Без названия
Актуально на 04.11.2026.
Как цитировать: Без названия. https://bukva.ai/docs/bez-nazvaniya-8960
Документ 38169
Утвержден и введен в действие Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 31 августа 2026 г. № 1067-ст
НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
МАШИНЫ ВЫСОКОАВТОМАТИЗИРОВАННЫЕ ГИБРИДНЫЕ ЗЕМЛЕРОЙНЫЕ И ДОРОЖНО-СТРОИТЕЛЬНЫЕ. ФУНКЦИОНАЛЬНАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ ПРИВОДНОГО ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ ГИБРИДНОЙ УСТАНОВКИ
Earth moving machines. Hybrid highly automated earth-moving and road-building machines. Functional safety of the drive electric motor. Test procedures
Дата введения 1 января 2027 года
Предисловие
1 РАЗРАБОТАН Обществом с ограниченной ответственностью «ДСТ-УРАЛ» (ООО «ДСТ-УРАЛ»)
2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 267 «Строительно-дорожные машины и оборудование»
3 УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 31 августа 2026 г. № 1067-ст
Правила применения настоящего стандарта установлены в статье 26 Федерального закона от 29 июня 2015 г. № 162-ФЗ «О стандартизации в Российской Федерации». Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодном (по состоянию на 1 января текущего года) информационном указателе «Национальные стандарты», а официальный текст изменений и поправок — в ежемесячном информационном указателе «Национальные стандарты». В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ближайшем выпуске ежемесячного информационного указателя «Национальные стандарты». Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования — на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет (www.rst.gov.ru)
Введение
Разработка стандарта обусловлена расширением применения гибридных силовых установок и технологий высокой автоматизации в машиностроении, что требует унифицированного подхода к проверке и подтверждению их надежности и безопасности. Установленные в стандарте методы испытаний обеспечивают единообразие процедур и позволяют объективно оценивать способность систем выполнять требуемые функции безопасности при возникновении отказов и аномальных режимов работы.
1 Область применения
Настоящий стандарт распространяется на гибридные высокоавтоматизированные землеройные и дорожно-строительные машины и устанавливает единые методы испытаний для проверки функциональной безопасности приводного электродвигателя их гибридной силовой установки.
Стандарт определяет порядок, условия и критерии проведения испытаний, направленных на проверку способности системы электропривода сохранять безопасное состояние или выполнять контролируемый переход в него при возникновении предсказуемых неисправностей.
Настоящий стандарт не распространяется на вопросы, связанные с конструктивными требованиями к электродвигателям, которые регламентированы другими нормативными документами.
2 Нормативные ссылки
В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие стандарты:
ГОСТ 12.2.124 Система стандартов безопасности труда. Оборудование продовольственное. Общие требования безопасности
ГОСТ 27.310 Надежность в технике. Анализ видов, последствий и критичности отказов. Основные положения
ГОСТ 15150 Машины, приборы и другие технические изделия. Исполнения для различных климатических районов. Категории, условия эксплуатации, хранения и транспортирования в части воздействия климатических факторов внешней среды
ГОСТ 30546.1 Общие требования к машинам, приборам и другим техническим изделиям и методы расчета их сложных конструкций в части сейсмостойкости
ГОСТ ISO 12100 Безопасность машин. Основные принципы конструирования. Оценки риска и снижения риска
ГОСТ Р 27.303 Надежность в технике. Анализ видов и последствий отказов
ГОСТ Р 72782.1 Машины землеройные. Машины высокоавтоматизированные гибридные землеройные и дорожно-строительные. Термины и определения
ГОСТ Р ИСО 13849-1 Безопасность оборудования. Элементы систем управления, связанные с безопасностью. Часть 1. Общие принципы конструирования
Примечание - При пользовании настоящим стандартом целесообразно проверить действие ссылочных стандартов в информационной системе общего пользования — на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет или по ежегодному информационному указателю «Национальные стандарты», который опубликован по состоянию на 1 января текущего года, и по выпускам ежемесячного информационного указателя «Национальные стандарты» за текущий год. Если заменен ссылочный стандарт, на который дана недатированная ссылка, то рекомендуется использовать действующую версию этого стандарта с учетом всех внесенных в данную версию изменений. Если заменен ссылочный стандарт, на который дана датированная ссылка, то рекомендуется использовать версию этого стандарта с указанным выше годом утверждения (принятия). Если после утверждения настоящего стандарта в ссылочный стандарт, на который дана датированная ссылка, внесено изменение, затрагивающее положение, на которое дана ссылка, то это положение рекомендуется применять без учета данного изменения. Если ссылочный стандарт отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, рекомендуется применять в части, не затрагивающей эту ссылку.
