iso13850

Конечно, вот подробное описание стандарта ISO 13850, его технические характеристики, а также информация о парт-номерах и совместимости.

ISO 13849-1: Безопасность машин. Элементы систем управления, связанные с безопасностью. Часть 1: Общие принципы конструирования

Важное уточнение: Вы указали номер ISO 13850. Этот стандарт называется "Безопасность машин. Аварийный останов. Принципы конструирования". Он специфичен и касается только функций аварийного останова. Однако в контексте "парт-номеров и совместимых моделей" чаще всего подразумевают более общий и комплексный стандарт ISO 13849-1, который определяет уровни полноты безопасности (PL) для всей системы управления, связанной с безопасностью, включая и функцию аварийного останова.

Ниже представлено описание ISO 13849-1, как наиболее востребованного в практическом применении для подбора компонентов. В конце будет раздел, посвященный непосредственно ISO 13850.

1. Описание ISO 13849-1

ISO 13849-1 — это ключевой международный стандарт, который устанавливает принципы и требования к проектированию систем управления, связанных с безопасностью (SRP/CS) на машинах. Его основная цель — обеспечить, чтобы эти системы надежно выполняли свои функции по снижению риска, предотвращая травмы операторов и других людей.

Стандарт сместил акцент с чисто качественных оценок на количественный анализ. Он требует от конструкторов:

• Определить требуемый Уровень полноты безопасности (Required Performance Level, PLr) для каждой функции безопасности (например, защита зоны, аварийный останов, двухрукое управление) на основе оценки риска.
• Рассчитать достигнутый Уровень полноты безопасности (PL) своей конструкции, используя комбинацию:
  • Категории архитектуры (B, 1, 2, 3, 4) — определяют принципы отказоустойчивости и контроля.
  • Расчетных параметров: Средняя вероятность опасного отказа в час (PFHd), Коэффициент отказоустойчивости (DC), Уровень защиты от общих причин отказов (CCF) и Уровень защиты от программных ошибок.

Ключевая философия: Стандарт обеспечивает гибкость. Разработчик может достичь требуемого уровня безопасности (PLr) разными путями, комбинируя компоненты и архитектуры.

2. Технические характеристики (основные понятия)

• Уровни полноты безопасности (PL): От a (низший) до e (высший). Каждому уровню соответствует диапазон PFHd (средней вероятности опасного отказа в час).

  • PL a: PFHd ≥ 10⁻⁵ до < 10⁻⁴ (наименее надежный)
  • PL b: PFHd ≥ 3×10⁻⁶ до < 10⁻⁵
  • PL c: PFHd ≥ 10⁻⁶ до < 3×10⁻⁶
  • PL d: PFHd ≥ 10⁻⁷ до < 10⁻⁶
  • PL e: PFHd ≥ 10⁻⁸ до < 10⁻⁷ (наиболее надежный)

• Категории (B, 1, 2, 3, 4): Определяют поведение системы при отказе.

  • Cat. B: Базовые принципы безопасности. Нет отказоустойчивости.
  • Cat. 1: Улучшенные принципы (более надежные компоненты), но без отказоустойчивости.
  • Cat. 2: Контроль функции безопасности с определенными интервалами (тестирование).
  • Cat. 3: Одиночный отказ не приводит к потере функции безопасности. Отказ обнаруживается при следующем требовании к функции.
  • Cat. 4: Одиночный отказ не приводит к потере функции безопасности. Отказ обнаруживается немедленно или при следующем требовании к функции. Высшая степень отказоустойчивости.

• Средняя вероятность опасного отказа в час (PFHd): Количественный показатель надежности. Рассчитывается на основе данных о надежности компонентов (MTTFd - среднее время до опасного отказа, B10d - количество циклов до опасного отказа для механических частей).

• Коэффициент отказоустойчивости (DC): Показывает, насколько система способна обнаруживать отказы (от 0% до 99%).

