機(jī)械CE認(rèn)證

      大多數(shù)機(jī)械都依賴于物理安全措施和控制系統(tǒng)功能，以確保其提供維持操作員和其他人安全所需的安全功能，物理安全措施的示例是防護(hù)和警告通知，安全相關(guān)控制系統(tǒng)功能的示例是緊急停止和防護(hù)互鎖。具有安全相關(guān)控制功能的機(jī)械必須以確保設(shè)備在正常操作條件下以及在某些故障情況下以安全方式運(yùn)行的方式運(yùn)行。機(jī)器正確提供這些安全相關(guān)功能的能力被稱為“功能安全”。

 

由于部件故障，系統(tǒng)設(shè)計不良或電氣干擾，控制系統(tǒng)可能容易發(fā)生故障。如果此類故障可能導(dǎo)致危險情況發(fā)生，則必須對設(shè)備進(jìn)行充分規(guī)定，設(shè)計和構(gòu)造，以確保維持足夠的安全水平。

安全相關(guān)控制

幾乎所有機(jī)器都需要一個控制單元，通常稱為“控制系統(tǒng)”，用于啟動，停止和操作?？刂葡到y(tǒng)的復(fù)雜性反映了機(jī)器的特征。雖然控制系統(tǒng)通?；陔姎饣螂娮蛹夹g(shù)，但它們也可以依賴于其他技術(shù)，例如液壓或機(jī)械元件。

 

控制系統(tǒng)可以像連接驅(qū)動電機(jī)和電源的電氣開關(guān)一樣簡單，也可以像設(shè)計用于自動控制大型高度復(fù)雜機(jī)器的復(fù)雜系統(tǒng)一樣簡單。

 

除了操作功能之外，控制系統(tǒng)還可用于提供風(fēng)險降低保護(hù)人員的保護(hù)措施。有助于保護(hù)人員的控制功能稱為“安全相關(guān)控制功能”（SRCF）。

 

SRCF的關(guān)鍵問題是需要確保它們足夠可靠，以便在調(diào)用時提供所需的安全功能?？煽啃运椒Q為“安全完整性等級”（SIL）或“性能等級”（PL）。

 

機(jī)械CE認(rèn)證安全標(biāo)準(zhǔn)

      制定安全相關(guān)控制系統(tǒng)關(guān)鍵原則的基本標(biāo)準(zhǔn)是IEC 61508電氣/電子/可編程電子安全相關(guān)系統(tǒng)的功能安全。當(dāng)時有許多附屬標(biāo)準(zhǔn)涉及特定應(yīng)用，例如用于過程控制的EN 61511，用于核應(yīng)用的IEC 61513，用于土方機(jī)械的ISO 15998和用于公路車輛的ISO 26262。

 

      所有這些標(biāo)準(zhǔn)都提供了如何根據(jù)控制系統(tǒng)故障造成的傷害嚴(yán)重程度，暴露于危險的頻率以及通過其他方式避免危險的可能性來選擇所需可靠性水平的指導(dǎo)。標(biāo)準(zhǔn)還包含確保達(dá)到所需可靠性水平的要求。

 

      對于機(jī)械，有兩個關(guān)鍵標(biāo)準(zhǔn)，EN 62061機(jī)械安全 - 安全相關(guān)的電氣，電子和可編程電子控制系統(tǒng)的功能安全僅涉及電子控制，而EN ISO 13849機(jī)械安全 - 控制系統(tǒng)的安全相關(guān)部件涉及包括其他技術(shù)的系統(tǒng)，如液壓和機(jī)械元件。

 

EN ISO 13849有兩部分：

第1部分：設(shè)計的一般原則（BS EN ISO 13849-1：2008）-EN ISO 13849的這一部分為參與控制系統(tǒng)設(shè)計和評估的人員提供了指導(dǎo)。

 

第2部分：驗證（BS EN ISO 13849-2：2012） - EN ISO 13849的本部分規(guī)定了控制系統(tǒng)安全相關(guān)部件的安全功能，類別和性能等級的驗證過程。

 

EN ISO 13849是機(jī)械指令下的協(xié)調(diào)標(biāo)準(zhǔn)。因此，符合本標(biāo)準(zhǔn)將為指令附件1中控制系統(tǒng)基本健康和安全要求（EHSR 1.2.1）的安全性和可靠性提供一致性假設(shè)。

 

基本術(shù)語

1. 安全功能：這是消除或降低特定危險的風(fēng)險的行動，過程或操作。一個例子是當(dāng)人進(jìn)入危險區(qū)域時停止機(jī)器以降低纏結(jié)的風(fēng)險，例如，燈的光幕光束的破壞，其發(fā)出從機(jī)器的馬達(dá)切斷的功率的信號，從而停止危險的運(yùn)動。安全功能可包括緊急停止，防護(hù)互鎖功能，人員檢測，速度或范圍限制等。

 

