安全控制系统设计标准——ISO13849-1解读

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所属分类:技术知识
随着工业的发展,机械设备的自动化程度也在不断提升。如今的设备,已经变得越来越智能,功能越来越强大。
传统上,安全控制系统在自动化系统中一直是单独实施,独立运行,并且经常与自动化系统平行运转。这样做有一个很好的理由,那就是安全控制系统必须一直保持可用状态。在机器的“正常”运行状态下,故障和无法预期的情况一定不能让安全保护措施发生降级或者失效。基于概率性方法评估安全相关控制系统对于安全控制系统,国内的机械制造厂商主要参照以ISO 13849-1来设计安全回路。

ISO13849-1 标准在2011年底正式生效实施,覆盖了气动系统、液压系统和机械安全控制系统,是机械功能安全领域全新的里程碑。

ISO13849-1 标准,在以往要求系统的确定性上,增加了一些系统故障概率方面的评估,从而可以实现从零部件到系统进行全面性安全。

根据 EN/ISO 13849-1 进行安全控制系统的设计步骤如下

1、确定机械的危险区域
2、定义风险参数 S,F,P
3、使用风险图表确定所要求的PLr

安全控制系统设计标准——ISO13849-1解读

风险图可用于确定所描述的安全功能的所需性能等级(PL r)。

风险越高,对控制系统的要求也就越高。可靠性和结构的贡献随使用技术的不同而有所差异。每个危险情况的等级都分为“a”到“e”五个级别。PL为“a”时,控制功能对风险降低的贡献很低;PL为“e”时,很高。

风险评估通过三个参数的简单组合:

(1)S:危险源导致的人员受伤严重程度如何?

S1 轻伤(通常可恢复),例如擦伤、撕裂伤

S2 重伤(通常不可恢复),例如截肢、死亡

(2)F:人员处于危险区域的持续时间或频率?

F1 较少或暴露时间短

F2 频繁或暴露时间长

(3)P:是否可以避免危险?

P1 在特定条件下可能:存在预防事故或避免危险的实际可能性

P2 几乎不可能

4、设计和实施所要求的安全功能
5、决定PL
通过: 等级(Category)、平均危险失效时间(MTTFd)、诊断覆盖率(DC)、共因失效(CCF)
6、比较 PL 和 PLr
评估的结果风险从低到高递增,为每个安全功能确定适合于当前风险减小的PL,最终计算回路的PL   要大于等于PLr。

ISO13849-1 标准可以覆盖如下安全相关装置的功能安全性能:

安全传感器、安全PLC、安全光幕、安全地毯、安全边缘开关、双手控制系统、安全互锁开关、安全控制器、安全门开关、安全铰链开关、安全继电器等。

ISO13849-1 标准可提升控制系统越来越复杂的机械设备的安全等级,保证生产安全性和高效率。尽快执行该项标准,可保证机械制造商在激烈竞争中抢得市场先机。

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安全控制系统设计标准——ISO13849-1解读

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