TCF符合C类安全设计的例子如图3、图4、图5。

 

 

如图3，这是一个传统的解决方法，使崩了机械控温的组合，即由温度控制(温度调节器)和防止温度过热风险(温度限定器)构成，具体要求可参见器具标准(例女HEN297、EN483)的内容要求。机械温控结构是由多年实践而产生的并依赖冗余技术作为原理，被认为是安全的，不需要控制器另外采取特别的措施。此处A类温度控制电子电路与低温温控器可以相当于一个机械的温度凋节器。

如图4，温度传感器(如NTC)与电子控制电路构成温度调节器的功能，由于采用了电子控制，应基于失效模式做功能安全评价。在出现第一个任意故障(温度传感器或其检测电路失效)时，应能被检测到，所以电子控制电路被要求为B类。极限温控器属于一个“高限制”保护性器件，是独立于电子控制部分的，当出现第二个任意故障时(B类电子控制器功能失效)，可以直接断开燃烧执行装置，从而使整体功能符合C类功能安全。

如图5，这种设计没有一个最后的独立保护装置，安全依赖于系统安全完整性(参考文献^[2])的要求保证。其中一个温度传感器设在燃烧器(或热交换器)，另一个在输出热水端。当其中一路温度传感器或其检测电路失效，另一路可以被监测并保护。由于采用全电子控制器来实现温度控制功能，该电子控制器必须按照C类电子控制器的要求来设计，软件也必须符合C类软件要求，这样使整体符合C类安全要求。

燃烧产物排放控制功能通常理解为防止缺氧或是不完全燃烧功能，用于预防在使用环境中毒及窒息的风险，该功能由一个传感器和一个控制器组成。在安装燃具的地方，当燃烧产物溢出进入到环境时，传感元件检测到燃烧产物溢出超过不可接受的某个物理值，燃烧产物排放控制功能应起保护作用。

燃烧产物排放控制功能可以分属于A类、B类或C类安全，这与燃烧结构及燃烧控制等安全相关系统有关。实例如图6、7、8，从中可以看到分类的区别，总的原则是根据该功能失效产生的后果来评估。

 

 

重置功能是指燃气器具在安全锁定状态下重启，要求不能由自动装置产生重启，必须通过手动动作来实现。

燃气具重置功能属于B类安全。重启故障导致的结果可能是：

——在锁定状态下自动重启。

——在锁定状态下可以频繁重启。

——重启元件失效，导致不能进入故障锁定状态。

以上结果，不会直接导致器具产生危险的状况，但存在导致危险状况的风险，如表2。

 

所以重置功能的设计应能预防非正常重启导致的风险。重置功能的实现相对简单，可以通过一个开关，器具上的控制面板或遥控器来实现，在电路上除了要满足单个故障的条件下重置功能不失控外，还需要补充一些措施，这些措施要求是整体安全的一部分，如：

——利用可移动装置进行重置时，要求至少由两个手动动作激活重置装置；

——在重置前、后和过程期间的状态和相关信息应是可见的；

——在15min时间内的重置动作最多5次，进一步的重置应被拒绝。

本文分析了燃气具功能安全的特点、失效的后果及影响，对于本行业的专业人员在控制系统的安全设计上具有一定的参考意义；只有充分理解了这些功能在安全上的要求，才能首先在具体的设计过程采取有效的措施确保器具的安全。随着燃气具的发展，一些新功能被增加与组合进来，只要按照以上的分析及评估方法，应能准确地做到对新的功能安全的分类。同时也能更好地去理解国内外的相关标准要求，提升燃气行业的安全设计水准。

 

1 ICS 91．140 P45 CJ／T 421—2013．家用燃气燃烧气具电子控制器[S]．中国标准出版社，2013

2 ICS 25．040 GB／T20483．1—2006．电气／电子，可编程电子相关系统的功能安全第1部分一般要求[S]．中国标准出版社，2007

3 ICS 23．060．40 BS EN 1361 1—2007．Safety and control devices for gas burners and gas burning appliances-General requirements[S]

4 ICS 91．140．40 BS EN 14459—2007．Control funetions in electronic systems for gas burners and gas burning appliances-Methods for classification and assessment[S]