IEC 62061 – 安全完整性等級(SIL)

符合 IEC 62061 的功能安全

安全完整性等級(SIL)

IEC 62061 / EN IEC 62061 代表根據 IEC 61508 的特定領域標準。說明在機械設備上實行安全相關控制系統,並檢查整個生命週期。

2021 年發佈了 IEC 62061 的新版本。新版本不只更新現有標準。首先,該標準不再限於電氣系統,而是可用於各種技術類型,例如液壓或氣動系統等。

 

IEC 62061:2021 與歐盟標準 EN IEC 62061:2021 協調一致!

2022 年 4 月,IEC 62061 在歐盟官方公報上發佈為協調標準 EN IEC 62061,內容相同。因此,合規性推定已在歐盟內正式生效。若製造商符合歐盟標準的規定,則可推定其符合機械指令的健康與安全要求。在合規性評估程序中,其可發出符合性聲明,並將 CE 標章貼附到其工廠或機械設備。

先前版本 EN 62061:2005 的合規性推定最遲將於 2023 年 10 月 11 日結束!在此過渡期之後,只能基於 EN IEC 62061:2021 發布新的符合性聲明。

歐盟委員會採用日期為 2022 年 4 月的 CID 2022/621 在歐盟網站上宣布了新統一標準。截至 2022 年 5 月,其尚未由歐盟委員會發佈在非正式「總結清單」中!

在歐盟發佈統一標準的程序

IEC 62061 / EN IEC 62061 的重要變更:

  • 變更用於定義所需 SIL 等級的方法
  • 需要起草安全要求規範
  • 使用依據其他標準所開發出裝置的選項
  • 有關安全相關應用軟體的更多詳細資訊
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標準 EN IEC 62061

IEC 62061 的內容

IEC 62061 解決了安全相關控制系統需要多麼可靠的問題。在這種情況下,基於混合方法進行估算,即結合矩陣與定量方法。此外,基於架構與統計方法解決了安全功能的驗證

EN ISO 13849-1 一樣,目標是確定安全措施的適用性,以降低風險。即使採用此標準,但仍需要進行各種計算。

戴著安全帽的兩位人員站在機器前面

您如何依據 IEC 62061 確定所需的安全完整性?

針對需要安全相關控制系統的每種風險,皆必須進行風險評估,且風險降低 (SIL) 將依控制系統而定加以定義。考慮下列參數,依據 IEC 62061 估計與安全功能相關聯的風險:

  • 傷害的嚴重性 (Se)
  • 暴露頻率和持續時間 (Fr)
  • 危害事件發生的可能性 (Pr)
  • 避免或限制傷害的可能性 (Av)

符合 IEC 62061 的 SIL 分類

嚴重程度的分類 (Se)

後果 嚴重程度 (Se)
不可逆:死亡、失去一隻眼睛或手臂 4
不可逆:斷肢、失去手指 3
可逆:需要開業醫師治療 2
可逆:需要急救 1

 

暴露頻率和持續時間的分類 (Fr)

暴露頻率 持續時間 (Fr) <= 10 分鐘 持續時間 (Fr) > 10 分鐘
≥ 1 每小時 >5 5
< 1每小時 1次,每天 ≥ 1 次 4 5
< 1每天1次,每兩周 ≥ 1 次 3 4
< 每兩週1次,每年 ≥ 1 次 2 3
< 每年1次 1 2

 

可能性的分類 (Pr)

發生的可能性 可能性 (Pr)
極高< 5
很有可能 4
可能 3
很低 2
可忽略 1

 

避免或限制傷害可能性的分類 (Av)

避免或限制的可能性 避免和限制 (Av)
不可能 5
很少 3
可能 1

如何依據 EN/IEC 62061 確定所需的安全完整性?

用於確定安全功能所需的 SIL (或 Plr) 的分配矩陣

(點擊圖形將其放大。)

確定安全功能所需 SIL (或 PLr) 的矩陣分配

範例:對於 Se = 3、Fr = 4、Pr = 5 及 Av = 5 的特定危害,則:
Cl = Fr + Pr + Av = 4 + 5 + 5 = 14
使用此表格將導致將 SIL 3 或 PL e 指定給旨在減輕特定危害的安全功能。

您如何設計安全功能?

對於每項安全功能,皆有必要確認執行該功能的關鍵要素,即所謂的子系統。這些子系統的選擇或設計必須滿足等於或高於所需級別的 SIL。這些子系統的組合必須讓您能夠達到所需的 SIL。

每個子系統皆必須滿足下列要求:
- 硬體安全完整性的架構約束
-隨機硬體失效的可能性 (PFH)
- 系統安全完整性 (避免故障的要求以及控制系統故障的要求)

 

子系統的架構約束

子系統達成的 SIL 值會受到控制系統架構以及「安全失效分數」(SFF) 或診斷等級影響。

安全失效分數
(SFF)
硬體故障容錯
HFT 0
硬體故障容錯
HFT 1
硬體故障容錯
HFT 2
< 60 % 不容許,除非經良好測試元件 SIL 1 SIL 2
60 % 至 < 90 % SIL 1 SIL 2 SIL 3
90 % 至 < 99 % SIL 2 SIL 3 SIL 3
>= 99 % SIL 3 SIL 3 SIL 3

HFT:硬體故障容錯
SFF:安全失效分數

 

對隨機硬體失效可能性的要求

由於隨機硬體失效的安全相關控制功能 (SRCF) 危險失效的可能性,應等於或小於安全要求規範中定義的故障閾值。

符合 IEC 62061 的 SIL 等級 每小時發生危險失效的可能性 (PFHD) [1/h]
SIL 3 >= 10 E-8 至 < 10 E-7
SIL 2 >= 10 E-7 至 < 10 E-6
SIL 1 >= 10 E-6 至 < 10 E-5

 

 

其他資訊:

我們的專家將很樂意為您提供實行 IEC 62061 的支援,確保您的工廠與機械安全運轉。


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