ایزو ۱۳۸۴۹ چیست؟ توضیح داده شده است - دانلود کامل PDF

1.0مقدمه: اهمیت ایمنی ماشین آلات

در اتوماسیون صنعتی، ایمنی ماشین‌آلات برای حفاظت از جان انسان‌ها، تضمین پایداری سیستم و برآورده کردن الزامات قانونی حیاتی است. استاندارد ISO 13849 راهنمایی جهانی برای طراحی و تأیید قطعات مرتبط با ایمنی سیستم‌های کنترل (SRP/CS) ارائه می‌دهد و پایه فنی کلیدی برای ایمنی در تولید مکانیکی را تشکیل می‌دهد.

2.0ایزو ۱۳۸۴۹ چیست؟

استاندارد ISO 13849 یک استاندارد ایمنی کاربردی است که بر طراحی قطعات مرتبط با ایمنی سیستم‌های کنترل ماشین‌آلات تمرکز دارد. این استاندارد از دو بخش تشکیل شده است:

• ایزو ۱۳۸۴۹-۱:۲۰۲۳، بخش ۱: اصول کلی طراحی، الزامات ایمنی و راهنمایی برای ادغام SRP/CS.
• ایزو ۱۳۸۴۹-۲، بخش ۲: اعتبارسنجی، که روش‌هایی را برای تحلیل یا آزمایش عملکردهای ایمنی و تأیید سطح عملکرد (PL) به‌دست‌آمده ارائه می‌دهد.

استاندارد ISO 13849 یک استاندارد مبتنی بر ریسک است. این استاندارد، عملکردهای ایمنی ضروری را بر اساس ارزیابی ریسک تعریف می‌کند و سطوح عملکردی را که باید برای کاهش ریسک به سطوح قابل قبول به آنها دست یابند، مشخص می‌کند. این استاندارد برای طیف وسیعی از ماشین‌آلات، از جمله موارد زیر، کاربرد دارد: ترمزهای پرس، ماشین‌های مهرسازی، کویل‌زدایی، خطوط تغذیه، ماشین‌های قالب‌گیری تزریقی، تجهیزات بسته‌بندی و ماشین‌های برش.

2.1موارد جدید در استاندارد ISO 13849-1:2023

نسخه ۲۰۲۳ هم ساختار و هم وضوح را بهبود می‌بخشد و پیاده‌سازی را شهودی‌تر می‌کند. تغییرات کلیدی عبارتند از:

• به‌روزرسانی اصطلاحات: جایگزین‌ها SRP/CS با اصطلاح «زیرسیستم» در سراسر استاندارد برای انسجام و وضوح.
• تعاریف بهبود یافته عملکرد ایمنی: ساختار و محتوای عملکردهای ایمنی و مشخصات الزامات ایمنی (SRS) را روشن می‌کند.
• راهنمایی پیشرفته دسته ۲: راهنمایی‌های دقیق‌تری در مورد معماری و مدیریت خطا برای سیستم‌های رده ۲ ارائه می‌دهد.
• فرآیند اعتبارسنجی یکپارچه: طراحی و اعتبارسنجی را با گنجاندن رویه‌هایی که قبلاً در ISO 13849-2 وجود داشت، در یک استاندارد ترکیب می‌کند.
• تمرکز بیشتر بر عوامل قابلیت اطمینان: تأکید بر خطاهای رایج (CCF)، قابلیت اطمینان نرم‌افزار و مصونیت در برابر تداخل الکترومغناطیسی (EMC) را افزایش می‌دهد.
• پیوست‌های تکمیلی با مثال‌های کاربردی: راهنمایی‌های دنیای واقعی، شامل اعتبارسنجی نرم‌افزار (پیوست N) و اقدامات متقابل EMC (پیوست L) را اضافه می‌کند.

3.0مفاهیم اصلی توضیح داده شده

SRP/CSبخش‌های مرتبط با ایمنی سیستم‌های کنترل

سطح عملکرد (PL)سطوح عملکرد ایمنی از PL a تا PL e

سطح عملکرد مورد نیاز (PLr): PL مورد نیاز، که توسط ارزیابی ریسک تعیین می‌شود

پارامترهای کلیدی:

• دسته بندی(طبقه‌بندی معماری سیستم)
• ام‌تی‌اف‌دی(میانگین زمان تا خرابی خطرناک)
• دی‌سی‌وگ(میانگین پوشش تشخیصی)
• سی سی اف(مقاومت در برابر شکست ناشی از علل شایع)
• الزامات ایمنی نرم‌افزار

4.0سطح عملکرد (PL) چگونه تعیین می‌شود؟

4.1ارزیابی ریسک مبتنی بر نمودار (مطابق با استاندارد EN ISO 13849-1)

خطرات در موارد زیر ارزیابی می‌شوند: استاندارد EN ISO 13849-1 با استفاده از نمودار ریسک. ارزیابی بر اساس سه معیار زیر انجام می‌شود:

1. شدت آسیب (S)
2. فراوانی و/یا مواجهه با خطر (F)
3. امکان اجتناب از خطر یا محدود کردن آسیب (P)

نتیجه این ارزیابی این است که سطح عملکرد مورد نیاز (PLr) برای هر عملکرد ایمنی منحصر به فرد، که با هدف به حداقل رساندن خطرات شناسایی شده در نظر گرفته شده است.

