ISO 13849-1 регламентирует требования безопасности и является руководством по принципам проектирования и интеграции элементов систем управления.
Стандарт применяется к компонентам всех устройств систем управления, связанным с безопасностью независимо от используемых технологий и видов энергии (механическим, пневматическим, гидравлическим и электрическим).
Соответствующие стандарту конструкции и схемотехника элементов, связанных с безопасностью систем управления машин (используемая в стандарте аббревиатура для таких элементов - SPP/CS) должны обеспечивать защиту персонала с обоснованным уровнем рисков.
Заказчики, разработчики и производители оборудования обязаны оценивать способность элементов безопасности (SPP/CS) выполнять свои функции в ожидаемых аварийных ситуациях. Вероятность опасного отказа (невыполнения функции безопасности во время отказа оборудования) зависит от нескольких факторов, включая структуру технических средств и программного обеспечения, диапазон механизмов обнаружения неисправности (диагностический охват - DC), надежность компонентов (среднее время наработки на опасный отказ - MTTFd, отказ по общей причине - CCF), процесс конструирования, условия окружающей среды и производственные процессы.
В соответствии с ISO 13849-1 способность элементов систем обеспечить безопасность при отказе оборудования, имеет дискретную меру - один из пяти уровней эффективности защиты (PL): a, b, с, d, e. Физическим смыслом этих уровней эффективности является вероятность опасного отказа в час.
Стандарт ISO 13849-1 предоставляет единую методику определения достигнутого уровня эффективности защиты (PL). Методика основана на анализе структур в соответствии с критериями конструирования и особенностями поведения оборудования в условиях сбоя. Критерии – это один из пяти уровней, называемых Категориями: В, 1, 2, 3 и 4.
В результате, в соответствии с ISO 13849-1, уровень эффективности защиты PL определяется комбинацией факторов:
- категории В, 1, 2, 3, 4
- среднего времени наработки на опасный отказ (высокого, среднего, низкого) – MTTFd
- среднего диагностического охвата (высокого, среднего, низкого, отсутствующего) – DСavg
- количественной оценкой (от 0 до 100) мер по предотвращению независимых отказов по общим причинам – CCF.
Соответствие ISO 13849-1 позволяет заказчикам, разработчикам и производителям оборудования находится в единой системе координат, не прибегая к излишней детализации в выборе и описании процессов и структур.
При этом вопрос о выборе поставщика компонентов систем обеспечения безопасности остаётся одним из самых важных. И в решении этого вопроса можно безоговорочно рассчитывать на поддержку SMC Corporation. Мировой лидер промышленной автоматизации, японская корпорация SMC, имеет многолетний опыт тесного сотрудничества с ведущими производителями оборудования и основными разработчиками современных мировых стандартов безопасности. Полученный опыт реализован в широком спектре продукции для обеспечения промышленной безопасности.
Чем выше категория элемента системы управления, связанного с безопасностью, тем выше требования по использованию успешно испытанных компонентов и хорошо проверенных принципов безопасности.Для категорий 3 или 4 добавляются обязательные требования по резервированию и диагностике.SMC Corporation поставляет широкий спектр компонентов, используемых для создания систем обеспечения безопасности, и осуществляет техническую поддержку на протяжении всего жизненного цикла этих систем.
При этом, в соответствии с европейской рекомендацией, SMC не рассматривает операционные устройства, как элементы систем обеспечения безопасности, но всегда индексирует компоненты, обладающие защитными, аварийными или предохранительными функциями в соответствии с ISO 13849-1. Также SMC Corporation предоставляет партнерам данные о среднем времени наработки компонента на опасный отказ (MTTFd) или о количестве циклов наработки до наступления опасного отказа для 10% компонентов (В10).
Ярким примером могут служить поставляемые SMC Corporation распределители для систем обеспечения безопасности, соответствующие категориям 2, 3 и 4 с уровнями эффективности защиты не ниже – “c”
Рис. 1. Схема технологической линии с элементами, связанными с безопасностью системы управления
На рисунке 1 изображена технологическая линия, включающая в себя, в том числе, и устройства электропневмоавтоматики, обеспечивающие ее безопасное функционирование.
Рассмотрим подробнее ситуации, соответствующие примерам 1 и 2. На них демонстрируется работа сертифицированных по ISO 13849-1 распределителей SMC, в том числе и для управления приводами прессового оборудования.
В случае несанкционированного открытия предохранительной решетки (на рис. 2 отмечено красным) пропадает питание на катушках пневмораспределителей и сжатый воздух сбрасывается из защищаемой пневмосистемы. При этом, как следует из схемы, обеспечивается двукратное резервирование. Преимуществом при использовании подобных схем с оборудованием SMC Corporation является то, что в отличие от периодических проверок концевых выключателей решетки, глушителей и т.п. сами распределители можно не проверять, т.к. они уже сертифицированы по ISO 13849-1.
Рис.2. Безопасный сброс давления и защита от несанкционированного воздействия
В дополнение к рассмотренному выше случаю рассмотрим более сложную ситуацию (рис. 3), когда технологическая линия требует периодических эксплуатационных проверок при пониженном давлении, а, следовательно, и при меньших скоростях перемещения исполнительных органов. В этом случае понижение давления производится с помощью электропневматического регулятора, а диагностика осуществляется двумя датчиками давления, аналоговые выходные сигналы которых поступают в ПЛК системы управления. В случае превышения безопасного уровня давления по показаниям хотя бы одного датчика сбрасывается питание с электромагнитов распределителей и осуществляется аварийное истечение воздуха из защищаемой пневмосистемы.
Рис. 3. Понижение давления и защита от несанкционированного воздействия
Более подробную информацию о технических характеристиках пневмораспределителей SMC по ISO 13849-1 и пневмокомпонентов, обозначенных на рис.1 можно найти на www.smc.eu . Все предлагаемые продукты совместимы друг с другом, и построенная на их основе полнофункциональная система безопасности соответствует ISO 13849-1.
Гарантируемым результатом применения компонентов SMC Corporation станет не только максимальная эффективность работы оборудования и возмещение затраченных средств за счет улучшения производства, но и доверие персонала, уверенного в бескомпромиссности своего работодателя в вопросах обеспечения безопасности условий труда.
Таблица 1. Пневмораспределители SMC с датчиками конечных положений, используемые в системах управления, соответствующие ISO 13849-1
| Категория | Модель | Характеристики | |
| Категория 2 |
Распределители со сбросом остаточного давления VP542-□-X536 VP742-□-X536 |
  |
Детектирование положения клапана под напряжением и без напряжения |
| Категория 3,4 |
Сдвоенные распределители с датчиками конечных положений VP544-□-X538 VP744-□-X538 Клапан сброса остаточного давления с функцией плавного запуска VP544-□-X538 Сдвоенный распределитель со сбросом остаточного давления VG342-□-X87 |
    |
Детектирование положения клапана под напряжением и без напряжения Двукратное резервирование |
