EN ISO 13849-1 - Fonksiyonel emniyet standardı, performans seviyesi (PL) için temel

EN ISO 13849-1 standardı, karmaşık makine kontrol sistemlerinin emniyetini değerlendirmek için temel oluşturur. Temel bir fonksiyonel emniyet standardıdır ve emniyet fonksiyonlarının uygulanmasına kadar gerekli performans seviyesinin belirlenmesine ve emniyetle ilgili kontrol parçalarının tanımlanmasına atıfta bulunan uluslararası olarak birleştirilmiş gereklilikleri içerir. Standart, kullanılan teknoloji ve enerjiden (elektrik, hidrolik, pnömatik, mekanik) bağımsız olarak kontrol sistemlerinin emniyetle ilgili kısımlarına uygulanmalıdır. Kontrol sistemlerinin emniyetle ilgili parçalarının tasarımının ve entegrasyonunun emniyet gereksinimlerini açıklar. Bu parçalar için performans seviyesi – PLr gibi özellikler tanımlanmıştır; belirli emniyet fonksiyonlarını yürütmek için gereken özellikler.  

Risk ne kadar büyükse, kontrol sistemlerinin gereksinimleri de o kadar yüksek olur. Tehlikeli durum, PL "a" (düşük) ila PL "e" (yüksek) arasında performans seviyeleri (PL) olarak bilinen beş seviyeye ayrılır. Gerekli PL EN ISO 13849-1 uyarınca risk değerlendirmesinin bir parçası olarak belirlenir ve atanır.

2023 yılında Uluslararası Standartlar Örgütü (ISO), ISO 13849-1'in yeni baskısını yayınladı. Gözden geçirilmiş sürüm, örneğin performans düzeyini belirlemek için bir dizi kılavuz belirtir ve böylece uygulama konusunda daha iyi destek sağlar. Ayrıca, yazılımın daha büyük önemini de dikkate alır. AB standardı EN ISO 13849-1'e ne zaman uyumlaştırılacağı, standardın Resmi Gazetede yayınlanması için bir geçiş dönemi olup olmayacağı ve eğer öyleyse bunun ne kadar sürebileceği açık olmaktan uzaktır. Standart uzmanlarımız, tasarımcıların ve operatörlerin yaklaşan değişikliklerle erken bir aşamada ilgilenmelerini önerir. 

ISO 13849-1:2023'te önceki ISO 13849-1:2015 sürümüne kıyasla önemli değişiklikler: 

• Genel olarak daha net bir yapı, birkaç alt sistemin bir kombinasyonu olarak bir emniyet fonksiyonunun uygulanmasına odaklanır 
• Belge genelinde "alt sistem" teriminin kullanımı (SRP/CS yerine)   
• Emniyet fonksiyonlarının geliştirilmiş ve genişletilmiş spesifikasyonu (Madde 5)  
• SRS (emniyet gereksinimleri spesifikasyonu) ile ilgili geliştirilmiş yönergeler ve ek gereklilikler (Madde 5)  
• Tasarım yönlerine ilişkin açıklamalar (Madde 6); örneğin optimize edilmiş Kategori 2 tanımı, alt sistem başına CCF'nin belirlenmesi ve arıza değerlendirmesi, hata dışlama ve iyi denenmiş bileşenler 
• Yazılımla ilgili iyileştirmeler ve açıklamalar (Madde 7)  
• Doğrulama (Madde 10); ISO 13849-2'nin normatif gereklilikleri revize edilmiş ve Bölüm 1'e dahil edilmiştir 
• Gerekli performans seviyesinin belirlenmesi (Ek A); P parametresi ile ilgili değişiklikler 
• Yaygın neden başarısızlıklarına karşı önlemlerin açıklığa kavuşturulması (CCF) - (Ek F) 
• Fonksiyonel emniyetin yönetimi için kılavuzlar genişletilmiştir (Ek G.5)  
• EMC gürültü bağışıklığının yeterince yüksek olmasının nasıl garanti edileceğine ilişkin ayrıntılar (Ek L) 
• Emniyet gereksinimleri spesifikasyonu için ek bilgiler (Ek M) 
• Yazılım tasarımı yoluyla sistematik arızaların önlenmesi (Ek N); yazılım doğrulaması için basit bir örnek içerir 
• VDMA standart sayfası 66413'ün yaklaşımına uyarlanmış bileşenlerin emniyetle ilgili değerleri hakkında ek bilgiler (Ek O) 

Emniyet, özellikle Avrupa'da önemli bir konudur - diğer şeylerin yanı sıra, Makine Direktifinde (MD) ve gelecekte yeni Makine Yönetmeliğinde (MR) yasalara dahil edilmiş ve formüle edilmiştir. EN ISO 13849 gibi standartlar, kontrol sistemlerinin emniyetle ilgili kısımları için temel sağlık ve emniyet gereksinimlerini karşılamak amacıyla doğrulama için bir yapı taşı olarak uygulanabilir.  

