SISTEMA 计算 PL 等级完整实操手册(上)(sigma如何计算) ypxx.net

依据标准:EN ISO 13849-1:2015;适配巴西 NR12 附录 I 机械压机合规;主线:五大核心参数→软件六步法→气动压机工程案例→PFHd 原理计算→NR12 引用要点

适用场景:欧盟 CE 机械法规 EU2023/1230、巴西 NR12 冲压 / 气动压机出口项目,输出 SISTEMA 正式计算报告,可直接放入技术文件。


一、五大核心输入参数(SISTEMA 建模根基)

PL 计算本质:PL≥PLr;最终达成 PL 由 5 项参数共同决定

二、SISTEMA 软件标准六步法(从建模到导出报告)

SISTEMA(IFA 官方免费工具,v2.0 + 支持 ISO13849:2015,报告全球认证机构认可)

步骤 1:识别安全功能 SF,拆分 SRP/CS 子系统

一条安全功能 = 输入子系统 + 逻辑子系统 + 执行子系统

气动压机示例(滑块下压防护):

安全光幕(输入)→安全继电器(逻辑)→双联气动安全阀(执行)

重点:串联子系统 PFHd 直接相加,整体 PL 由总 PFHd 决定

步骤 2:风险评估确定 PLr

使用风险图(S 伤害严重度、F 暴露频率、P 危险规避可能性)确定目标 PLr;

NR12 附录 I 强制要求:冲压 / 气动压机压区防护必须书面记录风险图推导过程

步骤 3:搭建模块框图,选择 Category 架构

1. 在 SISTEMA 中新建安全功能→插入子系统块

2. 对每个子系统选定 Category(整机安全回路架构统一或分段定义)

3. 双通道冗余系统必须开启冗余通道建模

步骤 4:录入四大技术参数(MTTFd / DCavg / CCF)

1. 导入厂商元件库(推荐,避免手动计算误差);无库文件则手动填入 MTTFd

2. 设置各子系统 DCavg;软件自动加权计算全局 DCavg

3. 运行内置CCF 调查问卷,生成 CCF 总分;保存问卷记录(审核必查)

4. 设置任务时间 Mission Time(设备设计使用寿命,通常 20 年)

步骤 5:执行计算,读取 PFHd 与达成 PL

软件内部计算逻辑:

1. 每个子系统计算 λDU(未检出危险失效率)

\(PFHd_{sub}=λ_{DU}×(1-DC_{avg})\)

2. 串联安全回路总失效概率叠加:\(PFHd_{total}=∑PFHd_{sub}\)

3. 根据总 PFHd 匹配附录 K,输出Achieved PL

步骤 6:结果判定 + 导出正式报告

✅ 判定规则:Achieved PL ≥ PLr → 设计满足要求

❌ 不满足:迭代优化方案(提高 MTTF 元器件、升级 DC、优化 CCF 措施、提升 Category)

输出:PDF 完整报告,包含框图、参数清单、CCF 得分、PFHd 数值、PL 结论;可直接放入 CE/NR12 技术文件

更多相关内容,我们下文继续说明。