3. Парт-номера и совместимые модели (Примеры от ведущих производителей)

Производители выпускают компоненты, уже сертифицированные по определенным PL и Категориям. Это упрощает проектирование. При подборе необходимо убедиться, что PL компонента равен или превышает требуемый PL (PLr) для всей функции.

A. Датчики безопасности (например, защитные кожухи, световые завесы)

• Sick (Сик):
  • Парт-номера: deTec4 Core, SafetyEYE, S3000 Mini
  • Совместимые модели / PL: Обычно PL e / Кат. 4 (для полнофункциональных моделей).
• Omron (Омрон):
  • Парт-номера: F3SG-SR, F3SJ-A
  • Совместимые модели / PL: До PL e / Кат. 4.
• Keyence (Кейенс):
  • Парт-номера: GL-R Series
  • Совместимые модели / PL: До PL e / Кат. 4.

B. Контроллеры/реле безопасности (Safety PLC, Safety Relays)

• Siemens (Сименс):
  • Парт-номера: SIMATIC S7-1500 F, SIMATIC ET 200SP F, 3SK1 Safety Relays
  • Совместимые модели / PL: Контроллеры программируются под нужный PL (до PL e). Реле 3SK1 — до PL e / Кат. 4.
• Rockwell Automation (Аллен-Брэдли):
  • Парт-номер: GuardLogix 5570, Point Guard I/O, 440R Safety Relays
  • Совместимые модели / PL: Контроллеры GuardLogix — до PL e. Реле 440R — до PL e / Кат. 4.
• Schneider Electric (Шнейдер Электрик):
  • Парт-номер: Modicon M580 Safety, Preventa XPS
  • Совместимые модели / PL: Контроллеры M580 Safety — до PL e. Модули XPS — до PL e / Кат. 4.

C. Исполнительные устройства (Безопасные контакторы, сервоприводы)

• Siemens:
  • Парт-номер: 3RK3 (SIRIUS) Safety Contactor, SINAMICS S120 (с функцией Safe Torque Off - STO)
  • Совместимые модели / PL: Контакторы — PL e / Кат. 4. Функция STO в приводах — обычно PL e / Кат. 3.
• ABB:
  • Парт-номер: ACS880 (с функцией STO)
  • Совместимые модели / PL: Функция STO — PL e / Кат. 3.

D. Органы управления (Кнопки аварийного остатра, концевики)

• EAO (и многие другие):
  • Парт-номер: Серия 84 (грибковые кнопки)
  • Совместимые модели / PL: Сами кнопки являются механическими компонентами. Их B10d значение используется в общем расчете PL системы. Они являются частью цепи, спроектированной по Кат. 3/4.

4. Кратко об ISO 13850: Аварийный останов

ISO 13850 определяет требования к функциям аварийного останова (цвет, форма, принцип действия, требования к сбросу). Он не присваивает PL, но требует, чтобы система аварийного останова соответствовала принципам, изложенным в ISO 13849-1 или IEC 62061.

Главные требования ISO 13850:

• Функция: Должна быть инициируема одним человеческим действием.
• Приоритет: Должна иметь приоритет над всеми другими функциями машины.
• Сброс: Не должен приводить к повторному запуску машины, а только разрешать его.
• Органы управления: Должны быть красного цвета на желтом фоне, грибовидной или тросовой формы.
• Надежность: Должна быть реализована с помощью отказобезопасных принципов (категории 3 или 4 по ISO 13849-1).

Парт-номера: Те же, что и перечислены выше для органов управления и контроллеров безопасности, но собранные в схему, удовлетворяющую требованиям отказоустойчивости.

Вывод для практического применения:

1. Определите PLr для вашей функции безопасности через оценку риска.
2. Выбирайте сертифицированные компоненты от производителей, чьи заявленные PL и Категория соответствуют или превышают PLr.
3. Проектируйте архитектуру системы (резервирование, контроль) в соответствии с выбранной Категорией.
4. Для функции аварийного останова руководствуйтесь цветовыми/конструктивными требованиями ISO 13850, а для надежности реализации — архитектурными требованиями ISO 13849-1 (как правило, Cat. 3 или 4).