EN ISO 13849 standardı iki bölümden oluşmaktadır ve ISO (Uluslararası Standartlar Örgütü) tarafından geliştirilmiş ve yayınlanmıştır.  

►Bölüm 1 - Tasarım için genel prensipler içeren ISO 13849-1, herhangi bir yeni teknik kavram getirmeden, bazı gereklilikleri açıklığa kavuşturmak ve detaylandırmak için teknik olarak revize edilmiştir. Bu bölüm 2023 yılında yeniden yayınlanmıştır.  

►Standardın 2. Bölümü - EN ISO 13849-2:2012: Doğrulama başlangıçta olduğu gibi kalacak ve daha sonra revize edilecektir. Bölüm 2'deki normatif ekler, Bölüm 1'in güncellemesine yerleştirilmiştir.  

EN ISO 13849-1'in son baskısı 2015 yılında yayınlanmıştır. Standart, emniyetle ilgili kontrol sistemlerinin değerlendirilmesi için olasılıksal bir yaklaşıma dayanmaktadır ve emniyet fonksiyonlarının uygulanmasına kadar risk değerlendirmesi, gerekli performans seviyeleri ve emniyetle ilgili kontrol parçalarının tanımlanmasına atıfta bulunan uluslararası olarak birleştirilmiş gereklilikleri içermektedir.  

ISO 13849-1, risklerin gerekli performans seviyesine atanması ile başa çıkmak için bir grafik kullanır ve emniyet fonksiyonlarını değerlendirmek için yapısal ve istatistiksel yöntemler kullanır. Amaç, riskleri azaltmak için emniyet önlemlerinin uygunluğunu belirlemektir.

Avrupa Birliği'nde, EN ISO 12100 standardı, makineler üzerindeki riski değerlendirirken ve azaltırken göz önünde bulundurmanız gereken adımları belirlemek için kullanılır. Emniyet fonksiyonlarının değerlendirilmesi ve doğrulanması EN ISO 13849 ve EN IEC 62061 standartlarının üzerindedir. Kontrol sistemlerinin emniyetle ilgili parçalarının tasarımı, birkaç adımda yürütülen yinelemeli bir süreçtir.  

1. Adım - Emniyet fonksiyonu gereksinimlerini tanımlayın 
2. Adım - Gerekli performans seviyesini (PL) belirleyin 
3. Adım - Emniyet fonksiyonlarını tasarlayın ve teknik olarak uygulayın 
4. Adım - Performans seviyesini belirleyin ve nicel olarak değerlendirin 
5. Adım - Doğrulama 
6. Adım - Onaylama 

Riskler EN ISO 13849-1'de bir grafik yardımıyla değerlendirilir. Değerlendirilen kriterler arasında yaralanmanın şiddeti, riske maruz kalma sıklığı ve riskten kaçınma olasılığı bulunmaktadır. Değerlendirmenin sonucu, riskleri en aza indirmeyi amaçlayan bireysel emniyet fonksiyonları için gerekli performans seviyesidir (PLr). 

PL a düşük riske, PL e yüksek riske karşılık gelir.

S - Yaralanmanın ciddiyeti 

• S1 = Hafif (normalde geri dönüşlü yaralanma) 
• S2 = Ciddi (normalde geri dönüşü olmayan yaralanma veya ölüm) 

F - Sıklık ve/veya tehlikeye maruz kalma 

• F1 = Nadiren ila daha az sıklıkta ve/veya maruz kalma süresi kısadır  
• F2 = Sık sık sürekli ve/veya maruz kalma süresi uzundur 

P - Tehlikeden kaçınma veya zararı sınırlama olasılığı 

• P1 = Belirli koşullar altında mümkündür  
• P2 = Neredeyse hiç mümkün değil 

Tehlikeden kaçınma olasılığı, P parametresi için beş faktörle daha da belirtilir: 

• Tehlikenin ortaya çıkma hızı (örneğin hızlı veya yavaş) 
• Tehlikeden kaçınma olanakları (örneğin kaçarak) 
• Prosesle ilgili pratik emniyet deneyimleri 
• Uzmanlar veya profesyonel olmayanlar tarafından operasyon  
• Gözetimli veya gözetimsiz operasyon 

^{*"C" seçilirse VEYA "B" en az 3 kez seçilirse; kaçınma "P2": # “C” >=1; #”B” >=3àP2} 

^{*"C" seçilirse VEYA "B" en az 3 kez seçilirse; kaçınma "P2": # “C” >=1; #”B” >=3àP2} 

Risk, zararın ortaya çıkma olasılığının ve bu zararın ciddiyetinin birleşimidir. Tipik olarak, riskleri azaltmak için çeşitli emniyet fonksiyonları mevcuttur. Her emniyet fonksiyonu, birkaç alt sistemin bir kombinasyonu olarak uygulanır. Bir alt sistem, emniyetle ilgili bir sistemin mimari tasarımının en üst düzeyde bir birimidir; bu sayede mimari, emniyetle ilgili bir kontrol sistemindeki (SCS) donanım ve yazılım elemanlarının spesifik konfigürasyonunu temsil eder. Alt sistemler ya üretici tarafından zaten doğrulanmıştır ya da makine üreticisi ya da entegratörü tarafından yeni alt sistemler olarak tasarlanmıştır. 

