Ontwerp en verificatie van veiligheidscircuits per iso 13849-1: Stapsgewijze berekeningen
Veiligheidscircuits zijn essentieel in machines om ongevallen te voorkomen en de bescherming van de bestuurder te garanderen. De ISO 13849-1 norm bevat richtlijnen voor het ontwerpen en verifiëren van deze veiligheidsfuncties door middel van systematische berekeningen. Dit artikel schetst het stapsgewijze proces voor het ontwerpen en verifiëren van veiligheidscircuits volgens ISO 13849-1.
Inzicht in ISO 13849-1 Eisen
ISO 13849-1 specificeert de veiligheidsprestatieniveaus voor besturingssystemen. Het benadrukt risicobeoordeling, veiligheidsfunctieontwerp en verificatie. De standaard categoriseert veiligheidsfuncties in prestatieniveaus (PL), variërend van PL a (laagste) tot PL e (hoogste). Het bereiken van de juiste PL hangt af van de ernst van de risico's en de betrouwbaarheid van de veiligheidsfunctie.
Stap 1: Risicobeoordeling en veiligheidseisen
Het proces begint met het identificeren van potentiële gevaren en het beoordelen van de ernst ervan. Op basis hiervan worden veiligheidseisen vastgesteld, inclusief het noodzakelijke prestatieniveau (PL). Deze stap bepaalt de doelbetrouwbaarheid van het veiligheidscircuit.
Stap 2: Ontwerp van veiligheidsfuncties
De veiligheidsfunctie is ontworpen om het risico tot een aanvaardbaar niveau te beperken. Het gaat om het selecteren van geschikte sensoren, logische eenheden en actuatoren. Het ontwerp moet ervoor zorgen dat de veiligheidsfunctie fouten op betrouwbare wijze kan detecteren en veilige uitschakelingen of stops kan initiëren.
Stap 3: Berekenen van de diagnostische dekking (DC)
De diagnosedekking meet het vermogen van het veiligheidssysteem om fouten te detecteren. Het wordt uitgedrukt als een percentage en beïnvloedt het veiligheidsintegriteitsniveau (SIL) of het prestatieniveau (PL). Hogere DC verbetert de betrouwbaarheid van de veiligheidsfunctie.
Stap 4: Het bepalen van de foutenpercentages
De storingsfrequenties van componenten worden verkregen uit de gegevens of normen van de fabrikant. Deze tarieven worden gebruikt om de waarschijnlijkheid van gevaarlijke storingen te berekenen.
Stap 5: Berekenen van de totale betrouwbaarheid
De totale betrouwbaarheid van het veiligheidscircuit wordt berekend door individuele storingssnelheden en diagnostische dekking te combineren. De formule houdt rekening met de waarschijnlijkheid van gevaarlijke storingen per uur, zodat het voldoet aan de eisen voor de gewenste PL.
Stap 6: Verificatie en validatie
De laatste stap is het controleren of het veiligheidscircuit voldoet aan de berekende betrouwbaarheidsdoelstellingen. Testen, foutinjectie en documentatie worden gebruikt om de prestaties van de veiligheidsfunctie te valideren. Regelmatig onderhoud en periodieke tests worden aanbevolen om de veiligheidsniveaus te handhaven.