Στο δίλημμα ISO 13849 ή IEC 62061, η εύκολη απάντηση είναι ότι η πρώτη επιλέγεται συχνότερα επειδή είναι απλούστερη. Είναι βολική εξήγηση, αλλά δεν φτάνει στην ουσία.
Στα τεχνικά φυλλάδια, τα PL και SIL εμφανίζονται δίπλα δίπλα. Ένα PLC ασφαλείας δηλώνεται για SIL 3 και PL e. Το ίδιο μπορεί να ισχύει για ένα ρελέ ασφαλείας ή έναν μετατροπέα με λειτουργία ασφαλούς απενεργοποίησης ροπής, δηλαδή STO. Όταν όμως πρέπει να προδιαγράψουμε, να υπολογίσουμε και να επικυρώσουμε ολόκληρη τη λειτουργία ασφαλείας ενός μηχανήματος, η EN ISO 13849-1 παραμένει συχνά η πρακτικότερη διαδρομή.
Ο λόγος είναι ότι το μηχάνημα δεν είναι απλώς ένας ηλεκτρικός πίνακας. Το άνοιγμα ενός προφυλακτήρα κινεί μηχανικά ένα έκκεντρο ή έναν κύλινδρο διακόπτη. Το σήμα περνά στη λογική ασφαλείας. Στη συνέχεια, ένας επαφέας πρέπει να απομονώσει ισχύ, μια βαλβίδα να εκτονώσει πίεση, ένα ελατήριο να μετακινήσει το έμβολο και ένα φρένο να συγκρατήσει έναν κατακόρυφο άξονα.
Το πιστοποιητικό του PLC δεν σταματά το μηχάνημα. Το σταματά η πλήρης λειτουργία ασφαλείας.
Αν η βαλβίδα κολλήσει, το έκκεντρο δεν ενεργοποιήσει τον διακόπτη ή το φρένο δεν συγκρατήσει το φορτίο, η λειτουργία έχει αποτύχει. Το γεγονός ότι η λογική είχε πιστοποίηση SIL 3 δεν αλλάζει τη φυσική πραγματικότητα.
ISO 13849 ή IEC 62061: πρώτα η λειτουργία ασφαλείας
Σε πολλά έργα η σειρά είναι ανάποδη. Επιλέγεται πρώτα το PLC ασφαλείας, η κουρτίνα φωτός, το ρελέ ή ο κινητήριος μηχανισμός με STO. Έπειτα επιχειρείται να προσαρμοστεί μια λειτουργία ασφαλείας στα ήδη αγορασμένα εξαρτήματα.
Η πρόταση «με το άνοιγμα του προφυλακτήρα το μηχάνημα σταματά» δεν αποτελεί επαρκή προδιαγραφή. Πρέπει να οριστεί ποιος εξοπλισμός σταματά, με ποια ακολουθία, σε πόσο χρόνο, τι συμβαίνει με την αποθηκευμένη ενέργεια και πώς διατηρείται η κατάσταση ασφαλείας.
Πρώτα ορίζουμε τη λειτουργία ασφαλείας. Μετά επιλέγουμε PL ή SIL, αρχιτεκτονική και εξαρτήματα.
STO, SS1, SS2 ή SOS δεν σημαίνουν το ίδιο πράγμα
Η STO αφαιρεί με ασφάλεια τη δυνατότητα παραγωγής ροπής. Δεν αποτελεί φρένο και δεν εγγυάται άμεση ακινητοποίηση. Ένας άξονας με μεγάλη αδράνεια μπορεί να συνεχίσει να κινείται, ενώ ένας κατακόρυφος άξονας μπορεί να πέσει λόγω βαρύτητας.
Με την SS1 η κίνηση επιβραδύνεται ελεγχόμενα και στη συνέχεια εφαρμόζεται STO. Στην SS2 ακολουθεί ασφαλής, ελεγχόμενη στάση χωρίς μετάβαση σε STO. Η SOS χρησιμοποιείται για την ασφαλή παρακολούθηση και διατήρηση της ακινησίας με τον κινητήρα ενεργό.
