GB/T 16855.1是機(jī)械安全控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的重要標(biāo)準(zhǔn)，在前幾期和大家聊了識(shí)別安全功能、規(guī)范安全功能特征并確定所需的性能等級(jí)，接下來(lái)就可以進(jìn)入具體的安全控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)了，確定系統(tǒng)類(lèi)別（Category）對(duì)應(yīng)的指定架構(gòu)是設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)中最重要的步驟之一。

類(lèi)別（Category）：安全控制系統(tǒng)在防止故障能力以及故障條件下后續(xù)行為方面的分類(lèi)，它通過(guò)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)布置、故障檢測(cè)和/或部件可靠性來(lái)達(dá)到，也是決定安全控制系統(tǒng)性能等級(jí)的重要因素之一。安全控制系統(tǒng)的架構(gòu)可以分為五個(gè)類(lèi)別，分別是類(lèi)別B、類(lèi)別1、類(lèi)別2、類(lèi)別3和類(lèi)別4。

類(lèi)別B和類(lèi)別1

類(lèi)別B是基本類(lèi)別，所有其它類(lèi)別都必須滿足類(lèi)別B的要求。類(lèi)別B和類(lèi)別1主要通過(guò)選擇和使用合適的元件實(shí)現(xiàn)故障耐受能力，發(fā)生一個(gè)故障就可使安全功能無(wú)效。由于使用了特殊元件和經(jīng)驗(yàn)證的安全原則，類(lèi)別1的抗共因失效能力要高于類(lèi)別B。

類(lèi)別2、類(lèi)別3和類(lèi)別4

這三種類(lèi)別主要通過(guò)結(jié)構(gòu)措施實(shí)現(xiàn)更好的安全功能表現(xiàn)。

類(lèi)別2的安全功能表現(xiàn)通常由技術(shù)測(cè)試設(shè)備（TE）通過(guò)自檢定期自動(dòng)檢查。如果是在兩次檢測(cè)中間發(fā)生故障，那么安全功能就可能失敗。通過(guò)選擇適當(dāng)?shù)臏y(cè)試間隔，應(yīng)用類(lèi)別2可實(shí)現(xiàn)合適的風(fēng)險(xiǎn)減小。

類(lèi)別3和類(lèi)別4發(fā)生單一故障不會(huì)導(dǎo)致安全功能喪失。類(lèi)別3和類(lèi)別4是采用雙通道的冗余措施，在其中一個(gè)通道發(fā)生故障的情況下，安全控制系統(tǒng)依然可以執(zhí)行安全功能，即為Fail-Safe（失效安全）。類(lèi)別4以及在合理可行的情況下，類(lèi)別3也能自動(dòng)檢測(cè)到此類(lèi)故障。另外，類(lèi)別4還具備抵抗未檢測(cè)故障累積的能力。

由此可見(jiàn)，類(lèi)別4的架構(gòu)在安全控制系統(tǒng)中的故障耐受力更高，換句話說(shuō)，采用類(lèi)別4架構(gòu)的安全控制系統(tǒng)更安全。有關(guān)類(lèi)別的詳細(xì)規(guī)范，可參見(jiàn)GB/T 16855.1-2018中的6.2。

在實(shí)際設(shè)計(jì)過(guò)程中，類(lèi)別的選擇取決于所要求的性能等級(jí)。通常來(lái)說(shuō)，PLr=e，推薦采用類(lèi)別4；PLr=d，推薦采用類(lèi)別3；PLr=c，推薦采用類(lèi)別2。

下圖中的控制系統(tǒng)是屬于類(lèi)別幾？

上圖中安全控制系統(tǒng)所執(zhí)行的是安全門(mén)聯(lián)鎖開(kāi)關(guān)的安全功能，由輸入（安全門(mén)聯(lián)鎖開(kāi)關(guān)）、邏輯（可編程安全模塊）、輸出（接觸器）構(gòu)成。輸入部分采用兩個(gè)聯(lián)鎖開(kāi)關(guān)，輸出部分采用兩個(gè)接觸器，輸入輸出都是雙通道的冗余構(gòu)架，邏輯部分采用了最高可以達(dá)到類(lèi)別4、PLe的可編程安全模塊。因此，這個(gè)安全控制系統(tǒng)的構(gòu)架類(lèi)別至少為類(lèi)別3。由于輸入部分無(wú)法檢測(cè)兩個(gè)開(kāi)關(guān)之間的短路故障（該故障不會(huì)導(dǎo)致安全功能丟失），因此該系統(tǒng)的構(gòu)架類(lèi)別只能夠達(dá)到類(lèi)別3。