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EN ISO 13849-1: パフォーマンスレベル (PL)

EN ISO 13849-1: パフォーマンスレベル (PL)

リスクが大きくなるほど、制御システムの要件は高くなります。危険な状況は、パフォーマンスレベル (PL) として知られている、PL "a" (低) からPL "e" (高) までの5段階に分類されます。必要なPLが判定され、EN ISO 13849-1に適合するリスクアセスメントの一部として割り付けられます。

EN ISO 13849-1/-2: 機械類の安全性 - 制御システムの安全関連部

EN ISO 13849-1は、EN 954-1の後継規格として、機械類の安全制御システムの設計に関する主要な安全規格です。

パフォーマンスレベル

確定論的 (再現性のある) アプローチを採用していた以前の規格EN 954-1とは対照的に、EN ISO 13849-1は確率論的アプローチに基づいて安全関連制御システムを評価します。

この規格は、E/E/PEシステムを対象とするばかりでなく、流体動力技術などのその他の制御技術も対象とします。
EN 954-1で実績のあるカテゴリが使用されていますが、安全関連特性も統計計算方法を通じて定量的に評価されます。パフォーマンスレベルはカテゴリに基づいて決定されます。これは、以下のパラメータで表されます。

  • カテゴリ (構造要件)
  • 危険側故障までの平均時間 (MTTFd)
  • 自己診断率 (DC) および
  • 共通原因故障 (CCF)

 

EN ISO 13849-2 機械類の安全性 - 制御システムの安全関連部品

妥当性確認とは、評価による検査を意味し、安全機能の分析や試験、制御システムの安全関連部のカテゴリなどが含まれます。

 

EN 954-1の適用範囲

原則として、EN 954-1は機械指令2006/42/ECに対する適合性の推定効果を2011年12月31日に失っているため、2006/42/ECの適合性評価手順で実際には適用されていない可能性があります。

例外: 特定の種類の機械 (工作機械など) に対する個々の製品規格では、以下の2つの条件が満たされる場合に適用することができます。


1) EN 954-1とその発行年を次のように引用規格に記載すること

  • EN 954-1:1996
    例: EN 12417:2001 + A2:2009 工作機械 – 安全 – マシニングセンタ

2) EN 954-1 および EN ISO 13849-1とこれらの発行年を次のように引用規格に記載すること

  • EN 954-1:1996およびEN ISO 13849-1:2006
    例: EN ISO 23125:2015 – 工作機械 – 安全 – 旋盤

6つのステップで目標を達成

EN ISO 13849-1の導入によって、機械設計の手順に関する新しい要求も出てきました。制御システムの安全関連部品の設計は、複数のステップを踏んで完了する反復プロセスです。

ステップ1 - 安全機能要件を定義

これは、最も重要なステップです。まず、安全機能の必要な特性を定義する必要があります。機械の安全扉を保護するために、たとえば安全扉が開いているときは危険な動作を停止する必要があります。また、安全扉が開いている間は機械が再起動しないようにしなければなりません。

ステップ2 - 要求されるパフォーマンスレベル (PL) を判定

リスクが大きくなるほど、制御システムの要件は高くなります。使用する技術によって、信頼性と構造の貢献度は変わります。それぞれの危険な状況の度合いが"a"から"e"までの5つのレベルに分類されています。PL "a"では、リスク低減への制御機能の貢献度は低く、PL "e"では高くなります。リスクグラフを使用して、上記の安全機能に要求されるパフォーマンスレベル (PLr) を決定できます。

怪我の程度 (S)
S1 = 軽傷 (通常治癒可能)
S2 = 重傷(通常治癒不可能)、死亡を含む

危険に暴露される頻度 (F)
F1 = まれ~時々または暴露時間が短い
F2 = 頻繁~常にまたは暴露時間が長い

危険を回避または危害を制限する可能性 (P)
P1 = 特定の条件下で可能
P2 = ほとんど不可能

ステップ3 – 安全機能の設計と技術的実装

ステップ1で詳述された「安全扉のインターロック」安全機能は、制御対策により実現されます。安全扉のインターロックは、PSENcodeなどのRFID式安全近接スイッチを使用して実装できます。この方法なら、複数の安全扉を直列に接続しても監視機能の効果が下がらない選択肢を提供します。さらに、コード化により総合的な不正操作防止機能を実現します。センサは、PNOZmultiなどの多機能安全システムを評価用装置として使用します。ドライブは強制ガイド接点を装備した2台のコンタクタでシャットダウンします。

ステップ4 – パフォーマンスレベルの判定と評価

達成したパフォーマンスレベルを決定するために、安全機能はセンサ、ロジック、およびアクチュエータに分かれています。それぞれのサブシステムが安全機能に貢献します。ピルツ製品は必要なパフォーマンスデータが全て揃っています。ピルツでは、このためのユーザフレンドリーな計算ツール (PAScal)を提供しています。

ステップ5 - 検証

このステップでは、達成したパフォーマンスレベルが必要なパフォーマンスレベルに適合している度合いを判定します。達成したPLは、リスクアセスメントで要求されるPL r以上でなければなりません。これは機械設計の「青信号」を意味します。

ステップ6 - 妥当性確認

安全システムの設計に関する純粋な質的要件と同時に、システマチックエラーを防ぐことも重要です。これは妥当性確認時に実行されます。

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