SIL против Performance Level (PL) — какая система для какой функции безопасности

Гид об ISO 13849-1/Performance Level подробно рассматривает категории PL (от a до e) и категории архитектуры ISO 13849-1. Эта статья отвечает на другой, часто возникающий последующий вопрос: когда вместо этого используется SIL (Safety Integrity Level, из IEC 62061), и как эти две системы соотносятся друг с другом?

Две системы для одной и той же функции безопасности машины

• ISO 13849-1 (Performance Level, PL a–e): применяется к связанным с безопасностью частям систем управления независимо от используемой технологии — механической, гидравлической, пневматической, электрической или электронной.
• IEC 62061 (Safety Integrity Level, SIL 1–3): применение более широкой системы IEC 61508 к машиностроению, специально нацеленное на электрические, электронные и программируемые электронные (E/E/PE) связанные с безопасностью системы управления — то есть не применимо к чисто механической или гидравлической функции безопасности.

Оба стандарта гармонизированы в рамках европейской Директивы о машинном оборудовании (и её преемника, Регламента о машинном оборудовании (EU) 2023/1230), поэтому производитель может сочетать подсистему, оценённую по одной системе, с подсистемой, оценённой по другой, в пределах одной и той же машины.

Гармонизированная таблица соответствия

Внимание: это гармонизированное соответствие, а не точное математическое равенство — PL рассчитывается через среднюю вероятность опасного отказа в час (PFH) в сочетании с категорией архитектуры (B, 1–4), тогда как SIL по IEC 62061 использует собственный диапазон PFH для каждого уровня. Таблица предназначена для того, чтобы можно было практически объединить две подсистемы, оценённые по разным системам, — а не для того, чтобы сделать лежащие в основе методы расчёта взаимозаменяемыми.

Какую систему выбрать

• Чисто механическая, гидравлическая или пневматическая функция безопасности (например, механически блокируемый предохранительный клапан) может быть оценена только по PL/ISO 13849-1 — SIL/IEC 62061 здесь не применяется.
• Сложная, программируемая электронная функция безопасности (например, безопасный ПЛК, управляющий несколькими датчиками и исполнительными механизмами) на практике часто оценивается по SIL/IEC 62061, хотя оценка по ISO 13849-1 также допустима для систем E/E/PE.
• Машина со смешанной технологией (например, механическая кнопка аварийной остановки последовательно с электронным реле безопасности) часто сочетает обе системы: каждая подсистема оценивается по системе, соответствующей её собственной технологии, а результаты объединяются через таблицу соответствия в общую оценку полной функции безопасности.

Практическое значение

При оценке функции безопасности (например, цепи аварийной остановки из гида о категориях аварийной остановки) сначала необходимо установить, какую технологию использует каждая подсистема, прежде чем выбирать правильную систему оценки (PL или SIL) — а при сочетании обеих систем в рамках одной функции безопасности — корректно ли применена таблица соответствия для получения достоверной общей оценки.

Частые ошибки

1. Применение SIL/IEC 62061 к чисто механической или гидравлической функции безопасности — эта система ограничена системами E/E/PE; здесь применима только ISO 13849-1.
2. Рассмотрение PL и SIL как совершенно одинаковой шкалы — таблица соответствия является практической гармонизацией, а не математически идентичным методом расчёта.
3. Некорректное применение ни одной из систем по подсистемам в машине со смешанной технологией — каждая подсистема должна быть сначала оценена отдельно по правильной системе, прежде чем результаты будут объединены.

Связанные материалы

• ISO 13849-1 — Performance Levels
• Категории аварийной остановки (IEC 60204-1 §9.2.2)
• Безопасность машин (IEC 60204-1)