• پی ال یک مربوط به یک کم سطح ریسک،
• پی ال ای مربوط به یک بالا سطح ریسک.

4.2پارامترهای ریسک

S - شدت آسیب

• اس۱ = آسیب خفیف (معمولاً قابل برگشت)
• اس۲ = جدی (معمولاً آسیب یا مرگ غیرقابل برگشت)

و – فراوانی و/یا قرار گرفتن در معرض خطر

• اف۱ = به ندرت تا کمتر و/یا زمان مواجهه کوتاه است
• اف۲ = از حالت مکرر به حالت مداوم و/یا مدت زمان قرار گرفتن در معرض طولانی است

P – امکان اجتناب از خطر یا محدود کردن آسیب

• پی۱ = تحت شرایط خاص ممکن است
• پی۲ = به ندرت ممکن است

4.3عوامل مؤثر بر پارامتر P (احتمال اجتناب)

امکان اجتناب یا محدود کردن خطر (پ) تحت تأثیر پنج عامل زیر است:

• The سرعت که در آن خطر ایجاد می‌شود (مثلاً سریع یا آهسته)
• احتمالات فیزیکی برای اجتناب از خطر (مثلاً با فرار)
• تجربه عملی ایمنی مربوط به فرآیند یا عملیات
• اینکه آیا عملیات توسط ... انجام می‌شود یا خیر متخصصان یا افراد غیر متخصص
• اینکه آیا عملیات انجام شده است یا خیر با نظارت یا بدون نظارت

مثال: برای عملکرد قفل ایمنی در دستگاه پرس یا بسته‌بندی، اصول عملیاتی را تجزیه و تحلیل کنید، PLr مورد نیاز (مثلاً PL d) را شناسایی کنید و مطمئن شوید که سیستم از طریق ورودی‌هایی مانند MTTFd و DCavg به این سطح دست می‌یابد.

5.0مقایسه ISO 13849-1 در مقابل IEC 62061

6.0اصلاحات کلیدی در ISO 13849-1:2023

تعاریف واضح‌تر، جایگزینی «SRP/CS» با اصطلاح «زیرسیستم»

استانداردسازی پیشرفته الزامات ایمنی

تعریف بهینه برای دسته ۲با تأکید بیشتر بر سی سی اف

راهنمای بهبود یافته ایمنی نرم‌افزار (فصل ۷)

ادغام برخی از محتوای اعتبارسنجی از ISO 13849-2 در بخش 1

پیوست‌های توسعه‌یافته: CCF (پیوست F)، EMC (پیوست L)، مشخصات الزامات ایمنی (SRS، پیوست M)، نمونه‌های اعتبارسنجی نرم‌افزار (پیوست N)

7.0توصیه‌ها و بهترین شیوه‌های اجرایی

برای ماشین‌آلات خودکار با چرخه کاری بالا مانند دستگاه‌های بازکننده، پرس برک، دستگاه‌های تغذیه و تجهیزات برش لیزری، توصیه می‌شود اصول ISO 13849 در مرحله طراحی لحاظ شود تا ایمنی پرسنل و رعایت مقررات تضمین شود:

عملکردهای ایمنی را از مرحله طراحی اولیه سیستم کنترل در نظر بگیرید

از اتکای بیش از حد به کنترل‌کننده‌های تک نقطه‌ای خودداری کنید؛ از همکاری قوی سخت‌افزار/نرم‌افزار اطمینان حاصل کنید

برای نشان دادن انطباق، مستندات فنی کامل و منسجمی را حفظ کنید.

استفاده از ابزارهای کاربردی مانند سیستما برای تحلیل ایمنی سازه

8.0جنجال‌ها و انتقادات عمده در مورد ISO 13849-1:2023

اگرچه نسخه ۲۰۲۳ ساختار و کاربردپذیری را بهبود می‌بخشد، اما چندین نگرانی در صنعت همچنان پابرجاست:

• کاهش احتمالی ایمنی به دلیل روش‌های فنی اثبات نشده
• الزامات طراحی برای نرم‌افزارهای تعبیه‌شده مرتبط با ایمنی (SRESW) که از محدوده مجاز فراتر می‌روند؛ این الزامات متعلق به IEC 61508-3:2010 هستند.
• PLC های استاندارد فاقد افزونگی و قابلیت‌های تشخیصی برای PL بالا (PL c و بالاتر)
• رویکرد ارزیابی PL «بدون داده» فاقد مبنای علمی است
• روش‌های ارزیابی ایمنی EMI در پیوست L (مسیر C) ممکن است به اندازه کافی استحکام را تضمین نکنند
• انتقال استاندارد ناقص باعث سردرگمی در پیاده‌سازی می‌شود

9.0منبع – استاندارد ایمنی عملکردی کنترل ماشین آلات EN ISO 13849 (PDF) 

دانلود استاندارد رسمی ISO 13849-1:2023 (نسخه EN ISO)

دانلود استاندارد رسمی ISO 13849-1:2012 (نسخه EN ISO)

دانلود استاندارد مشخصات VDMA 66413

منابع

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