自从国际协会通过了《ISO 13849-1(2006年版):机械安全 控制系统有关安全部件》,很多大型公司已经开始率先采用新的定量方法,进行机械控制系统的设计。要做到这一点,技术设计人员必须要学习新标准合规要求的一些新词汇。
ISO 13849-1确保所有与安全相关的电路(电动、液压和气压)的设计都针对指定的安全功能,满足确定的性能等级,将危险层级降低到可以接受的水平。为了保证每一个安全功能都能达到高可靠性,控制系统有关安全部件(SRP/CS)必须使用算法进行设计。这些算法考虑了安全相关电路中所有的元件和设备,标准也使用了不同的词汇和说明图标。实际的操作过程更加具体,而目标是针对每一个安全功能导出等效或者超过所需的性能等级(PLr)的实际性能等级(PLa、b、c和d)。我们需要掌握的词汇包括:
1. B10D值:有10%的样本失效时开关切换的数量。供应商应该提供它们所生产元件的相关数值,因为需要这个值来计算安全电路的整体绩效等级。B10D只应用于受关注元件的危险失效,这个值都是寿命为10年。
2. CCF:共因失效。如果有一个失效或者条件影响了在其他情况下彼此独立的多个设备,我们就认为这是一个共因失效。
3. DC:诊断覆盖率包括了软件和硬件以及诊断相关的测试。诊断覆盖率是检测出的危险失效概率与所有危险失效概率的比值。
4. DCavg:平均诊断覆盖率是上述覆盖率的平均值。
5. SRP/CS:包括软件设计在内的控制系统有关安全部件是指所有与安全有关的控制元素,适用于各种机械,无论其设备类型(电动、液压、气动或者机械等等)。它没有指定安全功能或者绩效等级。
6. 确定架构:SRP/CS预先确定的结构。在设计SRP/CS的时候,选择安全系统架构。ISO 13849-1在整个过程中指导设计架构,并且确定每一个安全功能所需的性能等级。
7. MTBF:平均失效间隔。这个值由元件供应商提供,表示该元件在两次失效之间的平均时间。
8. MTTFd:平均危险失效时间与上面的数值相同,但是只考虑了危险失效。(译者注:以上为原文翻译,实际上MTBF和MTTF有区别,MTBF只用于可维修系统)
9. PFH:每小时失效概率,也是由元件供应商提供,表示元件每个小时的失效可能性,可以帮助检测随机硬件安全完整性等级。
10. PFHd:每小时危险失效概率,与上面的值意义相同,但是它只考虑危险失效。
11. PL:性能等级是SRP/CS执行安全功能并且可靠地实现该功能的能力(PLa、PLb、PLc、PLd或者PLe)。
12. PLr:所需的性能等级。确定架构的结果,在一定程度上决定了某一安全功能需要的性能水平。
13. SIL:安全完整性等级,过程工业行业的安全元件、设备制造商在设计系统和电路的时候已经在使用。IEC 61508也要求使用这个等级。