3 Термины и определения
В настоящем стандарте применены термины по ГОСТ Р 72782.1, а также следующие термины с соответствующими определениями:
4 Обозначения и сокращения
В настоящем стандарте применены следующие сокращения:
ГВАЗДСМ — гибридная высокоавтоматизированная землеройная и дорожно-строительная машина;
ДВС — двигатель внутреннего сгорания;
5 Определения связанных элементов и функциональная концепция
5.1 Общие положения
Состав, границы и взаимосвязи функционально связанных элементов ГВАЗДСМ следует определять в соответствии с требованиями стандартов по функциональной безопасности, включая ГОСТ 27.310, ГОСТ ISO 12100, ГОСТ Р ИСО 13849-1, и с учетом принципов, установленных в ГОСТ 12.2.124.
Данные параметры устанавливают применительно к конкретной ГВАЗДСМ и реализуемым ею функциям. Определение границ должно обеспечивать идентификацию всех интерфейсов между системами, которые могут влиять на выполнение функций безопасности.
5.2 Функциональная концепция
Функциональная концепция системы управления ГВАЗДСМ должна обеспечивать безопасное функционирование ГВАЗДСМ во всех режимах эксплуатации, защиту оператора и обслуживающего персонала, сохранность окружающей среды и предотвращение повреждения оборудования.
Система управления должна обеспечивать безопасное выполнение следующих функций:
а) управление движением ГВАЗДСМ — при приводе от ДВС, ЭП или в комбинированном режиме;
б) управление рабочими органами — при работе гидравлических и электрических ИМ;
в) переход между режимами работы — «ДВС/ЭП/комбинированный», «ручной/автоматический», «транспортный/рабочий»;
г) выполнение автоматизированных функций, включая экстренную остановку, предотвращение столкновений, обеспечение безопасного поведения при потере связи, управляющего сигнала или данных.
5.3 Условия эксплуатации и ограничения по внешней среде
Для обеспечения функциональной безопасности и корректной работы системы управления должны быть установлены условия эксплуатации и ограничения, включая:
а) внешние воздействия — температура, влажность, запыленность, вибрация, уклон местности и иные климатические факторы в соответствии с ГОСТ 15150 и ГОСТ 30546.1;
б) режимы работы — транспортный, рабочий, автоматизированный цикл, режим ожидания, технического обслуживания и диагностики;
в) взаимосвязи между системами — силовой установкой, гидравлической системой, электрической системой, системой автоматизации, навесным оборудованием и другими сопряженными подсистемами.
6 Анализ опасностей и оценка рисков
6.1 Общие положения
На основе определенных в разделе 5 связанных элементов необходимо проводить анализ опасностей и идентификацию рисков, возникающих вследствие отказов систем и компонентов во всех предусмотренных сценариях использования ГВАЗДСМ.
Анализ проводят в соответствии с требованиями ГОСТ ISO 12100, ГОСТ Р 27.303 и ГОСТ 27.310.
Результаты анализа необходимо использовать для:
а) установления целей безопасности;
б) определения требуемого уровня целостности безопасности (SIL) или уровня производительности (PL);
в) выбора соответствующих технических и программных мер защиты.
