ما هو معيار ISO 13849؟ شرح - تحميل ملف PDF كامل

1.0 مقدمة: أهمية سلامة الآلات

في مجال الأتمتة الصناعية، تُعد سلامة الآلات أمرًا بالغ الأهمية لحماية الأرواح، وضمان استقرار النظام، وتلبية المتطلبات القانونية. تُقدم ISO 13849 إرشادات عالمية لتصميم والتحقق من سلامة أجزاء أنظمة التحكم (SRP/CS)، مُشكلةً بذلك أساسًا تقنيًا أساسيًا للسلامة في التصنيع الميكانيكي.

2.0 ما هو ISO 13849؟

ISO 13849 هو معيار سلامة وظيفي يُركز على تصميم الأجزاء المتعلقة بالسلامة في أنظمة التحكم في الآلات. ويتألف من جزأين:

• ISO 13849-1:2023الجزء 1: المبادئ العامة للتصميم ومتطلبات السلامة والتوجيه لدمج SRP/CS.
• ISO 13849-2الجزء 2: التحقق، والذي يوفر طرقًا لتحليل أو اختبار وظائف السلامة وتأكيد مستوى الأداء (PL) الذي تم تحقيقه.

ISO 13849 هو معيار قائم على المخاطر. يُحدد وظائف السلامة الضرورية بناءً على تقييم المخاطر، ويحدد مستويات الأداء التي يجب تحقيقها لتقليل المخاطر إلى مستويات مقبولة. ينطبق هذا المعيار على مجموعة واسعة من الآلات، بما في ذلك: مكابس الضغط، آلات الختم، أجهزة فك اللفائف، خطوط التغذية، وآلات قولبة الحقن، ومعدات التعبئة والتغليف، وآلات القطع.

2.1 ما الجديد في ISO 13849-1:2023

يُحسّن إصدار 2023 الهيكل والوضوح، مما يجعل التنفيذ أكثر سهولة. تشمل التغييرات الرئيسية ما يلي:

• تحديث المصطلحات: يستبدل SRP/CS مع استخدام مصطلح "النظام الفرعي" في جميع أنحاء المعيار لتحقيق الاتساق والوضوح.
• تعريفات وظيفة السلامة المحسنة: يوضح هيكل ومحتوى وظائف السلامة ومواصفات متطلبات السلامة (SRS).
• التوجيهات المحسنة للفئة 2: يوفر إرشادات أكثر تفصيلاً حول الهندسة المعمارية والتعامل مع الأخطاء لأنظمة الفئة 2.
• عملية التحقق المتكاملة: يجمع التصميم والتحقق في معيار واحد من خلال دمج الإجراءات السابقة في ISO 13849-2.
• التركيز بشكل أكبر على عوامل الموثوقية: يزيد التركيز على الفشل الناتج عن الأسباب المشتركة (CCF)، وموثوقية البرامج، والحصانة من التوافق الكهرومغناطيسي.
• ملاحق موسعة مع أمثلة عملية: يضيف إرشادات واقعية، بما في ذلك التحقق من صحة البرامج (الملحق N) وتدابير مكافحة التوافق الكهرومغناطيسي (الملحق L).

3.0 شرح المفاهيم الأساسية

SRP/CS:أجزاء أنظمة التحكم المتعلقة بالسلامة

مستوى الأداء (PL):مستويات أداء السلامة تتراوح من PL a إلى PL e

مستوى الأداء المطلوب (PLr):PL المطلوبة، والتي يتم تحديدها من خلال تقييم المخاطر

المعلمات الرئيسية:

• فئة(تصنيف بنية النظام)
• متوسط الوقت المتوقع للإنجاز(متوسط الوقت المستغرق للفشل الخطير)
• متوسط السعر(متوسط التغطية التشخيصية)
• صندوق التعاون الاقتصادي(مقاومة الفشل ذات السبب المشترك)
• متطلبات سلامة البرمجيات

4.0 كيف يتم تحديد مستوى الأداء (PL)؟

4.1 تقييم المخاطر القائم على الرسم البياني (وفقًا لمعيار EN ISO 13849-1)

يتم تقييم المخاطر في EN ISO 13849-1 باستخدام رسم بياني للمخاطر. ويستند التقييم إلى المعايير الثلاثة التالية:

1. شدة الإصابة (S)
2. التردد و/أو التعرض للخطر (F)
3. إمكانية تجنب الخطر أو الحد من الضرر (P)

نتيجة هذا التقييم هي مستوى الأداء المطلوب (PLr) لكل وظيفة أمان فردية، والتي تهدف إلى تقليل المخاطر التي تم تحديدها.

• PL أ يتوافق مع قليل مستوى المخاطر،
• PL e يتوافق مع عالي مستوى المخاطرة.