Η σωστή αντίδραση δεν επιλέγεται από το πιστοποιητικό του μετατροπέα. Προκύπτει από την εκτίμηση κινδύνου, τη δυναμική του μηχανήματος, την απόσταση ασφαλείας και τις συνέπειες μιας ανεξέλεγκτης κίνησης. Μερικές φορές απαιτείται συνδυασμός: ελεγχόμενη πέδηση, απομόνωση ροπής, διακοπή πνευματικής ή υδραυλικής ενέργειας και μηχανική συγκράτηση.
Δεν τραυματίζει η κατάσταση ενός δυαδικού σήματος στο PLC. Τραυματίζουν η ενέργεια, η ταχύτητα, η αδράνεια και η βαρύτητα.
Η EN ISO 13849-1 χρησιμοποιεί την προδιαγραφή απαιτήσεων ασφάλειας, γνωστή ως SRS, για να μεταφέρει τα αποτελέσματα της εκτίμησης κινδύνου στον πραγματικό σχεδιασμό. Για κάθε λειτουργία πρέπει να περιγράφονται τουλάχιστον το συμβάν ενεργοποίησης, η απαιτούμενη αντίδραση, η κατάσταση ασφαλείας, ο χρόνος απόκρισης, οι τρόποι λειτουργίας, η συμπεριφορά σε βλάβη ή απώλεια ενέργειας και οι όροι επανεκκίνησης.
Μόνο τότε προσδιορίζεται ουσιαστικά το απαιτούμενο Επίπεδο Επιδόσεων PLr ή το απαιτούμενο SIL. Το PLr δεν περιγράφει τι πρέπει να κάνει η λειτουργία. Περιγράφει πόσο αξιόπιστα πρέπει να το κάνει.
Το όριο της λειτουργίας δεν βρίσκεται στην πόρτα του ηλεκτρικού πίνακα
Στο διάγραμμα όλα φαίνονται τακτοποιημένα: είσοδος, λογική, έξοδος. Στην πραγματικότητα, το σήμα ασφαλείας αρχίζει εκεί όπου ένα φυσικό συμβάν μετατρέπεται σε πληροφορία. Αν το άνοιγμα ενός προφυλακτήρα ενεργοποιεί μηχανικά έναν διακόπτη θέσης, το έκκεντρο, ο κύλινδρος, η στερέωση και η γεωμετρία ενεργοποίησης επηρεάζουν άμεσα την αξιοπιστία της ανίχνευσης.
Δύο ηλεκτρικά κανάλια και άριστη διαγνωστική κάλυψη δεν διορθώνουν έναν χαλαρό μεντεσέ, έναν φθαρμένο κύλινδρο ή ένα έκκεντρο που δεν διανύει την απαιτούμενη διαδρομή. Το PLC βλέπει τις επαφές. Δεν βλέπει τον προφυλακτήρα.
Το όριο της λειτουργίας ασφαλείας δεν ακολουθεί τα όρια αρμοδιότητας του ηλεκτρολόγου, του μηχανολόγου ή του πνευματικού σχεδιαστή.
Το ίδιο ισχύει στην έξοδο. Η μετάβαση μιας εξόδου στο μηδέν είναι απόφαση ελέγχου, όχι φυσική κατάσταση ασφαλείας. Ο επαφέας πρέπει πράγματι να ανοίξει, η βαλβίδα να αλλάξει θέση, η πίεση να εκτονωθεί και το φρένο να αναπτύξει επαρκή δύναμη.
Η κατάσταση ασφαλείας δεν υπάρχει μέσα στο πρόγραμμα. Υπάρχει στο μηχάνημα.
