CE安全标准规范电气类解读.docx

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CE安全标准规范电气类解读

1目的

为了严格执行CE标准，产品在设计过程中能达到CE标准中的安全规范，使产品能符合欧盟标准，成为世界一流产品。

现对电气产品涉及到CE安全标准部分做出相关规定。

2适用范围

本标准规定了电气产品中电源、导线和电缆、断电装置、控制电路、控制功能、操作界面、电动机和附属设备、技术文档和测试的相关规定。

本标准适用于公司内所有产品。

3规范性引用文件

下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。

凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。

凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。

EN60204-1-2006+A1-2009《机械安全　机械的电气设备　第1部分：

一般要求》

等效GB5226.1-2008《机械电气安全机械电气设备第1部分：

通用技术条件》

BSENISO13849-2008《机械安全性控制系统中的安全性相关部件》

等效GB/T16855-2008《机械安全控制系统有关安全部件》

4一般要求

4.1遵循低电压指令（LVD指令）——2006/95/EC。

使用电压范围在交流（AC）50~1000V，直流（DC）75~1500V的机电产品。

4.2工业配线及元器件安装法则参考EN60204-1-2006+A1-2009《机械安全　机械的电气设备　第1部分：

一般要求》。

4.3电气原理图绘制请参看《欧规电路图制作讲义》。

5相关部件安全要求

5.1电源、导线和电缆

5.1.1机器电控系统的电源供给为单一电源，当其它组件需使用不同的电源电压时，此电源应由变压器提供。

5.1.2使用中性线，应清楚标示于安装图或电路图中，并以N作为标示符号，中性线不能与接地线连接，也不能有PEN端子。

5.1.3电源入线应清楚标示:

（1）单相:

L1/L2;

（2）三相:

L1/L2/L3。

5.1.4电源线进线处，接地线端子应有PE标识。

其余接地线需标示。

5.1.5三相电源入线处必须提供触电防护（防止手指触及）和贴附警告标志。

5.1.6接地线必须使用黄+绿色线（单一颜色至少须占30%但不超过70%，而另一颜色占有其它部份），且须遍及整条导线。

其余配线及线套（无论是电力线、控制线或信号线）都不能使用黄色或绿色线（但多心电缆线不在此限；建议若多心电缆线中有黄色或绿色线，配线时以其它颜色的胶带加以覆盖）。

5.1.7PE（接地）铜导线最小线径要求：

电源相线S（mm2）

PE导线（mm2）

S≤16

S

16＜S≤35

16

S＞35

S/2

5.1.8导线基本上使用铜导线；其它材料导线的使用应能负载相等于铜导线所负载电流的线径。

5.1.9铝导线的线径至少须为16mm2。

5.1.10电缆线必须有适当的防护，防止与其它粗糙平面的摩擦、扭曲或缠绕、外来不当的应力。

5.1.11机器操作时，电缆线应尽可能保持承受较低的张力，铜导线所受的张力应不超过15N/mm2。

5.1.12电路导线的标识

序号

电路

颜色

1

中线

浅蓝

2

地线

黄绿

3

交流和直流动力线

黑色

4

交流控制线路

红色白色

5

直流控制线路

蓝色棕色

5.1.13电柜内控制面板上的导线必须加以固定。

5.1.14电柜外移动组件的导线应使用可挠性导线。

外部导线应使用合适的导管加以保护，不能有单心导线布于电气箱外。

5.1.15电气箱体非金属导管必须使用防火绝缘材料。

箱内所有组件的带电部分都必须有防止手指触及的触电保护。

5.1.16闪电警告标志必须清楚可辨地贴附在电气箱门上。

5.1.17建议电气箱门宽不超过0.9m，开启角度至少95°。

5.1.18进入电气箱的电缆线或导管，如果使用特殊的固定头、护线套等，不能降低它的IP保护等级。

5.1.19导线槽应提供至少IP33的保护等级。

5.1.20如果电缆线必须移动接近其它移动性组件，则电缆线与移动性组件间必须有至少25mm的距离；如果实际不可行，则必须提供固定式的阻挡物。

5.1.21供导线用的接线盒或其它接线箱应易于接近及维修，提供适当的IP保护等级，不能有开口而没用顶件，且其构造必须能排除灰尘、油、冷却液等物质。

5.1.22电缆线或油气压等管线经过的出入口、表而、锐角、凹处等必须经过的适当处理（如:

