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隨著機(jī)械和生產(chǎn)設(shè)備的復(fù)雜性以及自動(dòng)化程度的提升，安全變得越來(lái)越重要，有效、可靠的安全技術(shù)是保障設(shè)備和人員安全的基礎(chǔ)。而提到機(jī)械安全，安全等級(jí)便是繞不開(kāi)的話題，怎樣才能快速地計(jì)算出安全回路相應(yīng)的安全等級(jí)呢？

說(shuō)到安全等級(jí)，那自然與標(biāo)準(zhǔn)指令息息相關(guān)。在歐洲，主要是通過(guò)“機(jī)械指令”等規(guī)范來(lái)強(qiáng)調(diào)和闡述安全相關(guān)問(wèn)題的。機(jī)械指令包含了對(duì)機(jī)械和控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)和制造的明確要求，再通過(guò)協(xié)調(diào)標(biāo)準(zhǔn)來(lái)更精確有效地實(shí)現(xiàn)這些要求。例如EN ISO 13849-1可用于確認(rèn)控制系統(tǒng)的安全相關(guān)部件是否符合機(jī)械指令規(guī)定的一般健康和安全要求。

減小預(yù)期風(fēng)險(xiǎn)

EN ISO 13849-1適用于電氣、電子、可編程、機(jī)械和液壓控制系統(tǒng)的應(yīng)用領(lǐng)域，目標(biāo)是將風(fēng)險(xiǎn)降至可接受水平。主要分為五個(gè)等級(jí)：

性能等級(jí)PL

性能等級(jí)（PL）描述了控制系統(tǒng)有關(guān)安全部件SRP/CS在可預(yù)見(jiàn)條件下執(zhí)行安全功能并實(shí)現(xiàn)預(yù)期風(fēng)險(xiǎn)減小的能力。必須為機(jī)械的每個(gè)安全功能確定所需的性能等級(jí)PLr，例如防止某個(gè)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的碰撞危險(xiǎn)需要在按下急停或者打開(kāi)安全門時(shí)確保其安全停止，那么通過(guò)急停按鈕控制相關(guān)接觸器停止該電機(jī)即為一個(gè)安全功能，通過(guò)安全門控制同一個(gè)相關(guān)接觸器停止該電機(jī)也是一個(gè)安全功能。

SRP/CS 1： 急停——安全控制器——接觸器K1/K2

SRP/CS 2：安全門——安全控制器——接觸器K1/K2

以上兩個(gè)安全功能都需要確定其所需達(dá)到的性能等級(jí)PLr。如果是特定的機(jī)械，則可以參考其C類協(xié)調(diào)標(biāo)準(zhǔn)。

S/F/P“三劍客”

假設(shè)安全功能不可用，在充分了解機(jī)械限制和危險(xiǎn)識(shí)別的基礎(chǔ)上，通過(guò)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估判斷設(shè)備的風(fēng)險(xiǎn)降低是否足夠。如果仍需要通過(guò)安全功能來(lái)實(shí)現(xiàn)風(fēng)險(xiǎn)減小，則再使用EN ISO 13849-1附錄A中的風(fēng)險(xiǎn)圖（如下圖所示），為每個(gè)安全功能確定適合于適當(dāng)風(fēng)險(xiǎn)減小的PL。PLr可以理解為要實(shí)現(xiàn)該安全功能的“額定值”，通過(guò)S/F/P三個(gè)參數(shù)的組合來(lái)得出。

在確定了某安全功能的PL值之后，就可以進(jìn)行電氣回路設(shè)計(jì)和元器件的選型了，此時(shí)有關(guān)安全部件需要考慮的因素有：

結(jié)構(gòu)類別Category

平均危險(xiǎn)失效時(shí)間MTTFd

診斷覆蓋率DCavg

共因失效CCF

對(duì)于現(xiàn)有設(shè)備也可以通過(guò)以上因素來(lái)驗(yàn)證其是否達(dá)到了一定的安全要求。

更強(qiáng)大的軟件工具

采用皮爾磁提供的軟件工具PAScal進(jìn)行安全相關(guān)部件的控制系統(tǒng)的回路安全等級(jí)計(jì)算，不但操作簡(jiǎn)便，而且界面直觀，大大減少了計(jì)算的時(shí)間成本。

下圖模擬PSENcode安全編碼開(kāi)關(guān)接入PNOZsigma安全繼電器控制雙接觸器切斷電機(jī)的示例：

1.圖形編輯器模擬安全功能并定義其結(jié)構(gòu)，簡(jiǎn)化組件的使用模式

2.計(jì)算欄中可以清晰地看到每個(gè)元器件部分的主要參數(shù)信息

3.用戶可導(dǎo)入各種原件的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)庫(kù)格式，也可以創(chuàng)建和管理自語(yǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)，最終生成項(xiàng)目的多語(yǔ)言報(bào)告，不增加任何額外成本

除此之外，皮爾磁還提供了移動(dòng)端的PASmsi軟件，可以隨時(shí)隨地對(duì)安全計(jì)算進(jìn)行確認(rèn)。