Αυτό δεν σημαίνει ότι κάθε κύλινδρος, κοχλίας ή δομικό στοιχείο πρέπει να εισαχθεί στον υπολογισμό PL. Η EN ISO 13849-1 διαχωρίζει τα σχετικά με την ασφάλεια τμήματα του συστήματος ελέγχου, δηλαδή τα SRP/CS, από την υπόλοιπη μηχανική κατασκευή. Μια βαλβίδα μπορεί να ανήκει στο υποσύστημα εξόδου, ενώ ο συνήθης ενεργοποιητής να βρίσκεται εκτός SRP/CS.
Η συμπεριφορά του ενεργοποιητή εξακολουθεί όμως να εξετάζεται κατά την επικύρωση της κατάστασης ασφαλείας. Αν περιλαμβάνει ενσωματωμένη ασφάλιση, μηχανικό μάνδαλο ή άλλη υπολειτουργία ασφαλείας, δεν μπορεί να εξαιρεθεί χωρίς τεχνική αιτιολόγηση.
Ο πρακτικός έλεγχος είναι απλός: μπορεί η αστοχία του στοιχείου να εμποδίσει την ανίχνευση του συμβάντος, την εκτέλεση της αντίδρασης ή τη διατήρηση της κατάστασης ασφαλείας; Αν ναι, το στοιχείο αποτελεί μέρος της τεκμηρίωσης ασφάλειας, ανεξάρτητα από την τεχνολογία του.
Ένα PLC ασφαλείας SIL 3 δεν δημιουργεί λειτουργία SIL 3
Η πιστοποίηση ενός υποσυστήματος δηλώνει τη δυνατότητά του υπό συγκεκριμένες προϋποθέσεις εφαρμογής, διαμόρφωσης και ενσωμάτωσης. Δεν μεταφέρεται αυτόματα στους αισθητήρες, στις καλωδιώσεις, στο λογισμικό εφαρμογής, στους επαφείς ή στις βαλβίδες.
Το SIL 3 δεν διαδίδεται στην εγκατάσταση όπως η τάση των 24 V.
Σε μια τυπική λειτουργία, ο αισθητήρας ανιχνεύει το συμβάν, η λογική αποφασίζει και το υποσύστημα εξόδου οδηγεί το μηχάνημα στην κατάσταση ασφαλείας. Το PLC είναι συνήθως ένα μόνο λογικό υποσύστημα. Μπορεί να λειτουργήσει άψογα και η συνολική λειτουργία να αποτύχει επειδή ο επαφέας συγκολλήθηκε, η βαλβίδα κόλλησε ή η επανεκκίνηση διαμορφώθηκε λανθασμένα.
Το ίδιο λάθος γίνεται και με το PL. Δύο εξαρτήματα PL e δεν παράγουν αυτομάτως υψηλότερο επίπεδο. Κατά τη σειριακή σύνδεση υποσυστημάτων, οι τιμές της μέσης πιθανότητας επικίνδυνης αστοχίας ανά ώρα, PFH, προστίθενται.
Αν η είσοδος, η λογική και η έξοδος έχουν καθεμία PFH ίση με 8 × 10−8 ανά ώρα, κάθε υποσύστημα μεμονωμένα βρίσκεται στο εύρος PL e. Η συνολική τιμή όμως είναι:
8 × 10−8 + 8 × 10−8 + 8 × 10−8 = 2,4 × 10−7 ανά ώρα
Το αποτέλεσμα βρίσκεται πλέον στο εύρος PL d. Περισσότερα υποσυστήματα σημαίνουν περισσότερα σημεία πιθανής επικίνδυνης αστοχίας.
PL e + PL e + PL e δεν δίνει υποχρεωτικά PL e. Η συνολική λειτουργία αξιολογείται με βάση την αρχιτεκτονική και το άθροισμα των επικίνδυνων αστοχιών.
Για υψηλό PL δεν «προσθέτουμε πιστοποιήσεις». Περιορίζουμε κρίσιμα σημεία αστοχίας, εφαρμόζουμε κατάλληλη διάγνωση, χρησιμοποιούμε πλεονασμό εκεί όπου έχει πραγματική αξία και αντιμετωπίζουμε τις αστοχίες κοινής αιτίας, γνωστές ως CCF. Δύο κανάλια δεν προσφέρουν πολλά αν μπορούν να χαθούν ταυτόχρονα από την ίδια τροφοδοσία, την ίδια θερμοκρασία, τον ίδιο ρύπο ή το ίδιο λάθος λογισμικού.