加护套、倒角或磨平等）以防止造成磨损。

5.1.23若电控箱的顶端易于接近，其触电保护至少需为IP54，任何开口（如门和进出线口，风扇等）都不能破坏IP等级。

5.1.24重要的电控组件，如控制器、电源隔离开关、紧急停比装置、极限开关、侦测装置、及其它与安全有关之组件等应使用经认证之产品。

5.1.25导线载流值参照表：

5.1.26导体和电缆导体数的安装方法：

5.2断电装置

5.2.1每一部机器都必须有电源隔离开关，用以中断所有电源。

断电装置要求如下:

a）开（On）标示I；关（Off）标示O

b）断路器在O与I间应有一重置功能（Reset/Tripped）

c）必须有黑色或灰色的外部操作把手

d）在O位置可以上锁

e）足够的切断容量以中断所有电源供给电路

5.2.2断电装置的操作把手应易于接近，并位于操作平面之上0.6~1.9m。

5.2.3用以供维修设备使用的插座应有过电流保护。

5.2.4照明电路必须有过电流保护。

5.2.5插头/插座组合必须有合适的尺寸和足够的接合力，以确保电气的连续险，根据所用的电压，带电极间必须有适当的间隙。

5.2.6插头/插座组合应防止在任何时间与导电组件意外的接触。

5.2.7额定电流超过16A或在操作期间必须保持连接的插头/插座组合应具有防止意外中断的型式（如:

防拉）。

5.3控制电路

5.3.1控制电路的电压若来自变压器，其不可超过277V。

5.3.2变压器的一次侧必须有过电流保护，过电流保护的型式与设定应按照供货商的建议。

5.3.3变压器一次侧及二次侧的110V/220V必须加过电流保护（断路器/或保险丝），变压器本身必须接地。

5.3.4如果不正确的电源电压相序会造成危险或损坏机器，应提供相序保护。

5.4控制功能

5.4.1启动功能——应通过相关回路通电动作而完成

●设备只有在所有防护装置到位后才能启动

●每一个控制站都应有独立的手动启动控制部件

●在启动前所有启动部件都应处于OFF位置

●启动按钮需防止意外启动

5.4.2停止功能——三种停止方式

●O级:

非控制的停止：

切断机器电源，不可控停车

●I级:

控制的停止：

停止指令发出后，机器的电源维持到运动部件完全停止，受控停车

●2级:

控制的停止：

发出停止指令，但机器的驱动装置依然带电

●依据机器的风险分析和功能需求选择停止等级

●停止功能优先于启动功能

●急停不能使用2类停止，除非使用安全PLC等部件

5.4.3操作模式:

5.4.3.1若操作模式的选择会产生危险的情况，应有适当的方法加以防止未授权操作（如:

钥匙操作开关、存取码）。

5.4.3.2模式的自行选择不可致动机器的操作，应由操作者的另一动作达成。

5.4.3.3在所有模式下安全护罩及急停都必须有效。

5.4.3.4操作模式的选择必须提供合适的指示（如:

选择开关、指示灯）。

5.4.4紧急停止要求:

5.4.4.1具有优于所有操作模式下的功能，尽速移离会使机器产生危险状况的电能（如:

1级的停止）。

5.4.4.2重置（Reset）后不可自行再起动。

5.4.4.3紧急停止需要为0级或1级的停止，当使用0级紧急停止，仅可用硬件配线的机电组件。

5.4.4.4紧急停止的操作不能依赖电子逻辑或命令。

5.4.4.5急停需为红色蘑菇头按钮，黄色底，同时参考5.5.3。

5.5操作界面

5.5.1按钮开关颜色要求

5.5.1.1启动按钮ON键:

白色，灰色，绿色或黑色，优先使用白色，红色禁止;

5.5.1.2停止按钮OFF键:

黑色，灰色，红色（但不能置于急停件附近）或白色，优先使用黑色，绿色禁止;

