SIL kontra Performance Level (PL) — który system dla której funkcji bezpieczeństwa

Przewodnik o ISO 13849-1/Performance Level szczegółowo omawia kategorie PL (od a do e) oraz kategorie architektury ISO 13849-1. Ten artykuł odpowiada na inne, często zadawane pytanie uzupełniające: kiedy zamiast tego stosuje się SIL (Safety Integrity Level, z IEC 62061), i jak te dwa systemy odnoszą się do siebie nawzajem?

Dwa systemy dla tej samej funkcji bezpieczeństwa maszyny

• ISO 13849-1 (Performance Level, PL a–e): ma zastosowanie do związanych z bezpieczeństwem części układów sterowania niezależnie od zastosowanej technologii — mechanicznej, hydraulicznej, pneumatycznej, elektrycznej lub elektronicznej.
• IEC 62061 (Safety Integrity Level, SIL 1–3): zastosowanie szerszego systemu IEC 61508 w budowie maszyn, skierowane specjalnie na elektryczne, elektroniczne i programowalne elektroniczne (E/E/PE) związane z bezpieczeństwem układy sterowania — czyli nie ma zastosowania do czysto mechanicznej lub hydraulicznej funkcji bezpieczeństwa.

Obie normy są zharmonizowane w ramach europejskiej dyrektywy maszynowej (oraz jej następcy, rozporządzenia maszynowego (UE) 2023/1230), dzięki czemu producent może połączyć podsystem oceniony według jednego systemu z podsystemem ocenionym według drugiego, w obrębie tej samej maszyny.

Zharmonizowana tabela odpowiedniości

Uwaga: to zharmonizowana odpowiedniość, a nie dokładna równość matematyczna — PL jest obliczany na podstawie średniego prawdopodobieństwa niebezpiecznego uszkodzenia na godzinę (PFH) w połączeniu z kategorią architektury (B, 1–4), podczas gdy SIL według IEC 62061 stosuje własny zakres PFH dla każdego poziomu. Tabela ma na celu umożliwienie praktycznego połączenia dwóch podsystemów ocenionych według różnych systemów — a nie uczynienie leżących u podstaw metod obliczeniowych wzajemnie wymiennymi.

Który system wybrać

• Czysto mechaniczna, hydrauliczna lub pneumatyczna funkcja bezpieczeństwa (na przykład mechanicznie blokowany zawór bezpieczeństwa) może być oceniona wyłącznie za pomocą PL/ISO 13849-1 — SIL/IEC 62061 nie ma tu zastosowania.
• Złożona, programowalna elektroniczna funkcja bezpieczeństwa (na przykład bezpieczny sterownik PLC obsługujący wiele czujników i siłowników) jest w praktyce często oceniana za pomocą SIL/IEC 62061, choć ocena według ISO 13849-1 jest również dopuszczalna dla systemów E/E/PE.
• Maszyna o mieszanej technologii (na przykład mechaniczny przycisk zatrzymania awaryjnego połączony szeregowo z elektronicznym przekaźnikiem bezpieczeństwa) często łączy oba systemy: każdy podsystem jest oceniany za pomocą systemu odpowiadającego jego własnej technologii, a wyniki są łączone za pomocą tabeli odpowiedniości w ogólną ocenę pełnej funkcji bezpieczeństwa.

Znaczenie praktyczne

Podczas oceny funkcji bezpieczeństwa (na przykład łańcucha zatrzymania awaryjnego z przewodnika o kategoriach zatrzymania awaryjnego) należy najpierw ustalić, jaką technologię wykorzystuje każdy podsystem, zanim wybierze się właściwy system oceny (PL lub SIL) — a przy połączeniu obu systemów w ramach jednej funkcji bezpieczeństwa, czy tabela odpowiedniości została zastosowana prawidłowo, aby uzyskać ważną ocenę ogólną.

Częste błędy

1. Stosowanie SIL/IEC 62061 do czysto mechanicznej lub hydraulicznej funkcji bezpieczeństwa — ten system jest ograniczony do systemów E/E/PE; tutaj ma zastosowanie wyłącznie ISO 13849-1.
2. Traktowanie PL i SIL jako dokładnie tej samej skali — tabela odpowiedniości jest praktyczną harmonizacją, a nie matematycznie identyczną metodą obliczeniową.
3. Nieprawidłowe zastosowanie żadnego z systemów dla poszczególnych podsystemów w maszynie o mieszanej technologii — każdy podsystem musi być najpierw oceniony osobno za pomocą właściwego systemu, zanim wyniki zostaną połączone.

Powiązane

• ISO 13849-1 — Performance Levels
• Kategorie zatrzymania awaryjnego (IEC 60204-1 §9.2.2)
• Bezpieczeństwo maszyn (IEC 60204-1)