ISO 13849 ή IEC 62061 για μικτές τεχνολογίες;
Εδώ βρίσκεται η σημαντικότερη πρακτική ισχύς της EN ISO 13849-1. Εφαρμόζεται σε σχετικά με την ασφάλεια τμήματα συστημάτων ελέγχου ανεξάρτητα από την τεχνολογία και το είδος ενέργειας. Ηλεκτρικά, ηλεκτρονικά, πνευματικά, υδραυλικά και μηχανικά στοιχεία μπορούν να αποτελέσουν τμήματα της ίδιας λειτουργίας.
Σκεφτείτε την ακολουθία: ο προφυλακτήρας κινεί ένα έκκεντρο, το έκκεντρο ενεργοποιεί ηλεκτρομηχανικό διακόπτη, το σήμα φτάνει σε ρελέ ασφαλείας, το ρελέ αποκόπτει το πηνίο μιας πνευματικής βαλβίδας και ένα ελατήριο οδηγεί τη βαλβίδα στην ασφαλή θέση. Αν υπάρχει κατακόρυφος άξονας, μπορεί να απαιτείται και μηχανικό φρένο.
Μία λειτουργία ασφαλείας μπορεί να περνά από πολλές τεχνολογίες. Το μηχάνημα δεν ενδιαφέρεται ποιο τμήμα της εταιρείας σχεδίασε καθεμία.
Δεν χρειάζεται κάθε ελατήριο ή έκκεντρο να έχει δικό του PL. Αξιολογείται το υποσύστημα και τελικά η πλήρης λειτουργία. Αν όμως το ελατήριο είναι αυτό που επαναφέρει τη βαλβίδα στην ασφαλή θέση, πρέπει να εξεταστούν η θραύση, η απώλεια δύναμης, η λανθασμένη τοποθέτηση, η ρύπανση και η πιθανότητα να μην υπερνικήσει τις μηχανικές αντιστάσεις.
Αντίστοιχα, η γεωμετρία και η στερέωση ενός εκκέντρου μπορεί να καθορίζουν αν θα ανιχνευτεί το άνοιγμα του προφυλακτήρα. Ένα φρένο μπορεί να καθορίζει αν ένας άξονας θα παραμείνει ακίνητος μετά την STO.
Η απουσία ηλεκτρονικών δεν σημαίνει απουσία επίδρασης στην ασφάλεια.
Η σωστή προσέγγιση δεν είναι να φορτώσουμε ολόκληρη τη μηχανική κατασκευή σε έναν υπολογιστή PL. Είναι να εντοπίσουμε ποια στοιχεία δημιουργούν το σήμα ασφαλείας, το επεξεργάζονται, ελέγχουν την ενέργεια, εκτελούν υπολειτουργία ασφαλείας ή διατηρούν την κατάσταση ασφαλείας.
Η ISO 13849 αξιοποιεί τα δεδομένα που υπάρχουν πραγματικά
Στην πράξη, η επιλογή μεθόδου καθορίζεται συχνά από τα διαθέσιμα δεδομένα. Τα PLC ασφαλείας και οι πιστοποιημένοι μετατροπείς παρέχονται συνήθως με PL, SIL, PFH, χρόνους αντίδρασης και περιορισμούς εφαρμογής. Για έναν επαφέα, έναν μηχανικό διακόπτη ή μια βαλβίδα, τα διαθέσιμα στοιχεία μπορεί να είναι B10D, μέγιστος αριθμός κύκλων, συνθήκες φόρτισης και αναγνωρισμένοι τρόποι αστοχίας.
Η ISO 13849 είναι πρακτική όχι επειδή ζητά λιγότερες αποδείξεις, αλλά επειδή επιτρέπει να χτιστεί η απόδειξη με τα δεδομένα που πράγματι διαθέτει η μηχανολογία.