2. 控制系統(tǒng)的安全相關(guān)部分（SRP / CS）是提供安全功能的控制系統(tǒng)的一部分。該部件響應(yīng)來自機(jī)器，操作員，外部控制設(shè)備部件或這些部件的任何組合的安全相關(guān)輸入信號，并產(chǎn)生安全相關(guān)的輸出信號，使機(jī)器以預(yù)期的方式運(yùn)行。重要的是要注意安全相關(guān)部件是提供安全功能的硬件（和軟件），因此它們包括緊急停止執(zhí)行器，光幕，安全繼電器和PLC，接觸器等。任何給定的SRP / CS可能是必不可少的。提供一個或多個安全功能。

 

3. 性能等級：這規(guī)定了控制系統(tǒng)的安全相關(guān)部件在可預(yù)見條件下執(zhí)行安全功能的能力，可靠性和安全完整性。它在BS EN ISO 13849-1中定義為每小時危險失效概率（PFH）和5個等級（a到e），每個等級都有一個確定的PFH范圍。

 

EN ISO 13849過程

      ISO 13849提供了一種方法，用于識別任何給定安全功能所需的性能水平（PLr），并確定機(jī)器控制系統(tǒng)所達(dá)到的性能水平（PLa）是否足夠。最簡單的是，標(biāo)準(zhǔn)向用戶顯示如何識別PLr并給出計算PLa的方法。只要PLa大于或等于PLr，那么設(shè)計就足夠了; 如果PLa小于PLr，則需要采取額外措施。

 

該標(biāo)準(zhǔn)通過以下過程解決了這個問題：

1.進(jìn)行風(fēng)險評估以確定所需的安全功能; 

2.根據(jù)安全功能需要提供的保護(hù)級別以及確定性能級別要求（PLr）可能需要的頻率來分析安全功能。

3.制定了規(guī)范 - 安全要求規(guī)范 - 詳細(xì)說明了每個安全功能所需的功能和性能水平。確保規(guī)范仔細(xì)定義所需軟件的要求尤為重要。

4.開發(fā)了控制系統(tǒng)的初步設(shè)計，并確定了提供每個安全功能的組件。

5.根據(jù)標(biāo)識輸入，邏輯和輸出的框圖描述組件的布置。

6.使用標(biāo)準(zhǔn)中的指導(dǎo)和規(guī)則，確定擬議設(shè)計（PLa）的性能水平。

7.將PLa與PLr進(jìn)行比較，如果PLa太低，請修改設(shè)計以提供更高的可靠性。

8.記錄步驟和設(shè)計，包括收集所需的組件信息并確保其安全存儲。

9.驗證過程的所有方面，以確認(rèn)符合標(biāo)準(zhǔn)的要求。

 

軟件的特殊要求

SRP / CS中基本上使用兩種類型的軟件：安全相關(guān)的嵌入式軟件（SRESW）和安全相關(guān)的應(yīng)用軟件（SRASW）：

1. SRESW - 這是根據(jù)制造商的管理流程開發(fā)的專有軟件，為用戶配置應(yīng)用軟件提供框架。

2. SRASW - 這是軟件或配置 - 邏輯，計算，序列等 - 專門為特定的SRP / CS編寫。

 

結(jié)論

      EN ISO 13849是一個復(fù)雜的標(biāo)準(zhǔn)，許多人認(rèn)為它是一個“破解堅果的大錘”。對于僅具有基本安全功能的簡單機(jī)械，例如開/關(guān)控制和單個緊急停止按鈕，必須應(yīng)用整個過程可能有點過分。還有一個強(qiáng)有力的理由說，標(biāo)準(zhǔn)的90％的好處可以通過最初識別安全功能和提供它們的組件來獲得，并且額外10％的收益來自計算PFH需要90％的努力。總的來說，很難說明對控制系統(tǒng)可靠性的關(guān)注實際上對事故統(tǒng)計有影響。

 

      盡管如此，安全相關(guān)控制現(xiàn)在已成為大多數(shù)機(jī)械設(shè)計的一部分，從簡單的家用電器（如洗衣機(jī)）到廣泛的機(jī)器人生產(chǎn)線。除非設(shè)計者理解并應(yīng)用功能安全原則，否則這些系統(tǒng)將提供足夠和可靠的安全水平尚不確定。顯然，需要一種定義和測量控制可靠性的方法，因此可以證明機(jī)械指令（和其他要求）的法律要求已得到滿足。

 

      一般機(jī)器安全標(biāo)準(zhǔn)最初開始出現(xiàn)在50多年前，相比之下，功能安全標(biāo)準(zhǔn)仍然相對較新。即便如此，標(biāo)準(zhǔn)編寫者仍在努力跟上電子技術(shù)發(fā)展的速度，并開發(fā)出用戶對設(shè)備功能的期望。如果您需要幫助來掌握這些復(fù)雜的要求，請聯(lián)系我們。