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(jì)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(xiǎn)情況發(fā)生，則必須對(duì)設(shè)備進(jìn)行充分規(guī)定，設(shè)計(jì)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(gè)控制單元，通常稱為“控制系統(tǒng)”，用于啟動(dòng)，停止和操作。控制系統(tǒng)的復(fù)雜性反映了機(jī)器的特征。雖然控制系統(tǒng)通常基于電氣或電子技術(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(dòng)電機(jī)和電源的電氣開關(guān)一樣簡(jiǎn)單，也可以像設(shè)計(jì)用于自動(dòng)控制大型高度復(fù)雜機(jī)器的復(fù)雜系統(tǒng)一樣簡(jiǎn)單。

 

除了操作功能之外，控制系統(tǒng)還可用于提供風(fēng)險(xiǎn)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(shí)提供所需的安全功能。可靠性水平稱為“安全完整性等級(jí)”（SIL）或“性能等級(jí)”（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(shí)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(xiǎn)的頻率以及通過其他方式避免危險(xiǎn)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(duì)于機(jī)械，有兩個(gè)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(jì)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(jì)和評(píng)估的人員提供了指導(dǎo)。

 

第2部分：驗(yàn)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(jí)的驗(yàn)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(xiǎn)的風(fēng)險(xiǎn)的行動(dòng)，過程或操作。一個(gè)例子是當(dāng)人進(jìn)入危險(xiǎn)區(qū)域時(shí)停止機(jī)器以降低纏結(jié)的風(fēng)險(xiǎn)，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(hào)，從而停止危險(xiǎn)的運(yùn)動(dòng)。安全功能可包括緊急停止，防護(hù)互鎖功能，人員檢測(cè)，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(hào)，并產(chǎn)生安全相關(guān)的輸出信號(hào)，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(gè)或多個(gè)安全功能。

 

3. 性能等級(jí)：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(shí)危險(xiǎn)失效概率（PFH）和5個(gè)等級(jí)（a到e），每個(gè)等級(jí)都有一個(gè)確定的PFH范圍。

 

EN ISO 13849過程

      ISO 13849提供了一種方法，用于識(shí)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(jiǎn)單的是，標(biāo)準(zhǔn)向用戶顯示如何識(shí)別PLr并給出計(jì)算PLa的方法。只要PLa大于或等于PLr，那么設(shè)計(jì)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(gè)問題：

1.進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)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(jí)別以及確定性能級(jí)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(gè)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(jì)，并確定了提供每個(gè)安全功能的組件。

5.根據(jù)標(biāo)識(shí)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(jì)（PLa）的性能水平。

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

8.記錄步驟和設(shè)計(jì)，包括收集所需的組件信息并確保其安全存儲(chǔ)。

9.驗(yàn)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(jì)算，序列等 - 專門為特定的SRP / CS編寫。

 

結(jié)論

      EN ISO 13849是一個(gè)復(fù)雜的標(biāo)準(zhǔn)，許多人認(rèn)為它是一個(gè)“破解堅(jiān)果的大錘”。對(duì)于僅具有基本安全功能的簡(jiǎn)單機(jī)械，例如開/關(guān)控制和單個(gè)緊急停止按鈕，必須應(yīng)用整個(gè)過程可能有點(diǎn)過分。還有一個(gè)強(qiáng)有力的理由說，標(biāo)準(zhǔn)的90％的好處可以通過最初識(shí)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(jì)算PFH需要90％的努力?？偟膩碚f，很難說明對(duì)控制系統(tǒng)可靠性的關(guān)注實(shí)際上對(duì)事故統(tǒng)計(jì)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(jì)的一部分，從簡(jiǎn)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(jì)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(cè)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(duì)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(duì)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(qǐng)聯(lián)系我們。