Όταν υπάρχει πιστοποιημένο υποσύστημα με δηλωμένα PL ή SIL και PFH, μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως επικυρωμένο δομικό στοιχείο, εφόσον τηρούνται οι οδηγίες και οι περιορισμοί του κατασκευαστή. Δεν χρειάζεται να αναλυθούν ξανά οι εσωτερικοί επεξεργαστές και τα διαγνωστικά του.
Για στοιχεία που φθείρονται με τους κύκλους λειτουργίας, το B10D είναι ιδιαίτερα χρήσιμο. Εκφράζει τον αριθμό κύκλων στον οποίο το 10% του εξεταζόμενου πληθυσμού έχει υποστεί επικίνδυνη αστοχία. Σε συνδυασμό με τον πραγματικό αριθμό λειτουργιών ανά έτος, χρησιμοποιείται για τον προσδιορισμό του MTTFD.
Η πραγματική συχνότητα λειτουργίας είναι κρίσιμη. Η ίδια βαλβίδα που αλλάζει θέση πέντε φορές ανά βάρδια δεν έχει την ίδια αξιοπιστία εφαρμογής με μία που λειτουργεί κάθε δύο δευτερόλεπτα. Πρέπει επίσης να είναι σαφές ποια αστοχία θεωρήθηκε επικίνδυνη: εμπλοκή, ανεπαρκής διαδρομή, εσωτερική διαρροή ή υπερβολικός χρόνος μεταγωγής.
Η EN ISO 13849-1 συνδυάζει ποσοτικά και ποιοτικά στοιχεία: MTTFD, διαγνωστική κάλυψη, CCF, κατηγορία αρχιτεκτονικής, δοκιμασμένες αρχές ασφάλειας, συστηματικές αστοχίες, περιβαλλοντικές συνθήκες, λογισμικό και επικύρωση. Οι προεπιλεγμένες τιμές και οι απλουστευμένες μέθοδοι ισχύουν μόνο όταν πληρούνται οι αντίστοιχες προϋποθέσεις προϊόντος και εφαρμογής.
Ο αποκλεισμός σφάλματος δεν σημαίνει «αυτό δεν χαλάει». Σημαίνει τεκμηριωμένη απόδειξη ότι ένας συγκεκριμένος τρόπος αστοχίας είναι αμελητέα πιθανός στις καθορισμένες συνθήκες.
Ένας αποκλεισμός σφάλματος πρέπει να βασίζεται σε αντοχές, φορτία, υλικά, γεωμετρία, περιβάλλον, τρόπο εγκατάστασης και γνωστούς φυσικούς μηχανισμούς. Η γενική δήλωση ότι ένα εξάρτημα είναι «στιβαρό» δεν αποτελεί τεχνικό επιχείρημα.
Η IEC 62061 δεν περιορίζεται πλέον στα ηλεκτρικά συστήματα
Για χρόνια επικρατούσε η πρακτική διάκριση ότι η IEC 62061 αφορά ηλεκτρικά, ηλεκτρονικά και προγραμματιζόμενα ηλεκτρονικά συστήματα, ενώ η ISO 13849 καλύπτει και πνευματικές, υδραυλικές ή μηχανικές τεχνολογίες. Αυτή η περιγραφή αντανακλούσε παλαιότερες εκδόσεις, αλλά δεν περιγράφει σωστά την IEC 62061:2021.
Η IEC 62061 μπορεί πλέον να καλύψει μη ηλεκτρικές τεχνολογίες. Μια πνευματική βαλβίδα ή ένα μηχανικό φρένο δεν αποκλείουν από μόνα τους τη χρήση SIL.
Η αλλαγή του πεδίου εφαρμογής, όμως, δεν δημιουργεί αυτόματα αξιόπιστα δεδομένα. Για ένα πνευματικό υποσύστημα πρέπει ακόμη να μοντελοποιηθούν οι επικίνδυνοι τρόποι αστοχίας, η αρχιτεκτονική, η διάγνωση, οι δοκιμές και η συνεισφορά του στο συνολικό PFH.
