机械CE认证标准:EN ISO 13849-1机械安全-控制系统安全组件-设计原则 标准解读
1. ISO 13849-1和IEC 62061的应用区别
| 执行安全相关功能术语 | ISO 13849 | IEC 62061 |
A | 非电部件如液压 | X | Not covered |
B | 机电部件如继电器和或不复杂电子元件 | 限定设计结构a并且PL=e | 所有设计结构 并且SIL 3 |
C | 复杂电子元件如可以编程 | 限定设计结构a并且PL=d | 所有设计结构 并且SIL 3 |
D | A 和B组合 | 限定设计结构a并且PL=e | Xc |
E | C和B组合 | 限定设计结构并且PL=d | 所有设计结构 并且SIL 3 |
F | C和A的组合或C和A+B的组合 | Xb | Xc |
X 指该列首行标准处理这类情况 |
a标准条款6.2中设定的设计机构以便满足对应的PL等级要求 b对于复杂电子元件,用13849标准中特定结构并且PL=d或者IEC 62061中任何特定结构 c 对于非电,用符合13849标准部件作为子系统 |
2. 简介
EN ISO 13849-1属于EN ISO 12100标准中规定的Type B1类标准,其前身是EN954-1
此标准包含控制系统安全相关部件SRP/CS的设计及整合安全要求及指导,也包含软件设计。SRP/CS可以是电/机械/气压/液压中任何一种。按照此标准先根据风险评估得到机械应当达到的PLr,然后从设计角度出发得到PL值使其不低于PLr. PL值分为a/b/c/d/e五个级别,其中e要求最高,a要求最低。
3. 重要定义
1) 控制系统安全相关部件SRP/CS:控制系统响应输入信号并产生安全相关信号
2) 故障Fault:某个部件不能执行预期功能的状态。不包含定期维修或其他预定动作中的或由于外部电源的缺失导致的不工作
3) 失效Failure:某个部件执行预期功能的能力终止。它是一个事件
4) 危险失效:失效导致SRP/CS处于危险或者失效的状态
5) 共因失效CCF:由单一事件导致多个部件失效,多个失效之间没有因果性
6) 安全功能:机械功能失效会直接导致风险上升
7) 性能等级PL:用以标定SRP/CS预期条件下执行安全功能的级别
8) 要求的性能等级PLr
9) 危险失效平均时间MTTFd
10) 诊断覆盖率DC:衡量诊断的有效性,它是诊断出来的危险失效率与总的危险失效率的比值
11) TM任务时间:SRP/CS预期使用涵盖的时间段
12) 安全完整性等级SIL: Level 1 到Level 4从低到高,安全功能完整性要求评定级别
13) B10d对于气压及几点部件,达到10%危险失效的循环数目
4. 要求性能等级PLr的确定
对于每个选定的安全功能都应有1个PLr。PLr的确定由风险评估按照下图来确定

符号 | 符号详情 | 参数 | 参数简要说明 |
S | 伤害的严重程度 | S1 | 轻微(通常可逆)伤害 |
S2 | 包括死亡在内的严重(通常不 可逆)伤害 |
F | 遭遇危险的频率和/ 或 暴露于危险中的时间 | F1 | 很少至经常暴露时间较短 |
F2 | 频繁至连续暴露时间较长 |
P | 避免危险的可能性 | P1 | 可能 |
P2 | 几乎不可能 |
5. PL值的评定与SIL的关系
PL值与控制系统设计结构种类Cat./MTTFd/DC 都相关,Cat.有五种类别分别为B,1,2,3,4,根据下图即可得到PL值

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