安全小百科之如何计算安全等级、减小预期风险

  随着机械和生产设备的复杂性以及自动化程度的提升，安全变得越来越重要，有效、可靠的安全技术是保障设备和人员安全的基础。而提到机械安全，安全等级便是绕不开的话题，怎样才能快速地计算出安全回路相应的安全等级呢?

  说到安全等级，那自然与标准指令息息相关。在欧洲，主要是通过“机械指令”等规范来强调和阐述安全相关问题的。机械指令包含了对机械和控制系统设计和制造的明确要求，再通过协调标准来更精确有效地实现这些要求。例如EN ISO 13849-1可用于确认控制系统的安全相关部件是否符合机械指令规定的一般健康和安全要求

减小预期风险

  EN ISO 13849-1适用于电气、电子、可编程、机械和液压控制系统的应用领域，目标是将风险降至可接受水平。主要分为五个等级：

性能等级PL

  性能等级(PL)描述了控制系统有关安全部件SRP/CS在可预见条件下执行安全功能并实现预期风险减小的能力。必须为机械的每个安全功能确定所需的性能等级PLr，例如防止某个运动机构的碰撞危险需要在按下急停或者打开安全门时确保其安全停止，那么通过急停按钮控制相关接触器停止该电机即为一个安全功能，通过安全门控制同一个相关接触器停止该电机也是一个安全功能。

  SRP/CS 1： 急停——安全控制器——接触器K1/K2

  SRP/CS 2：安全门——安全控制器——接触器K1/K2

  以上两个安全功能都需要确定其所需达到的性能等级PLr。如果是特定的机械，则可以参考其C类协调标准。

S/F/P“三剑客”

  假设安全功能不可用，在充分了解机械限制和危险识别的基础上，通过风险评估判断设备的风险降低是否足够。如果仍需要通过安全功能来实现风险减小，则再使用EN ISO 13849-1附录A中的风险图(如下图所示)，为每个安全功能确定适合于适当风险减小的PL。PLr可以理解为要实现该安全功能的“额定值”，通过S/F/P三个参数的组合来得出。

  在确定了某安全功能的PL值之后，就可以进行电气回路设计和元器件的选型了，此时有关安全部件需要考虑的因素有：

  Ø 结构类别Category

  Ø 平均危险失效时间MTTFd

  Ø 诊断覆盖率DCavg

  Ø 共因失效CCF

  对于现有设备也可以通过以上因素来验证其是否达到了一定的安全要求。

更强大的软件工具

  采用皮尔磁提供的软件工具PAScal进行安全相关部件的控制系统的回路安全等级计算，不但操作简便，而且界面直观，大大减少了计算的时间成本。

  下图模拟PSENcode安全编码开关接入PNOZsigma安全继电器控制双接触器切断电机的示例：

  1. 图形编辑器模拟安全功能并定义其结构，简化组件的使用模式

  2. 计算栏中可以清晰地看到每个元器件部分的主要参数信息

  3. 用户可导入各种原件的标准数据库格式，也可以创建和管理自语数据库，最终生成项目的多语言报告，不增加任何额外成本

  除此之外，皮尔磁还提供了移动端的PASMsi软件，可以随时随地对安全计算进行确认。