安全失敗控制英文解釋翻譯、安全失敗控制的近義詞、反義詞、例句
英語翻譯:
【電】 fail-safe control
分詞翻譯:
安全的英語翻譯:
safety; security; sureness
【經】 safety
失敗的英語翻譯:
defeat; fail; lose; miss; miscarry; loss; failure; miscarriage
【經】 frustration; rocks
控制的英語翻譯:
control; dominate; desist; grasp; hold; manage; master; predominate; rein
rule
【計】 C; control; controls; dominance; gated; gating; governing
【醫】 control; dirigation; encraty
【經】 check; command; control; controlling; cost control; dominantion
monitoring; regulate; rig
專業解析
安全失敗控制(Fail-Safe Control) 指一種系統設計原則,其核心在于當控制系統或其關鍵組件發生故障時,系統能夠自動進入或維持在一個預定義的安全狀态,從而最大限度地防止對人員、設備或環境造成危害。這種設計理念廣泛應用于安全關鍵系統(Safety-Critical Systems),如核電控制、化工過程、鐵路信號、航空航天和機械安全防護等領域。
從漢英詞典角度解析:
- 安全(Ānquán):對應英文Safety,指沒有危險、不受威脅的狀态。在工程語境中,特指避免人身傷害、健康損害或財産損失。
- 失敗(Shībài):對應英文Failure,指系統、組件或功能喪失執行其預期能力的狀态。
- 控制(Kòngzhì):對應英文Control,指為達到特定目的,對設備或過程進行的操作、調節或管理行為。
- 安全失敗控制(Ānquán Shībài Kòngzhì):對應英文Fail-Safe Control,指當失敗(Failure)發生時,系統設計能确保其結果導向安全(Safety)狀态的控制(Control)策略。
核心原理與技術特征:
- 預設安全狀态: 系統設計之初即明确界定何為“安全狀态”。例如,對于電梯控制系統,安全狀态可能是“停止運行”;對于高溫反應釜閥門,安全狀态可能是“關閉”。
- 故障導向安全: 這是安全失敗控制的核心。當檢測到故障(如傳感器失效、控制器宕機、電源中斷、信號丢失)時,系統或相關組件會自動、可靠地切換到預設的安全狀态。常見的實現方式包括:
- 斷電安全(De-energize-to-Trip): 利用彈簧、重力等物理原理,在失去動力(如斷電)時執行安全動作(如閥門關閉、刹車抱死)。這是最典型的失效安全機制。
- 默認安全邏輯: 控制系統邏輯設計為,當輸入信號異常(如超出範圍、斷線)或控制器内部故障時,輸出指令強制導向安全狀态。
- 冗餘與診斷: 采用冗餘的傳感器、控制器或執行機構,并結合線上診斷技術,及時發現故障并觸發安全動作。即使冗餘通道也故障,最終結果仍需導向安全。
- 高可靠性要求: 實現安全失敗控制的組件(如安全繼電器、安全閥門、安全PLC)本身需要極高的可靠性和故障檢測能力,确保在需要時能正确執行安全功能。這通常遵循國際安全标準(如IEC 61508, ISO 13849)進行設計和認證。
- 與容錯控制的區别: 安全失敗控制側重于故障發生後的結果安全性,不一定保證系統功能持續運行。而容錯控制(Fault-Tolerant Control)則側重于在部分故障情況下維持系統核心功能的持續運行,其首要目标不一定是立即進入最安全狀态,而是避免災難性失效的同時盡可能保持性能。
應用價值:
安全失敗控制是工業自動化和安全工程領域的基石性理念。它通過設計層面的保障,顯著降低了因控制系統隨機故障或共因失效導緻嚴重事故的風險,是保障人員生命安全和關鍵設施完整性的重要手段。
參考來源:
- Goble, W. M. (2010). Control Systems Safety Evaluation and Reliability (3rd ed.). International Society of Automation (ISA). (标準參考:IEC 61508 功能安全基礎标準) [權威書籍]
- National Institute of Standards and Technology (NIST). (2007). Guidelines for Industrial Control Systems Security. NIST SP 800-82. (強調安全關鍵系統中的失效安全原則) [政府标準文檔]
- Leveson, N. G. (1995). Safeware: System Safety and Computers. Addison-Wesley. (經典著作,闡述系統安全設計原則,包含失效安全概念) [學術專著]
- Oxford Dictionary of Engineering. (2020). Fail-safe. Oxford University Press. (提供工程術語的權威定義) [專業詞典]
- International Electrotechnical Commission (IEC). IEC 61508: Functional safety of electrical/electronic/programmable electronic safety-related systems. (定義功能安全要求,失效安全是核心策略之一) [國際标準]
網絡擴展解釋
安全失敗控制是系統設計中的一種容錯機制,指在部分組件或服務發生故障時,通過預設策略确保系統整體仍能維持安全運行狀态,避免連鎖故障或數據損壞。以下是其核心要點:
一、定義與目标
安全失敗控制包含兩個層面:
- 安全失敗(Fail-Safe): 通過冗餘設計(如複制數據副本)或限制操作範圍,使故障發生時系統自動進入安全狀态。例如Java集合遍曆時複制原數據,避免并發修改異常。
- 失敗控制(Failure Control): 采用主動策略隔離故障影響,如通過斷路器、限流等手段防止局部故障擴散,保障系統可用性。
二、核心機制
- 隔離與擋闆
将系統拆分為獨立模塊,通過物理/邏輯隔離限制故障傳播,例如微服務中熔斷機制(Hystrix)。
- 背壓(Backpressure)
動态調節生産與消費速率,避免資源過載,常見于流處理框架(如Akka Streams)。
- 斷路器模式
狀态機切換機制:關閉時統計失敗次數,達到阈值後進入打開狀态直接拒絕請求,避免服務雪崩。
- 監督者策略
設置監控層自動處理故障,如重啟組件或切換備用節點(Akka框架典型應用)。
三、應用場景
- 分布式系統:防止單點故障引發服務不可用。
- 高并發場景:通過限流(RateLimiter)丢棄超負荷請求,保護核心功能。
- 數據一緻性:使用事務補償、幂等設計實現失敗後安全恢複。
提示:若需了解具體技術實現(如Hystrix原理),可進一步查閱或中的源碼級分析。
分類
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