Emniyet fonksiyonlarının net bir tanımı için bir emniyet gereksinimleri spesifikasyonu (SRS) gereklidir. Bu, emniyet fonksiyonlarının emniyetli ve doğru performansı için gereken tüm ayrıntıları içeren belgelerdir. Her emniyet fonksiyonu için aşağıdakiler kaydedilir: 

• Tetikleyici olay, reaksiyon ve emniyetli durum ile fonksiyon açıklaması 
• Gerekli PLr 
• İlgili çalışma modları 
• Tepki süreleri 
• Hata tepkisi ve davranışı 
• Öncelik 
• Arayüzler (diğer emniyet fonksiyonları ile) 

ISO 13849-1 ve EN ISO 13849-1'de, bir alt sistemin PL'sini belirlemek için aşağıdaki hususlar tanımlanmalıdır.  

• Sistem kategorisi (yapısal gereklilik): Bu, alt sistemi, parçaların yapısal düzenlemesi, arıza tespiti ve/veya güvenilirliği ile elde edilen bir arıza durumunda hatalara karşı direnci ve sonraki davranışlarına göre sınıflandırır.  
• Tehlikeli arızaya ortalama süre (MTTFD) 
• Tanılamanın etkinliğinin bir ölçüsü olarak tanımlanan arıza teşhisi kapsamı (DC): [tespit edilen tehlikeli arızaların başarısızlık oranı ile tehlikeli arızaların toplam oranı arasındaki oran] 
• Ortak arıza nedeni (CCF) 

Uygulama yazılımının gereksinimleri, önceki EN ISO 13849-1 sürümüne kıyasla artırılmıştır: 2015 sürümüne kıyasla artırılmıştır. 

Emniyetle ilgili yazılım tasarımı için hatalardan kaçınma/hatadan kaçınma önlemleri konusunda bilgilendirici bir Ek N eklenmiştir.  ISO 13849-1 artık çeşitli yazılım tiplerini kapsamaktadır: 

• Emniyetle ilgili gömülü yazılım (SRESW) 
• Emniyetle ilgili uygulama yazılımı (SRASW) 
• Parametre ayarlama yazılımı 

Ayrıca, bunların sınırlı (LVL = sınırlı değişkenlik dili) veya sınırsız dil kapsamına (FVL = tam değişkenlik dili) sahip programlama dilleri için gereksinimlerle nasıl ilişkilendirilebileceği konusunda iyileştirme önerileri de dahil edilmiştir. 

Örneğin, doğrulama spesifikasyonları uyarlanmış ve ISO 13849-2:2012 doğrulama prosedürü ile ilgili normatif gereklilikler revize edilmiş ve ISO 13849-1:2023'e entegre edilmiştir. 

• Analiz testi tamamlar, onun yerini almaz 
• SRS'nin doğrulanması ve incelenmesi ayrıntılı olarak açıklanmaktadır 
• Yazılım doğrulamasının basit bir örneği verilmiştir 

Lütfen unutmayın: Arıza değerlendirme tabloları hala sadece EN ISO 13849-2 veya ISO 13849-2'ye dahil edilmiştir.

Bilgilendirici bir Ek L, ISO 13849-1'e  dahil edilmiştir . Bu, yeterli EMC gürültü bağışıklığının nasıl garanti edileceğine dair ayrıntıları içerir. EMC paraziti, elektrik veya elektronik sistemlerin beklenmedik şekilde davranması anlamına gelebilir. Bu nedenle EMC etkilerine karşı alt sistem ve genel sistem düzeyinde temel önlemler alınmalıdır. Bunun için bir EMC ölçü tablosunun yardımı da dahil olmak üzere çeşitli seçenekler listelenmiştir. EMC Direktifi, elektromanyetik uyumluluk için gerekli gereklilikleri düzenlemektedir.

Sizin için optimum emniyet stratejileri geliştirmek amacıyla tesis ve makine yaşam döngüsünü kapsayan hizmetlerle destek sağlıyoruz. Danışmanlık ve mühendislikten yararlanın. Dünyanın neresinde olursanız olun, ihtiyaçlarınıza göre uyarlanmış güvenlik ürünleri ve emniyet çözümleri almak için bizimle iletişime geçebilirsiniz. Uluslararası yeterlilik programımızla, zaten ilk adımı atıyorsunuz.