功能安全:故障链与安全功能清单
功能安全关注系统性失效与随机硬件失效,经故障→错误→失效→危害事件。矿用典型危害事件包括:碰撞人员、碰撞支护导致冒顶诱因、进入爆破警戒区、带电部件产生不可控电弧(与防爆相关)、钻锚误动作、运输车溜车、救援机器人阻断逃生通道。
本中心要求每台送检机器人提交《安全功能清单》,至少包括:
SF-01 紧急停止(机身+远程+巷道拉取),从指令到动力切断≤200 ms(移动类)或按风险评估更严。
SF-02 超速保护,超设定速度110%必须限速或停车。
SF-03 通信丢失保护,丢失超过声明阈值(默认移动类≤1.0 s,作业臂≤0.5 s)进入MRM。
SF-04 电子围栏/禁入区,穿越禁入区必须停车。
SF-05 人员接近保护,进入声明距离(默认1.0 m 警戒、0.5 m 急停)必须减速或停车。
SF-06 气体联锁,甲烷等超限按规程断电停机,算法不得“为了完成任务”覆盖。
SF-07 倾覆保护,横纵倾角超限降速/停车。
SF-08 看门狗与安全状态,主控心跳丢失切断动力。
安全相关控制部分应达到与风险匹配的PL/SIL。与人频繁共巷、质量>50 kg、速度>1.5 m/s 的移动机器人,人员保护相关功能原则上不低于PL d / SIL 2 量级,最终以HARA 为准。exida 与TÜV SÜD 的机器人功能安全实践(ISO 10218、ISO 13849、IEC62061、复杂矿山机械需结合IEC 61508)作为评审参照,不简单照搬协作机器人ISO/TS 15066 的力限值,因为矿用本体质量和环境与工厂协作臂不同。
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