幾乎所有的機(jī)器都具有控制電路，而且大多數(shù)機(jī)器的安全防護(hù)將與控制系統(tǒng)的安全相關(guān)部件（srp/cs）相連。雖然我們投入了大量關(guān)注和資源，旨在確保srp/cs的電氣部件、組件以及結(jié)構(gòu)和設(shè)計(jì)的安全性通常能夠滿足相關(guān)機(jī)器的安全要求，但氣動(dòng)系統(tǒng)則并未獲得這種關(guān)注。因此，氣動(dòng)系統(tǒng)在一些情況下并不符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)或指令，以至于由于設(shè)計(jì)不充分而在某些情況下，導(dǎo)致機(jī)器進(jìn)入不安全狀態(tài)。本文將介紹srp/cs的氣動(dòng)部件并探討常見(jiàn)的缺陷和故障。
在提出請(qǐng)求后，srp/cs通常斷開致動(dòng)器的供電，使機(jī)器進(jìn)入安全狀態(tài)。iso 13849-1標(biāo)準(zhǔn)《機(jī)械安全 - 控制系統(tǒng)安全相關(guān)部件》要求：在風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估過(guò)程中，確定srp/cs的性能等級(jí)（pl）。pl表示srp/cs降低危險(xiǎn)發(fā)生幾率（風(fēng)險(xiǎn)）的能力。它共分為5級(jí)（pla至ple），pla表示風(fēng)險(xiǎn)降低能力低，ple表示風(fēng)險(xiǎn)降低能力高。srp/cs的pl通過(guò)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)（類別）以及組件的集成度、配置和執(zhí)行情況綜合確定。但是，在通常情況下，所用氣動(dòng)組件沒(méi)有經(jīng)過(guò)安全性評(píng)估或者其集成方式無(wú)法達(dá)到所需集成度。
許多機(jī)器設(shè)計(jì)者在srp/cs中使用標(biāo)準(zhǔn)氣動(dòng)組件。當(dāng)srp/cs的pl較低時(shí)，這種方法比較適合機(jī)器的多數(shù)部件；但是，當(dāng)pl較高（pld或ple）時(shí)，這種方法并不適合。為了實(shí)現(xiàn)較高的pl，在大多數(shù)情況下都需要采用冗余結(jié)構(gòu)（3或4類系統(tǒng)）。舉例來(lái)說(shuō)，某個(gè)系統(tǒng)具有兩個(gè)串聯(lián)的閥門，以便在srp/cs提出請(qǐng)求時(shí)去除氣動(dòng)能。兩個(gè)壓用于向邏輯控制器反饋情況。這兩個(gè)閥門將實(shí)現(xiàn)冗余。然而，在檢測(cè)故障或診斷故障時(shí)，將出現(xiàn)問(wèn)題。如果srp/cs提出請(qǐng)求且個(gè)閥門工作，系統(tǒng)的氣壓將會(huì)釋放。兩個(gè)壓力傳感器都將沒(méi)有氣壓讀數(shù)。如果第二個(gè)閥門出現(xiàn)故障，系統(tǒng)不會(huì)檢測(cè)出故障。iso 13849-1要求：在合理可行的情況下，3類系統(tǒng)能夠檢測(cè)出單一故障；4類系統(tǒng)應(yīng)能檢測(cè)出所有故障。綜上可以看出，閥門的故障檢測(cè)合理且可行；因此，無(wú)需滿足任一類系統(tǒng)的要求。
此外，氣動(dòng)控制系統(tǒng)可能還存在以下危險(xiǎn)：
•由于氣體出現(xiàn)泄漏或傾瀉情況，部件或機(jī)器本身的部件將會(huì)掉落。
•閥門可能中斷機(jī)器的氣體供應(yīng)。如果此閥門沒(méi)有排氣口，在srp/cs提出請(qǐng)求后，機(jī)器的致動(dòng)器將始終承受壓力。
•如果srp/cs已經(jīng)傾瀉氣體，重新送電可能造成人員損傷。致動(dòng)器沒(méi)有反壓力，它的移動(dòng)速度很高且無(wú)法預(yù)測(cè)，所以可能導(dǎo)致上述情況。為了克服這種問(wèn)題，應(yīng)使用軟啟動(dòng)閥門。這種閥門將在啟動(dòng)時(shí)逐漸增加壓力，防止氣動(dòng)致動(dòng)器突然移動(dòng)。
在另一種情況下，機(jī)器處于鎖定和標(biāo)記狀態(tài)（loto），人們通常很少考慮采用氣動(dòng)元件。電能通常隔絕，我們可以假設(shè)機(jī)器已經(jīng)*隔絕。電動(dòng)傾瀉閥等裝置可能用于隔絕氣體。系統(tǒng)不會(huì)驗(yàn)證傾瀉閥是否工作；因此，如果傾瀉閥出現(xiàn)故障，將無(wú)法隔絕機(jī)器的氣體供應(yīng)。這并不符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，在突然啟動(dòng)時(shí)，也可能導(dǎo)致人員傷亡。