
一、标准框架
标准框架看什么。据功能安全标准实践,框架这样看:基础——IEC 61508电气电子可编程电子安全相关系统的功能安全(是整个功能安全标准簇的基础标准、顺企网);SIL——安全完整性等级SIL是一种离散的等级(四个可能等级之一、用来规定分配给电气电子可编程电子安全相关系统的安全功能的安全完整性要求、SIL4最高SIL1最低、IEC官网);概率——安全完整性是在规定条件下规定时间内安全相关系统成功执行所要求安全功能的概率(为量化安全完整性IEC61508定义SIL概念、西门子工业支持中心);属性——SIL是安全功能的属性(IEC官网);机械——IEC62061机械安全与安全有关的电气电子和可编程电子控制系统的功能安全(直接吸收IEC61508、虽然有些术语在IEC62061中发生变化为了匹配机械设备安全领域、采用安全生命周期原理和基于风险的方法都和IEC61508一样、西门子);关系——PL性能等级for EN/ISO 13849-1、SIL安全完整性等级for EN/IEC 62061(表格给出PL和SIL关系、a无对应、b对应SIL1、c对应SIL1、d对应SIL2、e对应SIL3、Schneider);一致——IEC 62061:2021规定设计集成验证安全相关控制系统SCS的要求和建议(适用于单独或组合用于执行机器安全功能的控制系统、IEC Webstore)——框架六看:IEC 61508基础、SIL四级、成功概率、SIL属性、IEC 62061机械、PL与SIL对应,六看框架清楚。
二、认证等级
认证等级看什么。据安全PLC认证等级实践,等级这样看:PL——PL性能等级代表安全系统可靠性量化指标(a/b/c/d/e、PLa最低PLe最高、对应设备危险程度:轻微风险PLa/PLb、一般风险PLc、较高风险PLd、极高风险PLe、顺企网);强制——目前工业自动化、冲压、裁切、机械手等高风险设备欧盟抽检强制要求不低于PLd(风险越高要求架构等级越高PL等级越高、顺企网);常见——常见安全PLC认证等级(SIL 3 acc. IEC 61508、SIL 3 acc. IEC 62061、PL e acc. ISO 13849-1、ABB AC500-S由TUV SUD Rail GmbH认证);机械——Rockwell ControlLogix CIP安全I/O符合相关标准要求(Cat.4/PL e acc. to EN ISO 13849-1、SIL 3 acc. to IEC 61508、可用于安全相关应用最高到Cat.4/PL e、Rockwell证书968/FSP 1806.02/24);组合——GuardLogix 5570控制器结合安全伙伴使用符合SIL 3/SC 3 acc. EN 61508和PL e/Cat.4 acc. EN ISO 13849-1(还可参考EN IEC要求审查、EN 61131-2:2007条款6.1-6.3和8、IEC 61131-2:2017、Rockwell EC型式检验证书);双标准——故障安全S7-1200控制器可用于符合IEC 61508的SIL 3以及ISO 13849-1的PL e的安全任务(安全相关程序在TIA博途创建、STEP 7 Safety组态工具用LAD和FBD语言、顺企网);继电器——3SK2安全继电器设计能够实现符合IEC 62061标准SIL 3等级及ISO 13849-1标准PL e/Cat.4的应用(西门子设备手册)——等级六看:PL a-e、欧盟PLd强制、SIL3加PLe、Cat.4/PL e、双标准认证、安全继电器同等级,六看等级明确。
三、认证内容
认证内容看什么。据SIL认证内容实践,内容这样看:层次——SIL认证一共分为4个等级SIL1至SIL4(包括对产品和对系统两个层次、其中以SIL4的要求最高、顺企网);内容——功能安全认证主要涉及针对安全设备开发流程的文档管理FSM评估、硬件可靠性计算和评估、软件评估、环境试验、EMC电磁兼容性测试(顺企网);归口——SIL技术的国家归口标准化技术委员会为全国过程工业测量控制及自动化标准化技术委员会SAC/TC124(秘书处单位为机械工业仪器仪表综合技术经济研究所、顺企网);过程——SIL认证过程涉及制造商寻求符合IEC 61508、独立实体CB审查制造商努力、AB验证CB审查实践(过程由制造商确定生产能够达到特定SIL通常2或3产品的商业案例开始、然后根据IEC 61508要求规划开发、NRC);基于——SIL认证基于IEC 61508(GB/T、顺企网);验证——安全完整性等级越高应执行所要求安全功能的概率越高(根据安全相关系统使用方式、搜狐SIS解析);证书——认证由第三方机构颁发证书(TUV SUD Rail GmbH、Rockwell证书、EC型式检验证书)——内容六看:产品系统两层次、FSM文档评估、SAC/TC124归口、CB审查AB验证、基于IEC 61508、第三方证书,六看内容到位。