Σε μια ακολουθία στάσης έκτακτης ανάγκης, PLC ασφαλείας, βαλβίδας και ενεργοποιητή, η IEC 62061 εξετάζει το υποσύστημα εξόδου που ελέγχει την ενέργεια. Αν ο κατασκευαστής δίνει επικυρωμένο PFH και περιορισμούς εφαρμογής, τα δεδομένα μπορούν να χρησιμοποιηθούν. Αν δεν τα δίνει, απαιτείται τεκμηριωμένο μοντέλο βασισμένο σε δοκιμές, συντηρητικές παραδοχές, αρχιτεκτονική και διαγνωστικά μέτρα.
Μια βαλβίδα μπορεί να κολλήσει ανοικτή ή κλειστή, να παρουσιάσει εσωτερική διαρροή ή να χάσει την απαιτούμενη δύναμη επαναφοράς. Μπορεί επίσης να μετακινηθεί, αλλά τόσο αργά ώστε να παραβιαστεί ο επιτρεπόμενος χρόνος αντίδρασης. Η αξιολόγηση πρέπει να συνδέσει αυτούς τους μηχανισμούς με την απώλεια της λειτουργίας ασφαλείας.
Η IEC TS 63394:2023 προσφέρει συμπληρωματική καθοδήγηση για τεχνολογίες όπως η μηχανική, η πνευματική και η υδραυλική, όπου η φθορά, οι κύκλοι, η λίπανση, η ρύπανση και οι συνθήκες εγκατάστασης δεν ταιριάζουν πάντα στα απλούστερα μοντέλα σταθερού ρυθμού αστοχίας των ηλεκτρονικών.
Τα πνευματικά συστήματα δεν αποκλείουν το SIL. Αποκλείουν όμως την ψευδαίσθηση ότι αρκεί να υπολογιστεί μόνο το ηλεκτρονικό μέρος.
Επομένως, το πραγματικό πλεονέκτημα της ISO 13849 δεν είναι ότι αποτελεί τη μοναδική μέθοδο για μικτές τεχνολογίες. Είναι ότι διαθέτει πολυετή βιομηχανική πρακτική, βιβλιοθήκες, μεθόδους και δεδομένα όπως B10D, MTTFD, κατηγορίες και δοκιμασμένες αρχές, τα οποία ταιριάζουν φυσικά στα συνήθη εξαρτήματα μηχανημάτων.
Ένα εξάρτημα SIL δεν επιβάλλει IEC 62061 σε όλη τη λειτουργία
Ένα μηχάνημα μπορεί να διαθέτει κουρτίνα φωτός SILCL 3, PLC ασφαλείας SIL 3, μετατροπέα με STO SIL 3 και πνευματική βαλβίδα τεκμηριωμένη με B10D. Αυτό δεν δημιουργεί κανονιστική αντίφαση και δεν υποχρεώνει τον σχεδιαστή να εκφράσει το τελικό αποτέλεσμα μόνο ως SIL.
Ένα εξάρτημα SIL 3 ορίζει τις δυνατότητες του υποσυστήματος. Δεν επιλέγει τη μέθοδο αξιολόγησης της πλήρους λειτουργίας.
Η EN ISO 13849-1 επιτρέπει τη χρήση υποσυστημάτων που έχουν επικυρωθεί σύμφωνα με την ίδια, με την IEC 62061, με τη σειρά IEC 61508 ή με κατάλληλα πρότυπα προϊόντων. Το πιστοποιημένο υποσύστημα χρησιμοποιείται με το PFH, τη μέγιστη ικανότητα PL ή SIL, τους χρόνους αντίδρασης και τους περιορισμούς που δηλώνει ο κατασκευαστής.
