EN 954-1标准概括了控制系统与安全相关部分设计的一般性原则。但是，随着电子和可编程电子系统在机械设备应用领域的广泛应用，系统变得越来越复杂，控制系统以及其相关子系统的设计有了更新、更高的要求，因此需要一种新标准来适应系统这种新的要求CONTROL ENGINEERING China版权所有，ISO 13849-1正是基于此原因而产生。2009年12月29日控制工程网版权所有，新标准ISO 13849-1将完全取代老标准EN 954-1。新、老两种标准相比，新标准对安全功能发生一个危险故障的概率采取了一种定量评估的方法，因此更加适用于一些与安全相关的复杂控制系统（SRP/CS）的设计。
　　ISO 13849-1新标准定义了安全功能的能力，以性能等级（PL）表示，有5种不同的等级（PL a~ d）。原先熟悉的EN 954-1安全等级结构仍然有效，为了实现PL安全功能的定量要求，额外增加了3项参数：平均无危险故障时间（MTTFd）、系统故障诊断覆盖(DC)、冗余结构共因故障（CCF）。
　　系统的安全功能是系统中各个零部件安全功能的总和，为了确定整个系统安全功能的PL等级，必须考虑系统中每个零部件的PL等级。一个典型的安全系统由以下几部分组成，见图1：
　　■ 安全输入设备－ 安全传感器：急停按钮、安全门、安全光栅、接近开关。
　　■ 安全控制设备－ 安全继电器、安全PLC
　　■ 安全输出设备－ 接触器、电磁阀、 AC 驱动器
　　■ 互联接线 － 电缆线连接、 光连接

　　图 1 － 一个完整的安全系统由安全输入设备、安全控制设备和安全输出设备三部分组成

　　安全控制设备－ 安全继电器
　　在一些低等或中等复杂程度的机械设备和控制系统中，安全继电器是一种典型的安全功能执行部件，作为“逻辑”子系统，安全继电器执行一些安全功能任务，包括：监视安全传感器的状态，当输入信号、输出信号、安全继电器本身发生了一个故障，安全继电器能够检测出来，并且能有效防止安全继电器重启。安全继电器执行这些安全功能任务，其产品特性符合ISO 13849-1的要求。
　　关于产品的结构、功能特性，仅仅声明是按照某种标准设计是不够的，还必须通过具有认证资格、可以进行认证测试机构的测试。获得认证证书的安全继电器是一种被鉴定的安全元器件，能实现ISO 13849-1最高性能标准的要求，能非常容易地被综合应用到安全功能系统中，最高可实现PL e的安全等级要求。在颁发认证证书的过程中，安全继电器的不同特性都被仔细考虑、评估和验证，以确认是按照ISO 13849-1的要求设计。

　　安全继电器的结构
　　机器的安全功能是通过安全传感器的命令信号或通过一个故障信号实现，安全继电器的任务就是处理其接收到的相应信号，在机器危险时，执行一个立即关断的安全命令。为了执行这样的安全功能，安全继电器的内部分为信号输入部分，以及能够处理输入信号和输出部分开关或控制负载状态的逻辑部分。
　　如果设计一个安全等级为4的安全继电器，其需要被设计为冗余结构（图2）。

　　图2 安全等级为4的安全继电器的冗余结构，一个故障不会导致安全性的丧失！在下一个命令发生的时候或之前，
这个故障会被发现，如果没有发现，累计故障也不会导致安全性的丧失 ！

　　■ 双通道信号输入部分－用于监视与之相连的安全传感器的状态（急停按钮、安全门、安全光栅等等）
　　■ 冗余的逻辑部分－负责监视传感器、负载和冗余继电器（K1、K2）的开关触点状态
　　■ 输出部分－由2个独立的继电器的常开触点串联达到冗余功能控制工程网版权所有，其输出双通道用于控制两个直接与负载相连的接触器开关
　　为了评估系统的性能等级PL，安全继电器的结构型式必须是ISO 13849-1中指定的5种结构图中的一种。下图中这种指定的结构型式对性能等级PL评估起了决定性的作用，当发生单个故障时，系统的安全功能不会丧失。

　　图3  ISO 13849-1标准中安全等级4指定的结构，安全继电器采用冗余结构www.cechina.cn，一个故障不会导致安全性的丧失！

　　值得一提的是，安全等级为4的安全继电器满足所有安全等级的要求，是最高的安全等级。不仅4级安全等级是双通道冗余结构，3级安全等级同样也是双通道冗余结构，两者的区别取决于外部回路接线的不同。

　　平均无危险故障时间
　　MTTF_d 值描述了安全继电器发生一个危险故障预测的平均操作时间，ISO 13849-1中考虑的此值是针对单通道。而对于冗余双通道CONTROL ENGINEERING China版权所有，有一个公式用于计算相联系统的MTTF_d值，通过单个MTTF_d值可以计算系统的MTTF_d值。
　　按照定义，安全继电器是一个开关单元，既包含电气零部件，也包含机械零部件，因此有2个值用于评估单通道的MTTF_d值。对于电气零部件，可以参见标准附件表格中提供的，正常操作条件下典型的和最坏情况时的MTTF_d值。而对于继电器的开关触点，其生命周期是有限的开关动作次数，因