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如何根据EN/ISO 13849-1进行安全控制系统设计?
日期:2019-01-21 11:23:06   作者:
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。

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:

一、确定机械的危险区域

二、定义风险参数 S,F,P

三、使用风险图表确定所要求的PLr

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

四、设计和实施所要求的安全功能

五、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)

六、比较PL和PL r

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PL r。

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。

查询进一步信息,请访问官方网站http://www.schmersal.com.cn。(robin, 张底剪报)
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