Δεν χρειάζεται να αποδοθεί τεχνητά «κατηγορία 4» σε ένα PLC επειδή δηλώνεται για SIL 3. Η κατηγορία περιγράφει συγκεκριμένη αρχιτεκτονική και συμπεριφορά υποσυστήματος σε συνθήκες σφάλματος. Ένα επικυρωμένο υποσύστημα κατά IEC 62061 ή IEC 61508 δεν χρειάζεται υποχρεωτικά να μεταφραστεί σε κατηγορία ISO 13849.
Χρειάζεται, αντίθετα, να εγκατασταθεί και να προγραμματιστεί σύμφωνα με τις προϋποθέσεις πιστοποίησής του. Αυτές μπορεί να περιλαμβάνουν συγκεκριμένη καλωδίωση, περιοδικές δοκιμές, χρόνο αποστολής, συχνότητα διαγνωστικών ελέγχων, περιβαλλοντικά όρια και επιτρεπόμενες παραμέτρους.
PL και SIL συναντώνται στο PFH, αλλά δεν είναι ίδια μέθοδος
Για λειτουργία συνεχούς ή υψηλής ζήτησης, η EN ISO 13849-1 δίνει συσχέτιση των περιοχών PFH: τα PL b και PL c συσχετίζονται με SIL 1, το PL d με SIL 2 και το PL e με SIL 3. Το PL a δεν έχει άμεση αντιστοίχιση στην κλίμακα SIL.
PL και SIL μπορούν να συναντώνται στην ίδια περιοχή PFH. Αυτό δεν σημαίνει ότι ακολουθούν την ίδια διαδρομή σχεδιασμού και τεκμηρίωσης.
Η ISO 13849 εξετάζει κατηγορίες, MTTFD, διαγνωστική κάλυψη, CCF, συμπεριφορά μετά από σφάλμα, αρχές ασφάλειας και λογισμικό. Η IEC 62061 εφαρμόζει τις δικές της απαιτήσεις για περιορισμούς αρχιτεκτονικής, ανοχή σφαλμάτων, συστηματική ακεραιότητα και κύκλο ζωής λειτουργικής ασφάλειας.
Γι’ αυτό η διατύπωση «PL d ίσον SIL 2» είναι υπερβολικά απλουστευμένη. Ακριβέστερο είναι ότι το PL d συσχετίζεται με την περιοχή PFH του SIL 2 για λειτουργία συνεχούς ή υψηλής ζήτησης. Η αριθμητική περιοχή είναι συγκρίσιμη, όχι ολόκληρη η μεθοδολογία.
Η πλήρης λειτουργία περιορίζεται τόσο από την ικανότητα του ασθενέστερου υποσυστήματος όσο και από το συνολικό PFH. Αν η είσοδος αποδεικνύεται μόνο για PL d, δύο επόμενα υποσυστήματα SIL 3 δεν μετατρέπουν τη λειτουργία σε PL e. Οι πιστοποιήσεις δεν ψηφίζουν και δεν υπολογίζεται ο μέσος όρος τους.
Η σχέση με την ISO 12100 και την εκτίμηση κινδύνου
Μια εκτίμηση κινδύνου που καταλήγει στη φράση «να τοποθετηθεί προφυλακτήρας με μανδάλωση» δεν έχει ακόμη προδιαγράψει λειτουργία ασφαλείας. Δεν ορίζει ποια κίνηση σταματά, αν απαιτείται ελεγχόμενη πέδηση, τι γίνεται με την πνευματική ή δυνητική ενέργεια και πότε επιτρέπεται η επανεκκίνηση.
Η ISO 12100 εντοπίζει τον κίνδυνο και οργανώνει τη διαδικασία μείωσής του. Όταν η μείωση εξαρτάται από το σύστημα ελέγχου, η SRS μετατρέπει την απόφαση σε τεχνική λειτουργία: συμβάν ενεργοποίησης, αντίδραση, κατάσταση ασφαλείας, χρόνος απόκρισης, PLr ή SIL, τρόποι λειτουργίας, διεπαφές και συμπεριφορά σε βλάβη.
