Что такое ISO 13849? Объяснение – Полная загрузка PDF

1.0 Введение: важность безопасности машин

В промышленной автоматизации безопасность машин имеет решающее значение для защиты жизней, обеспечения стабильности системы и соответствия требованиям законодательства. ISO 13849 предлагает глобальное руководство по проектированию и проверке частей систем управления, связанных с безопасностью (SRP/CS), формируя ключевую техническую основу безопасности в машиностроении.

2.0 Что такое ISO 13849?

ISO 13849 — это стандарт функциональной безопасности, ориентированный на проектирование частей систем управления машинами, связанных с безопасностью. Он состоит из двух частей:

• ИСО 13849-1:2023, Часть 1: Общие принципы проектирования, требования безопасности и руководство по интеграции SRP/CS.
• ИСО 13849-2, Часть 2: Валидация, которая предоставляет методы анализа или тестирования функций безопасности и подтверждения достигнутого уровня производительности (PL).

ISO 13849 — это стандарт, основанный на оценке риска. Он определяет, какие функции безопасности необходимы на основе оценки риска, и указывает уровни производительности, которых они должны достичь, чтобы снизить риск до приемлемых уровней. Этот стандарт применяется к широкому спектру машин, включая жимовые тормоза, штамповочные машины, разматыватели, линии подачи, машины для литья под давлением, упаковочное оборудование и режущие машины.

2.1 Что нового в ISO 13849-1:2023

Пересмотр 2023 года улучшает как структуру, так и ясность, делая реализацию более интуитивной. Ключевые изменения включают:

• Обновление терминологии: Заменяет СРП/КС с использованием термина «подсистема» по всему стандарту для обеспечения последовательности и ясности.
• Улучшенные определения функций безопасности: Разъясняет структуру и содержание функций безопасности и спецификаций требований безопасности (SRS).
• Расширенное руководство категории 2: Содержит более подробные рекомендации по архитектуре и обработке неисправностей для систем категории 2.
• Интегрированный процесс проверки: Объединяет проектирование и валидацию в один стандарт путем включения процедур, ранее содержавшихся в ISO 13849-2.
• Более пристальное внимание к факторам надежности: Увеличивается внимание к отказам по общей причине (CCF), надежности программного обеспечения и устойчивости к электромагнитным помехам.
• Расширенные приложения с практическими примерами: Добавляет практические рекомендации, включая проверку программного обеспечения (Приложение N) и меры противодействия ЭМС (Приложение L).

3.0 Объяснение основных концепций

СРП/КС: Детали систем управления, связанные с безопасностью

Уровень производительности (PL): Уровни безопасности от PL a до PL e

Требуемый уровень производительности (PLr): Требуемый PL, определяемый оценкой риска

Основные параметры:

• Категория(классификация архитектуры системы)
• MTTFd(Среднее время до опасного отказа)
• DCavg(Средний охват диагностикой)
• ККФ(Устойчивость к отказам по общей причине)
• Требования безопасности программного обеспечения

4.0 Как определяется уровень производительности (PL)?

4.1 Графическая оценка риска (согласно EN ISO 13849-1)

Риски оцениваются в EN ISO 13849-1 с использованием графика риска. Оценка основана на следующих трех критериях:

1. Тяжесть травмы (S)
2. Частота и/или подверженность опасности (F)
3. Возможность избежать опасности или ограничить вред (P)

Результатом этой оценки является требуемый уровень производительности (PLr) для каждой отдельной функции безопасности, которая призвана минимизировать выявленные риски.

• ПЛ а соответствует низкий уровень риска,
• ПЛ е соответствует высокий уровень риска.

