。

不同類別對於經過驗證的元器件與經過驗證的安全原則要求

　　所以，當我們所設計的回路架構需滿足Cat1及以上要求時，就需要考慮元器件是否“經驗證”了。

　　根據性能等級（PL）與類別（category）的對應關係圖表，cat.1滿足PLr≥c的最低架構

，因此，當回路性能等級要求PLr=c或更高時，我們都應選用符合經驗證安全原則的元器件。

　　在ISO 13849-2
，《GB/T 16855.2機械安全 控製係統安全相關部件 第2部分：確認》中
，對經驗證的安全原則和經驗證的元器件作了明確定義
，感興趣的朋友可以閱讀標準原文。