6.2 Цели обеспечения функциональной безопасности системы привода двигателя
6.2.1 Цели обеспечения функциональной безопасности и характеристики системы привода двигателя, установленные по результатам анализа опасностей и оценки риска, должны соответствовать требованиям, приведенным в таблице 1.
Цели обеспечения функциональной безопасности
Примечание - Под средствами обеспечения безопасности понимаются меры, направленные на предотвращение опасных отказов и минимизацию последствий их проявления.
6.2.2 В случаях, когда система привода двигателя не соответствует требованиям, приведенным в таблице 1, должно быть представлено документальное подтверждение того, что изменение функционального состояния системы не приводит к нарушению ее безопасной работы.
Частая эксплуатация системы в таких условиях может создавать неоправданный риск повреждения ГВАЗДСМ или ее компонентов.
6.2.3 Представляемые документальные подтверждения должны включать следующие положения:
а) подтверждение того, что все выявленные опасности, связанные с эксплуатацией ГВАЗДСМ, были учтены, а соответствующие цели в области безопасности установлены с учетом допустимого уровня риска;
б) подтверждение того, что установленные цели в области безопасности являются применимыми и достаточными для условий эксплуатации и требований рынка.
7 Требования к функционированию электродвигателя
7.1 Общие положения
а) пороговое значение параметра (крутящий момент, ток, напряжение, температура), при котором прекращается передача крутящего момента;
б) временной интервал отказоустойчивости (FTTI) для обнаружения неисправностей, формирования воздействия и выполнения защитных действий.
Способ определения: пороговое значение устанавливает изготовитель ГВАЗДСМ на основании параметров динамики (максимально допустимые момент, ускорение, скорость) и согласовывает с поставщиком электродвигателя; подтверждает расчетами и испытаниями. FTTI обеспечивает сохранение безопасного состояния.
7.2 Режим работы
Проверяемый параметр: соответствие выходного крутящего момента установленным параметрам управления в штатном режиме. Переход в безопасное или ограниченное состояние допускается только при отказах, создающих риск нарушения безопасности.
7.3 Временной интервал отказоустойчивости (FTTI) при отказе электродвигателя
Проверяемый параметр: значение FTTI (в миллисекундах или секундах).
Устанавливается на основе анализа опасностей, моделирования, расчетов и экспериментальных испытаний. Утверждает изготовитель ГВАЗДСМ по согласованию с поставщиком.
7.4 Получение и отмена статуса безопасности (при превышении допустимого крутящего момента)
а) формирование сигнала о неисправности при подтверждении превышения;
б) переход в безопасное состояние: прекращение или ограничение крутящего момента до значения, не опасного для трансмиссии, привода, движителя;
в) условия возврата из безопасного состояния (только после устранения неисправности и выполнения условий восстановления, согласованных с поставщиком).
7.5 Концепция сигнализации и снижения мощности (при превышении момента)
а) снижение выходного момента до безопасного уровня (предотвращение неконтролируемого ускорения);
б) выдача предупредительного сигнала оператору;
в) передача информации о неисправности в систему управления ГВАЗДСМ.
Способ определения: алгоритм снижения мощности и форму предупреждения устанавливает изготовитель ГВАЗДСМ по согласованию с поставщиком электропривода.
7.6 Исключение изменения направления крутящего момента на противоположное
7.6.1 Проверяемые параметры:
а) корректность передачи сигналов между контроллерами;
б) контроль достоверности и целостности сигналов управления (команды момента, запросы режимов);
в) реакция на неисправность: переход в безопасное состояние, прекращение выдачи момента;
г) выход из безопасного состояния только после устранения неисправности и подтверждения условий восстановления;
д) выполнение всех действий в пределах установленного FTTI.
7.6.2 Режим работы: требования применяют во всех режимах (пуск, движение, рекуперация, останов).
7.6.3 FTTI: устанавливают на основе анализа рисков, моделирования, испытаний; согласовывает изготовитель и поставщик.
7.6.4 Получение и отмена статуса безопасности: при подтверждении неисправности формируется сигнал, прекращается, выдача момента, обеспечивается отсутствие вращения вала.
