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ISO13849-1:2006新标准介绍

作者:王廷琪,施迈赛工业开关制造(上海)有限公司2008.12.10阅读 8959

ISO13849-1:2006新标准介绍
  控制系统是机器的中枢,控制和检测着整个机器设备的所有的输入、输出,并确保系统的正常运转,实现既定的任务。所以,评估一台机器的功能和安全,控制系统常常是评估的重要对象。控制系统作为工厂机器设备的重要组成部分,在确保机器的可靠工作和安全运行中起着非常重要的作用。无论设备大小,功能差异,其控制系统不外乎分为电气、机械、液压和气动等系统,或由其中几个部分组成。然而如何确保一台设备控制系统的安全和可靠工作CONTROL ENGINEERING China版权所有,却是一个非常复杂的问题。

 EN954-1的不足
  在过去www.cechina.cn,我们评估一个控制系统的安全,常常是确定该控制系统的安全控制类别(CONTROL CATEGORY),这是根据EN954-1标准的要求。但是随着新兴技术的不断涌现,这种标准不能满足技术不断进步的要求,加上该标准本身存在的一些缺陷,使得对新标准要求的呼声越来越高。首先因为EN954-1标准已经使用了10多年,而没有进行过更新控制工程网版权所有,使得该标准不能适用现在一些新兴技术的要求;其次,该标准主要适用气动、液压、电气和部分确定的电子产品系统,不能涵盖目前所有控制系统,特别是电子技术的快速发展;第

三,使用EN954-1是建立在一定的经验基础和条件上,对控制系统进行的评估和确定,对于新出现的控制方法则显得力不从心;第四,EN954-1给大家提供的只是对一个系统定性的评估,没有也无法实现定量化判断系统的安全性;第五,过去的标准对于控制系统的组成后的外界因素都假定是一成不变的,而没有考虑到意外因素对系统可靠性和安全性的影响。另外该标准在1999年已经升级为ISO13849-1标准。作为国际标准,必须能够协调吸纳最新的普遍使用的技术,有必要时常进行标准更新,使之能够更完善更科学。鉴于此种种因素,新的国际标准在2006年出现。即ISO13849-1:2006版。


EN954-1 标准中控制系统安全等级

图1:EN954-1 标准中控制系统安全等级


ISO13849-1

图2:ISO13849-1:2006标准中控制系统安全等级

ISO13849-1:2006新标准
  2006年发布的新的标准,作为国际化的通用标准,是在ISO13849-1:1999版本的基础上做的修改。它吸纳了新的技术要求,保留了旧的设计原则,对适用的内容作了一定的改进,是比较完善和科学的标准。新标准同旧版本一样,也是建立在系统风险分析评估的基础上,同时补充增加了一些新内容。首先新的ISO13849-1:2006在以前标准要求的系统的确定性上,增加了系统故障概率方面的评估,从而更全面地实现从元件到系统进行科学地评估。其次最明显的在原来的EN954-1标准的基础上做了改进,而且还补充增加了3项内容,从而使一个控制系统的安全评估内容,需要从4个方面来全面衡量,而不仅仅是风险分析和采用的控制类别。新评估项目的增加,也为设计人员提供了更多的设计实现途径和方法,这一点是过去标准所不可能具有的。这4个参数分别为:
  ■  系统实现的安全等级PLr
  ■  系统平均无危险故障时间MTTFd
  ■  系统诊断检测范围 DC
  ■  共因故障预防CCF
下面就新标准的4个方面新要求具体介绍。

系统实现的安全等级PLr(简称安全等级)
  PLr是一个新名词,表征一个控制系统防范危险的能力和程度。它是在过去标准的基础上演变而来。过去大家熟悉的EN954-1标准中,主要是根据风险评估控制工程网版权所有,确定控制系统一个相应的控制类别CCx。
根据新标准的要求,确定系统安全等级的方式发生了变化。风险分析参数还是S,F,P,但是结果却不同。新标准中采用了5个新的表示不同安全等级的需求的参数PLr,即a,b,c,d和ewww.cechina.cn,分别代表了系统安全等级从低到高,对应的危险也是从低到高。对应于过去安全控制类别B,1,2,3,4。而且改进之处是每个需要的安全等级都和这3个参数有关,无论伤害的严重与否。在旧标准中,若危险伤害程度小,可以直接确定安全控制类别B或1,这一点是新标准与旧标准的第二个不同点。在称呼上,新改进标准更能体现控制系统安全等级的实际含义,更合理地体现风险评估的结果需要,而且可以作为减少风险的措施和最终的检验方法。

平均无危险故障时间MTTFd
  MTTF已经存在于其他行业很多年了,而引入到机器安全控制系统领域,则是刚刚开始。 该值可以属于一个元件,也可以是针对一个系统的描述。通常,对单个元件,它的MTTFd由该元器件的生产者或供应商提供,在今后的产品样本和说明书中,用户都可以找到元件对应的MTTFd值,时间通常以年为单位。对于一个系统。可以通过分段确定每部分的MTTFd,然后计算出系统的平均无故障时间。  


  需要说明的一点是,有些存在磨损的元件,使用的次数可能决定了元件首次出现故障的时间。对于这一类器件,

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