ISO13849-1：2006新标准介绍

1、IS013849-1： 2006新标准介绍安全控制系统的最新要求控制系统是机器的中枢，控制和检测着整个机器设备的所有的输入、输出，并确 保系统的正常运转，实现既定的任务。所以，评佔一台机器的功能和安全，控制 系统常常是评估的重要对象。控制系统作为工厂机器设备的重要组成部分，在确 保机器的可靠工作和安全运行中起着非常重要的作用。无论设备大小，功能差异, 其控制系统不外乎分为电气、机械、液压和气动等系统，或山其中儿个部分组成。 然而如何确保一台设备控制系统的安全和可靠工作，确是一个非常复杂的问题。EN954-1的不足在过去，我们评估一个控制系统的安全，常常是确定该控制系统的安全控制类别(CONTR

2、OL CATEGORY),这是根据EN954-1标准的要求。但是随着新兴技术的不 断涌现，这种设计方法和要求不能满足技术不断进步的要求，加上该标准本身存 在的一些缺陷，使得对新标准要求的呼声越来越高。首先因为EN954-1标准已经 使用了 10多年，而没有进行过更新，使得该标准不能适用现在一些新兴技术的 要求。其次，该标准主要适用气动、液压、电气和部分确定的电子产品系统，不 能涵盖H前所有控制系统，特别是电子技术的快速发展；第三，使用EN954-1 是建立在一定的经验基础和条件上，对控制系统进行的评佔和确定，对于新出现 的控制方法则显得力不从心。第四，EN954-1给大家提供的只是对一个系统定

3、性 的评估，没有也无法实现定量化判断系统的安全性。第五，过去的标准对于控制 系统的组成后的外界因素都假定是一成不变的，而没有考虑到意外因素对系统可 靠性和安全性的影响。另外该标准在1999年已经升级为IS013849-1标准。作为 国际标准，必须能够协调吸纳最新的普遍使用的技术，有必要时常进行标准更新, 使之能够更完善更科学。鉴于此种种因素，新的国际标准在2006年出现。即 IS013849-1： 2006 版。IS013849-1： 2006 新标准2006年发布的新的标准，作为国际化的通用标准，是在IS013849-1： 1999版基 础上作的修改，它吸纳了新的技术要求，保留了旧的设计原则

4、，对适用的内容作 了一定的改进，是比较完善和科学的标准。新标准同旧版本一样，也是建立在系 统风险分析评估的基础上，同时补充增加了一些新内容。首先新的IS013849-1： 2006在以前标准要求的系统的确定性上，增加了系统故障概率方面的评佔，从 而更全面地实现从元件到系统进行科学地评估。其次最明显的在原来的EN954-1 标准的基础上作了改进，而且还补充增加了 3项内容，从而使一个控制系统的安 全评估内容，需要从4个方面来全面衡量，而不仅仅是风险分析和釆用的控制类 别。第三，新评佔项口的增加，同时也为设计人员提供了更多的设计实现途径和 方法，这一点是过去标准所不可能具有的。这4个参数分别为：1

5、. 系统实现的安全等级PLr2. 系统平均无危险故障时间MTTFd3. 系统诊断检测范围DC4. 共因故障预防CCF下面就新标准的4个方面新要求具体介绍。系统实现的安全等级FLr （简称安全等级）是一个新名词，表征一个控制系统防范危险的能力和程度。它是在过去标准的基 础上演变而来。过去大家熟悉的EN954-1标准中，主要是根据风险评估，确定控 制系统一个相应的控制类别CCxo根据新标准的要求，确定系统安全等级的方式发生了变化。风险分析参数还是S, F, P,但是结果却不同。新标准中采用了 5个新的表示不同安全等级的需求的参 数PLg即/ b, c, d和e,分别代表了系统安全等级从低到高，对应