Η EN ISO 13849-1:2023 τοποθετεί τον σχεδιασμό των SRP/CS μέσα στην επαναληπτική διαδικασία μείωσης κινδύνου της ISO 12100. Δεν πρόκειται για έναν υπολογισμό που εκτελείται μετά την ολοκλήρωση του μηχανήματος, αλλά για μέρος της ίδιας διαδικασίας σχεδιασμού.
Η σχέση αυτή αναπτύχθηκε επίσης στην ISO/TR 22100-2. Οι εργασίες αναθεώρησης της ISO 12100, όπως αποτυπώνονται στο έργο ISO/DIS 12100.3, δείχνουν κατεύθυνση στενότερης σύνδεσης μεταξύ εκτίμησης κινδύνου και προδιαγραφής λειτουργιών ασφαλείας. Αυτό δεν αποκλείει την IEC 62061. Ενισχύει την απαίτηση να ξεκινά ο σχεδιασμός από τη φυσική λειτουργία και όχι από την ετικέτα ενός εξαρτήματος.
Το τέλος της εκτίμησης κινδύνου δεν είναι η φράση «τοποθέτηση μανδάλωσης». Είναι το σημείο όπου αρχίζει ο λεπτομερής σχεδιασμός της λειτουργίας ασφαλείας.
Γιατί τελικά βλέπουμε συχνότερα PL στα μηχανήματα
Η απάντηση δεν είναι ότι η IEC 62061 προορίζεται μόνο για σύνθετα ή ηλεκτρονικά συστήματα. Ούτε ότι η ISO 13849 κερδίζει απλώς επειδή έχει ευκολότερους υπολογισμούς.
Το PL έχει επικρατήσει σε μεγάλο μέρος της μηχανολογικής αγοράς επειδή η ISO 13849 παρέχει εδώ και χρόνια κοινό πλαίσιο για ηλεκτρονικά, ηλεκτρομηχανικά, πνευματικά, υδραυλικά και μηχανικά υποσυστήματα. Μπορεί να συνδυάσει πιστοποιημένα στοιχεία με PFH και SIL, στοιχεία με B10D ή MTTFD, δοκιμασμένες αρχές ασφάλειας, διαγνωστικά μέτρα και τεκμηριωμένους αποκλεισμούς σφαλμάτων.
Η IEC 62061 μπορεί να είναι εξαιρετική επιλογή, ιδιαίτερα όταν τα υποσυστήματα διαθέτουν πλήρη δεδομένα SIL, η αρχιτεκτονική είναι κυρίως ηλεκτρονική και ο οργανισμός εφαρμόζει ώριμη διαδικασία λειτουργικής ασφάλειας. Η ISO 13849 είναι συχνά φυσικότερη όταν η λειτουργία περνά από πολλαπλές τεχνολογίες και τα διαθέσιμα δεδομένα έχουν διαφορετικές μορφές.
Πριν από την επιλογή προτύπου πρέπει να απαντηθούν τέσσερα ερωτήματα:
- Τι ακριβώς πρέπει να κάνει η λειτουργία ασφαλείας;
- Από ποιες τεχνολογίες και ποια υποσυστήματα περνά;
- Ποια αξιόπιστα δεδομένα είναι πραγματικά διαθέσιμα;
- Ποια μέθοδος επιτρέπει να επαληθευτεί και να επικυρωθεί ολόκληρη η αλυσίδα χωρίς τεχνητά κενά;
Τότε μόνο η επιλογή μεταξύ EN ISO 13849-1 και EN IEC 62061 γίνεται τεχνική απόφαση. Το μηχάνημα δεν σταματά στο πιστοποιητικό, ούτε στην έξοδο του PLC. Σταματά όταν η πλήρης λειτουργία ανιχνεύσει το συμβάν, ελέγξει την ενέργεια, επιτύχει την κατάσταση ασφαλείας και τη διατηρήσει όσο απαιτείται. Αυτό ακριβώς πρέπει να προδιαγραφεί, να υπολογιστεί και να επικυρωθεί.