發布日期：2022-07-14 點擊率：129
ISO13849是機械安全中對控制系統有關安全部件的設計通則，所以，標準首先從設計入手，那么首先就要清楚的知道自己的設計目標，也就是對控制系統安全部件的安全目標，即要保證設備在所有預定使用和可預見的誤使用的情況下，都不會有不可接受的風險。
為了實現這個安全目標，就要考慮實現目標的策略，及風險減小的策略，應主要通過以下措施逐步消除或減小風險：
——通過設計消除危險或減小危險
——通過防護裝置和可能的附加保護措施減小風險
——通過使用信息中關于殘余風險的規定減小風險
但這三種措施是有優先級的，如下圖所示：
風險的減小過程
通過設計消除的風險一般是通過合理的結構，適當的機械防護達到減小風險的目的；而通過防護裝置，一般就要有一些連鎖開關，檢測裝置等和機械護罩等一起實現對風險的防護，而這樣的防護是通過安全相關的控制系統（SRP/CS）來實現的；通過使用信息來規避殘余風險，主要是針對在可接受風險之內的殘余風險進行的警示和規定。所以一般應優先選擇前兩種方式來降低風險。
對于機械防護來講，只要強度足夠，材料符合要求，基本不存在失效的情況。而對于有電子控制系統參與的連鎖防護來講，就需要考慮電子元器件的失效率了。ISO13849正是基于安全相關的電子控制系統（SRP/CS）來考慮的，規定了用a-e性能等級（PL）來衡量。而性能等級是通過每小時的危險失效概率來量化的，具體如下：
對于設備中SRP/CS的基本設計流程是：根據風險分析確定PLr，選擇合適的控制系統結構，選擇合適的元器件進行實際失效率的計算，得出系統的實際PL，與風險分析得出的PLr進行比較，如果PL≥PLr，則說明產品符合要求。反之，則須重新選擇結構或者元器件進行設計和計算。
基于這個思路，在做SRP/CS設計時，首先要做風險分析，如下圖：
其中：S——傷害的嚴重度
S1——輕微（通常是可恢復的傷害）
S2——嚴重（通常是不可恢復的傷害或死亡）
F——暴露于危險的頻率和（或）持續時間
F1——很少（不常和（或）暴露時間短）
F2——頻繁（連續和（或）暴露時間長）
P——避免危險或限制傷害的可能性
P1——在特定條件下是可能的
P2——幾乎不可能
其次，在根據PLr，選擇合適的結構類別，5種結構類別如下：
1、Category B
Category B的主要特點是：
? 依據相關標準和基本的安全原理進行設計
? 能夠經受預期工作強度和外部的影響
? HFT=0
? 主要特性由選擇的零部件決定
2、Category 1
Category 1的主要特點是：
? 滿足B類的要求
? 經驗證的零部件及安全原則.
? HFT=0, 危險失效的概率比B類低
? 主要特性由選擇的零部件決定
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3、Category 2
Category 2的主要特點是：
? 滿足B類的要求
? 經驗證的安全原則
? 安全功能必須定期檢測，如：設備啟動、周期性檢測
? HFT=0, 安全功能喪失能夠被檢測到
? 主要特性由結構決定
4、Category 3
Category 3的主要特點是：
? 滿足B類要求
? 經驗證的安全原則
? HFT=1, 一個故障不會引起安全功能的喪失
? 未發現故障的累積能導致安全功能的喪失
? 主要特性由結構決定
5、Category 4
Category 4的主要特點是：
? 滿足B類要求
? 經驗證的安全原則
? HFT=2
? 所有故障都能夠檢測到,或
? 故障累積不能導致安全功能喪失
? 主要特性由結構決定
接下來就是根據所選擇的結構，確定MTTF和DC，從而確定設計可以達到的PL值。
方森安略（北京）科技有限公司 供稿
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