四、架构要求
架构要求看什么。据安全PLC架构实践,架构这样看:独立——逻辑控制器独立设置(SIL1级安全仪表功能可与基本过程控制系统共用、SIL2级和SIL3级安全仪表功能的逻辑控制器应与基本过程控制系统分开、云南省应急管理厅化工安全仪表系统指导意见);冗余——逻辑控制器冗余设置(用于安全仪表功能的逻辑控制器应采用冗余逻辑控制器、冗余数量需满足安全完整性等级的验证和计算、云南省应急厅);符合——逻辑控制器应符合安全完整等级要求(应独立完成安全仪表功能、云南省应急厅);安全功能——三菱QS安全PLC符合国际安全标准(EN954-1 Category 4、ISO13849-1 PLe、IEC61508 JIS C 0508 SIL 3、可连接急停开关光幕等切断危险源电源、三菱电机);STO——STO通过电子方式切断驱动伺服电机的能量供给(三菱安全功能);SS1——SS1控制电机速度减速停止后为STO(三菱);SS2——SS2控制电机速度减速停止后为SOS(SOS不切断电机驱动能源监视停止状态、SLS监视机器臂各部分不超过监视速度、SLP监视位置不超过、三菱)——架构六看:SIL2/3独立、冗余控制器、符合等级独立完成、切断危险源、STO/SS1/SS2、SLS/SOS/SLP,六看架构可靠。
五、选型落地
选型落地看什么。据安全PLC选型落地实践,落地这样看:选型——西门子SIMATIC S7-1500F/S7-1200F选型与安全标准(IEC 61508定义SIL概念、IEC62061机械安全标准、西门子下载中心);接口——安全PLC连接急停开关、光幕等(切断危险源如机器人电源、安全输出OFF、三菱QS);组合——安全继电器MSR100家族符合相关标准(Cat.4/PL e acc. to EN ISO 13849-1、最高SIL 3 acc. to EN IEC 62061/EN 61508、可用于最高PL e和SIL 3应用、Rockwell证书);培训——功能安全工程师培训(ISO 13849机械安全控制系统安全相关部件、IEC 62061机械安全安全相关电气电子可编程电子控制系统功能安全、危害识别和风险评估按ISO 12100、UL Solutions);验证——当一个安全仪表功能SIF的SIL定级大于等于1时需要对该SIF进行SIL验证(要通过SIL验证必需满足架构约束、SIF回路要求的平均失效概率PFDavg计算满足SIL报告要求、系统能力达到SIL要求、影响SIL验证的主要因素);标准——ISO 13849-1:2023机械安全控制系统安全相关部件第1部分设计一般原则(风险评估和风险降低过程、ISO官网);法规——化工行业安全仪表系统管理指导意见(逻辑控制器独立设置冗余设置、云南省应急厅)——落地六看:选型标准、接口连接、继电器组合、功能安全培训、SIL验证、法规意见,六看落地可行。
结语
非标流水线安全PLC认证要求有哪些,结论是:框架、等级、内容、架构、落地五维定标。框架——IEC 61508基础标准定义SIL 1-4安全完整性等级、IEC 62061机械安全(SIL)加ISO 13849-1机械安全(PL a-e)、PL与SIL对应(PL d对应SIL 2、PL e对应SIL 3);等级——常见安全PLC认证为SIL 3 acc. IEC 61508、SIL 3 acc. IEC 62061、PL e acc. ISO 13849-1(Cat.4/PL e)、欧盟抽检高风险设备(冲压裁切机械手)强制不低于PL d;内容——SIL认证分产品系统两层次、涵盖开发流程文档管理FSM评估、硬件可靠性计算评估、软件评估、环境试验、EMC电磁兼容性测试、SAC/TC124归口、第三方CB证书(TUV等);架构——SIL2级和SIL3级安全仪表功能逻辑控制器与基本过程控制系统分开、冗余逻辑控制器、独立完成安全仪表功能、安全功能STO/SS1/SS2/SLS/SOS/SLP、连接急停光幕切断危险源电源;落地——按IEC 61508加IEC 62061加ISO 13849-1选型(S7-1500F/S7-1200F、GuardLogix、AC500-S、QS)、安全继电器同等级配套、SIL验证满足架构约束加PFDavg计算加系统能力、功能安全培训按ISO 12100风险评估。据行业惯例,安全PLC认证一句话:标准簇三件套、SIL3加PLe、CB认证查五块、冗余独立切断源——四关一过,认证无忧。