5.5.1.3红色用于急停按键;

5.5.1.4启动/停止交替按钮ON/OFF键:

白色，灰色或黑色。

红色，黄色和绿色禁止;

5.5.1.5寸动按钮:

白色，灰色或黑色。

红色，黄色和绿色禁止;

5.5.1.6重置按钮RESET按键:

兰色，白色，灰色或黑色；

★标志：

在控制件附近，最好置于按键之上

5.5.2指示灯要求

5.5.2.1指示灯使用的目的：

●引起注意或指示操作者完成某种任务，常用红，黄，绿和兰色;

●确认指令，状态或情况，或者用于确认一个变化周期的结束，常用蓝色和白色，有时可以用绿色;

5.5.2.2指示灯使用的颜色：

颜色

意义

操作者因应动作

红

紧急

立即处理危险状况

黄

不正常

监控及/或介入

绿

正常

功能选择

蓝

强制

强制性动作

白

中性

监控

5.5.3紧急停止按钮必须手动方能复归，不可自行复归，致动器本体必须为红色，背景必须为黄色；按钮操作式应为扁平蘑菇头型式。

5.6电动机和附属设备

5.6.1额定功率超过0.5kW的马达必须有过载保护，过载保护动作后，若马达的自行重新启动会造成危险，则此动作应被禁止。

5.6.20.5KW以上的电机需安装保护装置。

5.6.3所有马达的保护等级至少必须为IP23。

5.6.4马达、变压器、风扇、电源供应器、电路板、热电偶、润滑系统与装有电控组件的箱门、外盖、控制面板或控制台必须加以接地。

5.6.5电气设备应标示供货商名称、商标或其它识别符号；需要时可加上认证标志。

5.6.6所有马达需符合IEC/EN60034-1的要求。

5.6.72015年1月1日起欧盟规定功率在7.5kW-375的马达需使用能效等级为IE3的马达，如使用IE2的马达，需加装变频器。

5.7技术文挡（目的地国家官方语言）

●对所有技术文挡的要求:

IEC61082-1-2006《电气技术用文件的编制第1部分:

规则》,EN61346-1-1996《工业系统、设施、设备和工业产品　结构原则和检索代号　第1部分：

基本规则》

●基本信息:

使用要求，储运，不当使用

●安装图

●方框图和功能图

●电路图

●操作手册

●维护手册

●零部件清单：

名称，型号，供应商，参数

5.8测试

5.8.1接地电路的连续性:

IEC60364-6-61

5.8.2绝缘电阻测试：

≥1MΩ

5.8.3耐压测试：

1000V.1s要求可以提，但无1000V的仪器做测试，是否需要删除该部分？

5.8.4残余电压保护：

＜60V,5s内

剩余电压测量

5.8.5功能测试（EMO,Interlock,function）

5.8.6复位

6控制系统有关安全部件的分析（这部分是培训老师要求加的）

本标准提供了包括软件设计在内的控制系统有关安全部件（SRP/CS）设计和集成的安全要求和指导原则，对于SRP/CS的部件，规定了包括执行安全功能所需的性能等级在内的特征，适用于所有种类机械的SRP/CS，不管其采用的何种技术和能量。

6.1风险图

S：

伤害严重度

F：

暴露于危险的频率和时间

P：

避免危险或限制伤害的可能性

6.2术语简介

6.2.1控制系统有关安全部件（SRP/CS）：

用于提供安全功能的机器控制系统部件称为控制系统有关安全部件（SRP/CS），它们由硬件和软件组成，由安全相关触发元件信号输入至控制元件信号输出位置（如从位置开关信号输入到接触器触点动作）。

6.2.2类别：

控制系统有关安全部件在防止故障能力以及故障条件下后续行为方面的分类，它通过部件的结构、布置、故障检测和部件可靠性来达到。

6.2.3安全功能危险失效概率取决于：

软硬件结构，故障检测装置的范围[诊断覆盖率（DC）]、部件的可靠性[平均危险失效时间（MTTFd），共因失效（CCF），设计流程、工作压力、环境条件和操作程序等。