7.6.5 Сигнализация и снижение мощности: информация передается в систему управления ГВАЗДСМ, активируется сигнализация; алгоритм снижения мощности согласовывает разработчик с заказчиком при проектировании и утверждает в документации.
7.7 Предотвращение непреднамеренного формирования выходного крутящего момента
7.7.1 Проверяемые параметры:
а) контроль достоверности и полноты сигналов (запросы режима, команды момента);
б) при неисправности — переход в безопасное состояние с прекращением вращения и подачи момента;
в) допустимое значение непреднамеренно возникающего момента (определяет изготовитель по согласованию);
г) время реакции — в пределах FTTI;
д) возврат из безопасного состояния только после устранения неисправности.
7.7.2 Режим работы: требования выполняются в нерабочем состоянии (ГВАЗДСМ неподвижна).
7.7.3 FTTI: определяют по анализу рисков, моделированию, испытаниям; значение согласовывают с разработчиком системы в техническом задании.
7.7.4 Получение и отмена статуса безопасности: при неисправности — сигнал о неисправности и прекращение момента; выход из безопасного состояния разрешается только после устранения неисправности. Условия восстановления, не связанные с устранением неисправности, не допускаются. Порядок снятия статуса безопасности (при необходимости — подтверждение от оператора/системы) согласовывает разработчик с заказчиком при проектировании и фиксирует в эксплуатационной документации.
7.7.5 Сигнализация и снижение мощности: передача информации в систему управления, активация сигнализации; порядок информирования (виды сигналов, адресаты, протоколы, приоритеты) согласовывает разработчик системы управления с заказчиком на этапе проектирования и утверждает в документации. Если вместо полного прекращения момента допускается снижение мощности, то такой режим и его параметры согласовывают дополнительно.
7.8 Обеспечение возможности формирования тормозного крутящего момента
7.8.1 Проверяемые параметры:
а) контроль корректности сигналов (команды режима, задания момента);
б) исключение полного отсутствия тормозного момента (кроме случаев с более высоким риском);
в) порог снижения тормозного момента ниже допустимого — переход в безопасное состояние;
г) FTTI — по анализу опасностей, расчетам, испытаниям;
д) выход из безопасного состояния — после устранения неисправности и выполнения условий восстановления.
7.8.2 Режим работы: требования действуют в рабочем состоянии, когда возможно формирование тормозного момента.
7.8.3 FTTI при отказе торможения: согласовывают изготовитель и поставщик.
7.8.4 Получение и отмена статуса безопасности: при невозможности требуемого тормозного момента — сигнал, переход в безопасное состояние; выход — после устранения неисправности или выполнения условий восстановления.
7.8.5 Сигнализация и снижение мощности: информация передается, активируется сигнализация; алгоритм снижения мощности согласовывает изготовитель с заказчиком при проектировании и утверждает в документации.
7.9 Предотвращение чрезмерного увеличения выходного тормозного момента
7.9.1 Проверяемые параметры:
а) контроль сигналов управления;
б) допустимое аварийное значение выходного тормозного момента (по эксплуатационным характеристикам, согласовывается);
в) при превышении — переход в безопасное состояние с прекращением тормозного момента;
г) FTTI — по анализу, расчетам, испытаниям;
д) выход — после устранения неисправности или выполнения условий восстановления.
7.9.2 Режим работы: требования действуют в рабочем состоянии, когда возможно формирование тормозного момента.
7.9.3 FTTI: устанавливают по анализу, расчетам, испытаниям; время устранения неисправности определяет изготовитель по согласованию.
7.9.4 Получение и отмена статуса безопасности: при подтверждении неисправности — сигнал, переход в безопасное состояние с прекращением торможения; выход — после устранения.
7.9.5 Сигнализация и снижение мощности: информация передается, активируется сигнализация; при безопасном переходе в режим торможения допускается поэтапное снижение момента; алгоритм — по согласованию.
