工业自动化产品普遍应用于石油、化工、机械、煤矿、交通、核电等领域，是国家关键基础设施的重要组成部分。近年来，由于工业控制仪表及网络的故障导致重大安全事故屡有发生，其安全问题被全社会普遍关注。工业自动化产品的安全已成为当今控制系统发展的重点需求，如何评估和测试安全技术的适用性、可行性和可靠性，又是安全技术应用的前提和基础。
　　1 概述
　　电气安全关系到用户人身安全和工厂财产安全，是实施技术性贸易措施的合法理由之一，也是各国市场监管部门关注的焦点以及各国电气设备市场准入必须满足的基本要求。每年我国都有大量的电子电气产品在出口时因安全问题被当地主管机构召回或扣留。
　　国际上涉及电气安全的国际标准主要按照产品分类进行划分：信息设备安全IEC60950、家用电器安全IEC60335-1、音视频设备安全IEC60065、医用电气设备安全IEC60601-1、PLC安全IEC61131-2、测量控制和实验室电器安全IEC61010等。针对工业自动化产品的安全要求，目前还没有正式发布国际标准，各国对此的要求也不相同，如美国采用UL508，欧洲各国采用自己的国家标准和EN标准，我国正在制定一系列的强制性国家标准规定不同工业自动化产品的安全要求。
　　安全性标准涉及的领域包括：元件、机壳、接地、绝缘、分类、温度限制、标记与标识、文件、易燃性以及测试方法等。一般来说，安全性标准被认为是最低可接受的条件。
　　2 工业自动化产品的电气安全需求
　　工业自动化产品与民用电子产品的应用领域、环境、安全对象都不相同。民用电子产品一般应用场合是家庭和实验室等室内www.cechina.cn，而工业自动化产品一般应用于工业过程现场，以室外应用为主；民用产品是人员可以经常触及的，如：冰箱；工业自动化产品大多是一经调试运行后，人员不会去触及CONTROL ENGINEERING China版权所有，如：PLC。民用产品的安全防护对象一般是未经培训的普通人员（包括儿童），而工业自动化产品的使用者是经过一定培训的专业技术工人。由于这些差异，适用于民用电子产品的安全要求不可能完全满足自动化产品的安全需求。
　　从电气安全要求的总体框架看，基本要求的框架可以说是一致的，都包括防电击、防机械危险、耐机械应力、防止火焰蔓延、温度限值和耐热、元器件等。不同的是具体要求指标和内容的差异。如：背板连接的插卡式电源模块，机柜内部安装，通常允许不带外壳，这种仪表电源不能使用民用电源的安全要求。又如：在最高额定环境温度下或在单一故障条件下，易接触表面温度超过温度限值，对于民用电子产品，是绝对不能允许的。但对于大多数室外使用的执行机构来说，这种情况几乎普遍存在，对设备本身来讲，只要内部配线、端口和线路板材料的设计足够合理，使用寿命在10~15年是正常的。即便内燃，火焰蔓延出金属外壳的可能性几乎没有，对人员来讲，通常要按照工厂内部的安全手册予以规范，避免人员的触及。工业自动化产品的电气安全要求可以借鉴IEC61010-1的结构框架CONTROL ENGINEERING China版权所有，并采用UL508和IEC61131-2的部分内容。以下列出了某类工业自动化产品的电气安全标准框架，仅供参考。
　　（1）标志和文件：标志、警告标志、标志耐久性、文件等。
　　（2）防电击：可触及零部件的判定、可触及零部件的允许限值、正常条件下的防护、单一故障条件下的
　　防护、与外部电路的连接、绝缘要求、介电强度试验程序、防电击保护的结构要求、与电网电源的连接和设备零部件之间的连接、供电电源的断开等。
　　（3）防机械危险：安装要求。
　　（4）耐机械应力：外壳的钢性试验、跌落试验等。
　　（5）防止火焰蔓延：消除或减少设备内的引燃源；一旦着火，将火焰控制在设备内；限能电路；对装有或使用可燃性液体设备的要求；过流保护等。
　　（6）设备的温度限值和耐热：对防灼伤的表面温度限值、绕组的温度、其他温度的测量、温度试验的实施、耐热等。
　　（7）电池，防爆炸的要求。
　　（8）元器件和组件：过温保护装置、熔断器座、电网电源电压选择装置、高完善性电气元器件、电源变压器、印刷线路板、用作瞬态过压限制装置的电路和元器件等。
　　（9）应用引起的危险（待考虑）：合理可预见的误用和人类工程学方面等。
　　（10）风险评估（待考虑）：风险分析、风险评估和风险降低等。
　　（11）现场布线的要求。
　　（12）例行试验。
　　3 工业自动化产品电气安全研究方向
　　以基础电气安全要求为依据，有3类研究具有实际意义：面向过程应用的电气安全产品设计方法和测试方法研究；合理可预期危险的安全防护方法研究；面向复杂控制系统的电气安全评估方法研究。
　　3.1 面向过程应用的电气安全产品设计和测试方法研究
　　在电气安全领域，工业自动化仪表与一般民用设备的主要差异在于：工业仪表要承载来自于过程的压力，如：高温、高压、湿热、腐蚀性流体、电压频率突变、高频振荡等，过程压力引起的仪表的单一故障可导致整个仪表系统的瘫痪，引发重大安全生产事故。
　　研究内容：面向过程应用，研究仪表承载过程压力的特殊安全要求，单一故障条件下仪表的电气安全特性变化（如电气间隙），面向过程应用的电气安全设计方法研究，测试方法研究、专用测试设备开发。
　　3.2 合理可预期危险的安全防护方法研究
　　工业仪表的误操作、误安装会造成仪表的电气安全特性的变化（如反极性连接、过压），从而引起对设备本身、整个系统和工厂环境的危险，通过对合理可预期危险的分析，并通过形式化安全设计，可将类似危险降低到可接受的水平。
　　研究内容：分析仪表应用中可预期的危险，研究安全防护设计方法控制工程网版权所有，测试方法、开发专用测试仪器。
　　3.3 面向复杂控制系统的电气安全评估方法研究
　　对于简单控制系统，可通过单元安全性评估www.cechina.cn，满足系统安全性要求；对于复杂控制系统，需要针对应用环境和生产过程的不同要求，从系统层面考虑电击、机械、流体、超声等危险，建立风险评估模型。
　　研究内容：针对复杂控制系统，从系统整体分析电击、机械、流体、超声等危险，建立形式化模型，提出降低系统风险的措施，形成评估方法。虽然，电气安全的概念由来已久，很多内容被公认是研究的很透彻了。但针对不同应用领域，特别是极端条件的要求，还缺乏必要的测试数据支持。此外，系统级的电气安全评估，也是值得深入研究的内容。