6.2.3.1诊断覆盖率（DC）

被检测到的危险失效的失效率与全部危险失效的失效率之间的比值。

一般地，可使用失效模式及影响分析（FMEA）或类似方法来估计DC，因此宜考虑所有相关的故障和失效模式，对照所需的性能等级（PLr）检测执行安全功能的SRP/CS组合的PLr。

诊断覆盖率（DC）估计可参考附录ENISO13849

6.2.3.2每个通道的平均危险失效时间（MTTFd）

单个元件的平均危险失效时间（MTTFd）估计及计算请参考ENISO13849附录C

6.2.3.3共因失效（CCF）

同一事件引起的不同产品的失效，这些失效之间没有因果关系。

如：

外部电磁干扰，粉尘污染等。

6.2.4性能等级PL

有关安全部件完成安全功能的能力通过确定性能等级PL来表示，应通过估计一下参数来确定SRP/CS的PL。

系统要求的PL值——通过图表评估

系统获得的PL——通过计算

6.2.4.1性能等级（PL）与安全完整性等级（SIL）之间的关系

6.2.4.2PFHD与PL与SIL之间的关系情况

6.3系统结构

任何一个系统都可以被分为基础系统部件或者称为“子系统”。

每个子系统都拥有它自己的离散功能。

大多数系统可被分成三个基础功能：

输入、逻辑求解和输出（有些简单的系统可能没有逻辑求解功能）。

实施这些功能的部件组称为子系统。

系统结构：

6.3.1一个简单的单通道电气系统示例。

它只包括输入和输出子系统。

6.3.2系统稍微复杂一些，就需要一些逻辑。

安全控制器内部将会产生容错（即双通道），但整体系统依然限制在单通道状态，这是由于单一限位开关和单接触器的缘故。

6.3.3双通道系统【也称冗余系统]，因为该系统有两个通道，它能容忍一个单独的故障，并且依然继续工作；只有当两个通道同时出现故障时该系统才失效。

6.3.4包括故障检测的诊断措施，可以让系统在它的安全功能方面变得更加可靠。

检测故障的同时将系统转换为安全状态。

下图显示包括通过监控技术实现的诊断措施。

6.4类别

6.4.1B类系统中没有诊断覆盖率，且每个通道的MTTFd可低至中等水平，不考虑CCF。

可实现的PL值最大为PL=b

6.4.2I类的SRP/CS应采用经验证的元件和经验证的安全规则来设计和构造。

它比类别B更不容易失效，可实现的PL值最大为PL=c

6.4.32类结构中，MTTFd和DC的计算仅考虑功能通道的模块，而不考虑测试通道的模块，整个SRP/CS的诊断覆盖率DC包括故障检测应是低的，每个通道的MMTFd应高低可选，它取决于要求的性能等级，应采取防止CCF的措施。

可实现的PL值最大为PL=d

6.3.43类的SRP/CS的设计应使得任何这些部件中的单一故障都不会导致安全功能丧失，只要合理可行，在有关安全功能的下一个指令发出时或发出前应检测出单一故障。

单一故障时，系统/子系统不能失效，这意味着系统需要与安全功能相关的单一故障容错。

类别3架构的DC需要至少为60%

6.3.5类别4与类别3拥有一个相似的要求图，它需要的监控能力越大，即诊断覆盖率越高。

这是通过重虚线表示监控功能。

大体上说，类别3和类别4之间差别是：

类别3必须能检测到大多数情况下的故障，类别4必须检测到所有单一故障。

DC需要至少99%。

即便是故障组合，也不能导致危险故障。

6.4数据确定方法

故障与固有可靠性与使用率成正比。

使用率越大，部件零件越有可能降级和出现故障。

机械结构的PFHd或MTTFd的估计值通常都是基于测试进行的——B10d测试：

在B10d测试中，许多机器样品[通常至少为十个]在适合的典型条件下进行测试。

操作周期的平均数目达到危险条件样品故障的10%之前被称为B10d值。

6.5软件

软件故障在性质上是系统固有的。

通过设计、写入或者编辑的方式都可能导致故障。

因此全部故障是由系统生产的方式导致的，而不是使用。

因此为了控制故障，我们必须控制系统经典的V模型