7.10 Предотвращение непреднамеренного формирования тормозного крутящего момента
7.10.1 Проверяемые параметры:
а) контроль достоверности и полноты сигналов (запрос режима, команды момента);
б) допустимое значение непреднамеренного тормозного момента (подтверждает изготовитель по согласованию);
в) при превышении — переход в безопасное состояние;
г) FTTI — по анализу, расчетам, испытаниям;
д) выход из безопасного состояния — не допускается до устранения неисправности или выполнения условий восстановления.
7.10.2 Режим работы: требования действуют при отсутствии намеренного формирования тормозного момента и неподвижном состоянии ГВАЗДСМ.
7.10.3 FTTI: устанавливают по анализу, расчетам, испытаниям; допустимое время возникновения подтверждают по согласованию изготовителя с заказчиком при проектировании и утверждают в документации.
7.10.4 Получение и отмена статуса безопасности: при подтверждении неисправности — сигнал, переход в безопасное состояние с прекращением тормозного момента; выход — после устранения.
7.10.5 Сигнализация и снижение мощности: информация о непреднамеренном тормозном моменте передается в систему управления, активируется сигнализация; допускается поэтапное снижение момента (пороги, темп, условия перехода между этапами). Порядок поэтапного снижения момента и информирования согласовывает изготовитель с заказчиком (или владельцем системы управления) на этапе проектирования и фиксирует в технической документации.
8 Проверка и подтверждение функциональной безопасности
8.1 Общие положения
Проверку функциональной безопасности необходимо проводить для установления полноты, корректности и соответствия требованиям, определенным в проектной документации на систему приводного двигателя.
Цель проверки — подтверждение соблюдения требований функциональной безопасности, включая:
а) соответствие результатов испытаний установленным критериям;
б) корректность реализации функций безопасности.
Проверку следует выполнять преимущественно методами испытаний в имитационной среде. Проведение испытаний в реальных условиях допускается при необходимости подтверждения функциональной безопасности на уровне ГВАЗДСМ.
Подтверждение функциональной безопасности должно обеспечивать доказательство того, что:
а) цели безопасности достигнуты в полном объеме;
б) реализованные меры безопасности предотвращают или снижают риски, выявленные при анализе опасностей и оценке рисков.
Достижение целей функциональной безопасности должно быть подтверждено на уровне системы приводного двигателя и ГВАЗДСМ.
8.2 Методы испытаний функциональной безопасности
8.2.1 Испытания на недопущение невозможности выдачи крутящего момента
8.2.1.1 Цель
Проверить, что система приводного двигателя определяет состояние выходного крутящего момента и переходит в безопасное состояние при снижении крутящего момента ниже предохранительного значения.
8.2.1.2 Объект испытания
8.2.1.3 Требования к испытанию
а) Все оборудование, влияющее на работу объекта испытания и результаты теста, должно находиться в нормальном рабочем состоянии.
б) Испытание проводят в рабочих режимах с двумя или более квадрантами, с типичными рабочими точками: низкий/высокий крутящий момент, низкая/высокая скорость.
в) Проверку проводят путем создания неисправности для наблюдения реакции системы при:
г) Контролируют переход системы в безопасное состояние и генерацию аварийного сообщения.
д) Наблюдают, при каких условиях система выходит из безопасного состояния.
8.2.1.4 Условия окончания испытания
а) Переход объекта в безопасное состояние в пределах временного интервала отказоустойчивости без случайного выхода.
б) Непереход объекта в безопасное состояние.
в) Невыдача корректного тревожного сообщения.
г) Неожиданный выход из безопасного состояния после перехода.
8.2.1.5 Критерии прохождения
а) Корректный переход объекта в безопасное состояние после введения неисправности.
б) Выдача правильного тревожного сообщения.
в) Временной интервал перехода соответствует требованиям отказоустойчивости.
8.2.2 Испытания на недопущение чрезмерного крутящего момента
8.2.2.1 Цель
Проверить, что система предотвращает превышение выходного крутящего момента выше предохранительного значения.