4.2 معايير المخاطر

س - شدة الإصابة

• س1 = إصابة طفيفة (عادةً ما تكون قابلة للعكس)
• س2 = خطيرة (إصابة لا يمكن إصلاحها أو الوفاة عادةً)

F - التردد و/أو التعرض للمخاطر

• فورمولا 1 = نادرًا إلى أقل تكرارًا و/أو وقت التعرض قصير
• ف2 = متكرر إلى مستمر و/أو وقت التعرض طويل

P - إمكانية تجنب الخطر أو الحد من الضرر

• ص1 = ممكن في ظل ظروف محددة
• ص2 = بالكاد ممكن

4.3 العوامل المؤثرة على المعامل P (احتمالية التجنب)

إمكانية تجنب الخطر أو الحد منه (ص) يتأثر بالعوامل الخمسة التالية:

• ال سرعة حيث ينشأ الخطر (على سبيل المثال بسرعة أو ببطء)
• الإمكانيات المادية لتجنب الخطر (على سبيل المثال عن طريق الهروب)
• خبرة عملية في السلامة المتعلقة بالعملية أو التشغيل
• هل يتم إجراء العملية بواسطة الخبراء أو غير المحترفين
• هل تم اجراء العملية مع أو بدون إشراف

تحديد المعلمة P – العوامل	أ	ب	ج
يتم استخدام الآلة بواسطة	متخصص	شخص عادي
سرعة جزء الآلة الذي يمكن أن يسبب حدثًا خطيرًا	حدث بسرعة منخفضة أو منخفضة جدًا	حدث بسرعة متوسطة	حدث بسرعة عالية
الإمكانية المادية لتجنب الخطر	ممكن في 50 حالة على الأقل من %	ممكن في أقل من 50 حالة %	مستحيل
إمكانية التعرف على الخطر/الاستشعار به	ممكن في 50 حالة على الأقل من %	ممكن فقط في أقل من 50 حالة %	مستحيل
تعقيد العمليات	تعقيد منخفض أو عدم التفاعل	تعقيد متوسط إلى عالي

إذا تم تحديد "C" أو تم تحديد "B" ثلاث مرات على الأقل: P2
إذا لم يتم تحديد "C" وتم تحديد "B" مرتين: P1 أو P2، حسب الموقف المحدد
إذا لم يتم تحديد "C" وكان "B" صفرًا أو تم تحديده مرة واحدة: P1

 

مثال: بالنسبة لوظيفة القفل الآمن على آلة الختم أو التعبئة والتغليف، قم بتحليل مبدأ التشغيل، وحدد PLr المطلوب (على سبيل المثال، PL d)، وتأكد من أن النظام يحقق هذا المستوى من خلال المدخلات مثل MTTFd وDCavg.

5.0 مقارنة بين ISO 13849-1 وIEC 62061

6.0 المراجعات الرئيسية في ISO 13849-1:2023

تعريفات أكثر وضوحًا، واستبدال مصطلح "SRP/CS" بمصطلح "النظام الفرعي"

تعزيز توحيد متطلبات السلامة

تعريف محسن لـ الفئة 2، مع التركيز بشكل أكبر على صندوق التعاون الاقتصادي

إرشادات السلامة المحسنة للبرمجيات (الفصل 7)

دمج بعض محتوى التحقق من صحة ISO 13849-2 في الجزء 1

الملاحق الموسعة: CCF (الملحق F)، EMC (الملحق L)، مواصفات متطلبات السلامة (SRS، الملحق M)، أمثلة التحقق من صحة البرامج (الملحق N)

7.0 توصيات التنفيذ وأفضل الممارسات

بالنسبة للآلات الأوتوماتيكية عالية الدورة مثل أجهزة فك اللفائف، ومكابح الضغط، وأجهزة التغذية، ومعدات القطع بالليزر، يوصى بتضمين مبادئ ISO 13849 في مرحلة التصميم لضمان سلامة الموظفين والامتثال التنظيمي:

ضع في اعتبارك وظائف السلامة من مرحلة تصميم نظام التحكم الأولي

تجنب الاعتماد المفرط على وحدات التحكم ذات النقطة الواحدة؛ وضمان التعاون القوي بين الأجهزة والبرامج

الحفاظ على الوثائق الفنية الشاملة والمتسقة لإثبات الامتثال

استخدم أدوات عملية مثل نظام لتحليل السلامة الهيكلية

8.0 الخلافات والانتقادات الرئيسية لمعيار ISO 13849-1:2023

على الرغم من أن المراجعة لعام 2023 تعمل على تحسين الهيكل وإمكانية التطبيق، إلا أن العديد من المخاوف التي تواجه الصناعة لا تزال قائمة:

• انخفاضات محتملة في السلامة بسبب الأساليب التقنية غير المثبتة
• متطلبات التصميم للبرامج المضمنة المتعلقة بالسلامة (SRESW) تتجاوز النطاق؛ تنتمي هذه إلى IEC 61508-3:2010
• وحدات التحكم المنطقية القابلة للبرمجة القياسية التي تفتقر إلى التكرار والقدرات التشخيصية لـ PL العالية (PL c وما فوق)
• نهج تقييم PL "لا توجد بيانات" يفتقر إلى الأساس العلمي
• قد لا تضمن طرق تقييم مناعة EMI في الملحق L (المسار C) المتانة بشكل كافٍ
• انتقال قياسي غير مكتمل يسبب ارتباكًا في التنفيذ

9.0 المورد - EN ISO 13849 (PDF) معيار السلامة الوظيفية للتحكم في الآلات 

تنزيل المعيار الرسمي ISO 13849-1:2023 (إصدار EN ISO)

تنزيل المعيار الرسمي ISO 13849-1:2012 (إصدار EN ISO)

تنزيل معيار مواصفات VDMA 66413 VDMA

مراجع

https://www.pilz.com/en-US/support/law-standards-norms/functional-safety/en-iso-13849-1

https://www.iso.org/standard/73481.html

https://knowledge.bsigroup.com/products/safety-of-machinery-safety-related-parts-of-control-systems-general-principles-for-design-5