4.2 Параметры риска

S – Тяжесть травмы

• С1 = Легкая (обычно обратимая травма)
• С2 = Серьезный (обычно необратимая травма или смерть)

F – Частота и/или подверженность опасности

• Ф1 = Редко или еще реже и/или время воздействия короткое
• Ф2 = Часто или постоянно и/или время воздействия длительное

P – Возможность избежать опасности или ограничить вред

• П1 = Возможно при определенных условиях
• П2 = Едва ли возможно

4.3 Факторы, влияющие на параметр P (Возможность избегания)

Возможность избежать или ограничить опасность (П) зависит от следующих пяти факторов:

• The скорость в котором возникает опасность (например, быстро или медленно)
• Физические возможности для избежания опасности (например, путем побега)
• Практический опыт безопасности относящиеся к процессу или операции
• Независимо от того, проводится ли операция эксперты или непрофессионалы
• Будет ли выполнена операция с наблюдением или без наблюдения

Определение параметра P – Факторы	А	Б	С
Машина используется	Специалист	Неспециалист
Скорость той части машины, которая может вызвать опасное событие	Событие на низкой или очень низкой скорости	Событие на средней скорости	Событие на высокой скорости
Физическая возможность избежать опасности	Возможно как минимум в 50 % случаях	Возможно менее чем в 50 % случаях	Невозможный
Возможность распознавания/ощущения опасности	Возможно как минимум в 50 % случаях	Возможно только менее чем в 50 % случаях	Невозможный
Сложность операций	Низкая сложность или отсутствие взаимодействия	Средняя и высокая сложность

Если выбрано «C» ИЛИ «B» выбрано не менее трех раз: P2
Если «C» не выбрано И «B» выбрано дважды: P1 или P2, в зависимости от конкретной ситуации
Если «C» не выбрано И «B» равно нулю или выбрано один раз: P1

 

Пример: Для функции защитной блокировки на штамповочной или упаковочной машине проанализируйте принцип работы, определите требуемый PLr (например, PL d) и убедитесь, что система достигает этого уровня с помощью таких входных данных, как MTTFd и DCavg.

5.0 Сравнение ISO 13849-1 и IEC 62061

6.0 Ключевые изменения в ISO 13849-1:2023

Более четкие определения, замена термина «SRP/CS» на термин «подсистема»

Усиление стандартизации требований безопасности

Оптимизированное определение для Категория 2, с большим акцентом на ККФ

Улучшенное руководство по безопасности программного обеспечения (глава 7)

Интеграция некоторых элементов валидации из ISO 13849-2 в Часть 1

Расширенные приложения: CCF (Приложение F), EMC (Приложение L), Спецификация требований безопасности (SRS, Приложение M), примеры проверки программного обеспечения (Приложение N)

7.0 Рекомендации по внедрению и передовой опыт

Для высокоциклового автоматизированного оборудования, такого как разматыватели, листогибочные прессы, подающие устройства и оборудование для лазерной резки, рекомендуется внедрять принципы ISO 13849 на этапе проектирования, чтобы обеспечить безопасность персонала и соответствие нормативным требованиям:

Рассмотрите функции безопасности на начальном этапе проектирования системы управления.

Избегайте чрезмерной зависимости от одноточечных контроллеров; обеспечьте надежное взаимодействие оборудования и программного обеспечения

Ведение полной и последовательной технической документации для подтверждения соответствия

Используйте практические инструменты, такие как СИСТЕМА для анализа структурной безопасности

8.0 Основные противоречия и критика ISO 13849-1:2023

Хотя редакция 2023 года улучшает структуру и применимость, в отрасли сохраняется ряд проблем:

• Потенциальное снижение безопасности из-за непроверенных технических методов
• Требования к проектированию встроенного программного обеспечения, связанного с безопасностью (SRESW), выходящие за рамки области применения; они относятся к IEC 61508-3:2010
• Стандартные ПЛК, не имеющие резервирования и диагностических возможностей для высокого PL (PL c и выше)
• «Нет данных» Подход к оценке ПЛ, не имеющий научной основы
• Методы оценки устойчивости к электромагнитным помехам в Приложении L (маршрут C) могут в недостаточной степени гарантировать надежность
• Неполный стандартный переход, вызывающий путаницу при реализации

9.0 Ресурс – EN ISO 13849 (PDF) Стандарт функциональной безопасности управления машинами 

Загрузка официального стандарта ISO 13849-1:2023 (версия EN ISO)

Загрузка официального стандарта ISO 13849-1:2012 (версия EN ISO)

VDMA 66413 Спецификация VDMA стандартная загрузка

Ссылки

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