8.2.2.2 Объект испытания
8.2.2.3 Требования к испытанию
Аналогичны 8.2.1 с дополнительной проверкой на чрезмерный выходной крутящий момент.
8.2.2.4 Условия окончания и критерии прохождения соответствуют 8.2.1.4, 8.2.1.5.
8.2.3 Испытания на недопущение изменения направления крутящего момента
8.2.3.1 Цель
Проверить переход системы в безопасное состояние при изменении направления крутящего момента на противоположное.
8.2.3.2 Объект испытания
8.2.3.3 Требования к испытанию
а) Испытание проводят в четырех квадрантах.
б) Контролируют условия выхода системы из безопасного состояния.
в) Проверку проводят с имитацией неисправности, приводящей к обратному крутящему моменту.
8.2.3.4 Условия окончания и критерии прохождения соответствуют 8.2.1.4, 8.2.1.5.
8.2.4 Испытания на непредвиденный и тормозной момент
8.2.4.1 Цель
Проверка реакции системы на неожиданный выходной крутящий и тормозной момент (положительный и отрицательный).
8.2.4.2 Объект испытания
8.2.4.3 Требования к испытанию
Испытания необходимо проводить с соблюдением следующих требований:
а) проведение в статическом или рабочем режиме;
б) проверка перехода системы в безопасное состояние и формирования аварийного сообщения;
в) контроль условий и процедуры выхода из безопасного состояния.
8.2.4.4 Условия окончания испытаний и критерии их успешного прохождения соответствуют положениям, изложенным в 8.2.1.4, 8.2.1.5.
8.3 Подтверждение функциональной безопасности
8.3.1 Подтверждение недопущения невозможности выдачи крутящего момента
8.3.1.1 Цель
Проверить достижение цели безопасности и корректную генерацию предупреждений при невозможности выдачи крутящего момента.
8.3.1.2 Объект подтверждения
8.3.1.3 Требования к подтверждению
а) Все оборудование в нормальном рабочем состоянии.
б) Подтверждение проводят на уровне ГВАЗДСМ (реальная система или имитированное ГВАЗДСМ) в фактических условиях эксплуатации.
в) Используют типовые режимы отказов, нарушающие цели безопасности.
г) Контролируют процесс перехода в безопасное состояние (значение давления предохранительного клапана, время, переключение состояний).
д) Контролируют состояние системы и условия выхода из безопасного состояния.
8.3.1.4 Конечные условия
а) Переход объекта в безопасное состояние в пределах временного интервала отказоустойчивости без случайного выхода.
б) Выдача корректного предупреждения о неисправности.
в) Непереход объекта в безопасное состояние.
8.3.1.5 Критерии принятия
а) Корректный переход в безопасное состояние.
б) Выдача предупреждения о неисправности.
в) Объект не вышел из безопасного состояния случайно.
8.3.2 Подтверждение других целей безопасности
8.3.2.1 Цели
а) недопущение чрезмерного крутящего момента;
б) недопущение изменения направления крутящего момента;
в) предотвращение непреднамеренного выхода крутящего момента;
г) недопущение невозможности выдачи тормозного момента;
д) предотвращение чрезмерного тормозного момента;
е) предотвращение непредвиденного тормозного момента.
8.3.2.2 Объект
8.3.2.3 Методика подтверждения
а) на уровне ГВАЗДСМ в фактических условиях эксплуатации;
б) использование типовых режимов отказов;
в) контроль перехода системы в безопасное состояние, состояния системы и условий выхода из безопасного состояния;
г) проверка генерации корректных предупреждений о неисправности.
8.3.2.4 Конечные условия и критерии принятия:
а) переход в безопасное состояние в пределах временного интервала отказоустойчивости;
б) корректная генерация предупреждений;
в) объект не выходит из безопасного состояния случайно.
| УДК 62.519:006.354 | ОКС 53.100 |
| Ключевые слова: приводной двигатель, землеройная машина, гибридная высокоавтоматизированная машина землеройная и дорожно-строительная, безопасность | |