6、的危险也 是从低到高。UMOftaKMEMtrwttoa对应于过去安全控制类别B, 1, 2, 3, 4o而且改进之处是每个需要的安全等级 都和这3个参数有关，无论伤害的严重与否。在旧标准中，若危险伤害程度小， 可以直接确定安全控制类别B或1,这一点是新标准与旧标准的第二个不同点。 在称呼上，新改进标准更能体现控制系统安全等级的实际含义，更合理地体现风 险评估的结果需要，而且可以作为减少风险的措施和最终的检验方法。平均无危险故障时间MTTFdMTTF已经存在于其他行业很多年了，引入到机器安全控制系统领域，则是刚刚 开始。该值可以属于一个元件，也可以是针对一个系统的描述。通常，对单个 元件，它的

7、HTTFd山该元器件的生产者或供应商提供。在今后的产品样本和说明 书中，用户都可以找到该元件对应的MTTFd值。该时间通常以年为单位。对于一个系统。可以通过分段确定每部分的MTTFd,然后计算出系统的平均无故障时间。MTTFd= MTTFd,需要说明的一点是，对于有些存在磨损的元件，那麽使用的次数可能决定了元件 首次岀现故障的时间。对于这一类器件，供应商通常提供的是另外一个参数 BlOd,表示每小时岀现危险故障的概率。有了 BlOd,可以通过公式来折算出该元件的MTTFdo其中0. 1是一个校正系数，Nop表示每小时操作该元 件的平均统讣次数。对于常规元器件，也可以在相关标准中找到其MTTFd

8、或BlOd 值。比如门锁开关，在IS013849-1： 2006中给出BlOd的值是2, 000, 000。系统诊断检测范围DC系统诊断检测范圉，是衡量该系统控制范圉的一个参数，通常以白分比的形式出 现。根据数值大小，分别表征范围的高与低。如何获得DC值？同样，由供应商提供，或者在IS013849-1标准中查找。对于 一个复杂的系统，获取DC值，可以将大系统划分为多个小系统，分别计算岀各 自的DC值，最后利用公式计算出平均值。DenominationRange of valuesnoneDC 60%low60% 匚 DC v 90%medium90% 匚 DC y 99%high99% 匚 D

9、C共因故障预防与控制CCF对于一个需要较高安全等级的控制系统，可能釆用双通道。如何预防和控制那些 可能导致双通道同时失效或岀现故障的因素？这是新标准中对控制系统增加的 最后一个衡量指标。该参数常常以数值表示。对于不同的产品，生产制造商应该 给出采用其产品和相应的预防措施可获得的结果。如果供应商不能提供，可依据 产品制造符合的标准和采用的方法，在标准IS013849-1标准中查找。通常要求 该值要超过65分，才表示该系统采取的控制措施在预防共因故障方面符合要求.PL和CC, DC, MTTFd参数的关系在4个参数中，最重要的还是控制类别。从下面的表中，我们可以发现，要实现 相同的控制安全等级，新

10、标准给出了更多的选择实现方法。比如对于一个控制安 全等级PLd的系统，可以采取以下的方法：1. 控制类别CC3, DC检测范围低，MTTFd高的组合。2. 控制类别CC3, DC检测范围一般，MTTFd -般的组合。3. 控制类别CC2, DC检测范围一般，MTTFd高的组合。还有更多组合选择。这样，对设计人员，可以采取其中任何一种，从而具有更大 的灵活性。可以说，PL是控制类别CC, MTTFd,诊断范围DC和CCF的一个综合表现。a b c d e OAO-。upuuo七 Cat. e 11 Cat. 1ICat. 2ICat. 2ICM. 3ICat. 3Cat 4DCavQ DOvg DCdvg -DCavg DCavg -DCavg 三DCavg 00lowmediumlowmediumhigh+ CCFEN954-1的终结IS013849-l:2006新标准出现，是不是意味着EN954-1的终结？ EN954-1作为欧 盟协调标准，存在并使用了多年了。很多用