依据 EN ISO 13849-1 的功能安全
一旦防护功能通过控制系统来实现(光幕、联锁防护门、安全监控停止),机械指令就要求证明这项安全功能足够可靠。本指南说明依据 EN ISO 13849-1 的性能等级证明是如何构成的,以及 CE-Copilot 的功能安全模块如何记录它,并与 SISTEMA 明确分工。
功能安全在 CE 标志流程中有哪些要求?
法律依据是机械指令 2006/42/EC 的附录 I 第 1.2.1 条(其实质内容由机械法规 (EU) 2023/1230 延续):控制系统的设计必须确保故障不会导致危险状态。对应的协调标准是 EN ISO 13849-1(控制系统安全相关部件);对于纯电气、电子和可编程系统,另有 EN IEC 62061 并行适用,其中规定了安全完整性等级(SIL)。
证明由两部分组成。第一:为每项安全功能确定所需性能等级(PLr),范围从 a(低)到 e(高)。这通过标准中的风险图完成,依据三个问题:伤害会有多严重(S)?人员暴露于危险的频率和持续时间如何(F)?在紧急情况下能否避免危险(P)?第二:针对实际构建的控制方案,计算所达到的性能等级(PL),依据控制类别(B 至 4)、平均危险失效间隔时间(MTTFd)、平均诊断覆盖率(DCavg)以及针对共因失效(CCF)的措施。验证即比较两者:PL 至少必须达到 PLr。
功能安全的证明分为两部分。所需性能等级(PLr)由您从风险评估中得出;在功能安全模块中,您依据 EN ISO 13849-1 的风险图为每项安全功能记录该等级。而实际达到的性能等级需根据类别、MTTFd、DCavg 和 CCF 计算,同时还要用到制造商的元件数据(符合 VDMA 66413 的库),这部分属于 SISTEMA,即 DGUV 下属 IFA 提供的免费工具。CE-Copilot 并不取代 SISTEMA:您随后将 SISTEMA 的结果录入该模块,软件会核对 PL 与 PLr 的合理性,SISTEMA 报告则作为证明材料归入技术文件中图纸与计算书的部分。
CE-Copilot 中的功能安全模块
该模块自 Starter 方案起包含在内,在项目工作流程中紧接风险评估之后,因为 PLr 是由风险评估中的危险推导而来的。以下是核心功能,每项都附有具体优势以及对您日常工作的收益。
用于所需性能等级(PLr)的 EN ISO 13849-1 风险图
您为每项安全功能选择伤害的严重程度(S1/S2)、暴露于危险的频率或持续时间(F1/F2)以及避免危险的可能性(P1/P2);a 至 e 的 PLr 按标准的风险图以确定性方式得出,并对每个参数附有说明。您也可以改为输入手动指定的 PLr。为便于对照,还会显示依据 EN 62061 的对应 SIL,仅作参考。
所需性能等级以可追溯的方式记录在您的文件中,并以 EN ISO 13849-1 的风险图作为依据,而不是 Excel 单元格里一个没有依据的数字。
将安全功能与风险评估中的危险关联
您将每项安全功能与依据 EN ISO 12100 所做风险评估中的一个或多个危险关联。这样便记录了该防护功能降低的是哪项风险,以及它为何存在。
风险评估与功能安全证明始终是一条连贯、可审核的论证链,而不是两份彼此分离的文件。
SISTEMA 交接清单、结果录入以及 PL ≥ PLr 验证
CSV 交接清单把您的安全功能及其 PLr 汇总起来,供录入 SISTEMA。随后您在模块中记录 SISTEMA 算出的结果(所达到的 PL、类别、PFH,以及可选的 MTTFd、DCavg 和 CCF 分值);软件会核对 PL 与 PLr,并指出与标准特征值相矛盾之处,例如所填 PL 与图 12 中的类别不符,或 PFH 值与表 3 不符。
您一眼就能看出哪项安全功能达到了所需性能等级、哪里还需要采取措施,并有合理性检查,而不是盲目照抄。
完整 CE 文档中的证明
已记录的安全功能,连同其与危险的关联、PLr 及其来源、SISTEMA 结果和验证状态,作为单独一章出现在项目的完整导出(PDF 和 Word)以及结构化项目导出中。
功能安全证明位于市场监督机构和审核员期望的位置:技术文件中,无需另设文件存放处。
该模块刻意不做的事
CE-Copilot 不计算所达到的性能等级,也不维护元件库。这项对安全至关重要的计算属于 SISTEMA,即 DGUV 下属 IFA 提供的免费参考工具,其中的元件特征值由制造商维护(VDMA 66413)。该模块同样不取代依据 EN ISO 13849-2 的确认,也不取代工程判断:S、F 和 P 是刻意独立的输入项,不由风险评估的风险值推导得出。CE 标志的责任仍由制造商承担。
立即以结构化方式记录您的性能等级证明
以可追溯的方式为每项安全功能确定 PLr,记录 SISTEMA 结果并验证 PL ≥ PLr,作为您完整 CE 文档的一部分。从 Starter 方案起,每次三个月的许可证。