Стандарты и директивы

Стандарты и директивы

Принципы функциональной безопасности

Обзор важнейших национальных и международных требований по безопасности машин и функциональной безопасности.

Ваша продукция относится к области применения Директивы ЕС по машиностроению 2006/42/ЕС? Она будет продаваться на внутреннем европейском рынке? Тогда вам необходимо учитывать требования данной Директивы. Только при условии выполнения всех требований допускается маркировка машин знаком CE. В европейском экономическом пространстве данное обозначение позволяет продавать и использовать машины без специальных ограничений.

Целью Директивы ЕС по машиностроению является сокращение количества несчастных случаев при эксплуатации машин. Поэтому данная директива предписывает реализацию аспекта безопасности на уровне конструкции и процесса производства машин. Кроме того, производитель обязан составить всю техническую документацию, требуемую Директивой по машиностроению. Из технической документации на машину должно быть понятно, насколько она соответствует требованиям Директивы по машиностроению.

Производитель машины или его доверенное лицо несет ответственность за составление технической документации, а также за соблюдение всех норм.

Основное содержание Директивы ЕС по машиностроению

  • Описание области применения Директивы ЕС по машиностроению
  • Отличия от других европейских директив
  • Определение комплектных и некомплектных машин
  • Требования к комплектным и некомплектным машинам
  • Требования и меры для запуска в обращение и ввода в эксплуатацию машин
  • Значение гармонизированных стандартов
  • Процедура оценки соответствия машин
  • Процедура для некомплектных машин
  • Маркировка СЕ
  • Основополагающие требования по безопасности и охране здоровья в отношении конструкции и процесса производства машин
  • Методы оценки риска машин
  • Необходимая техническая документация
Вернуться вверх

Стандарты EN для безопасности машин

Стандарты безопасности для машин  

Стандарты безопасности для машин

Директива ЕС по машиностроению содержит основополагающие требования по безопасности и охране здоровья. В официальном бюллетене Европейского Союза приведены гармонизированные с директивой стандарты.

Машина соответствует основополагающим требованиям по безопасности и охране здоровья, если она была изготовлена в соответствии с данными гармонизированными стандартами.

Стандарты EN подразделяются на несколько типов:

  • Тип A: основной стандарт безопасности
  • Тип B: групповой стандарт безопасности
  • Тип C: стандарт безопасности на продукцию
Вернуться вверх

Классификация стандартов EN

Основные стандарты безопасности, включающие в себя термины и определения, основные принципы конструирования и общие аспекты (например, концепции и методы работы), действующие в отношении всех машин, устройств и комплектных установок.

Примеры стандартов:
EN ISO 12100 (Безопасность машин)

Групповые стандарты безопасности об одном аспекте безопасности или виде обеспечивающих безопасность устройств, которые могут быть использованы для целого ряда машин, устройств и оборудования

  • Тип B1: специальные аспекты безопасности, например, безопасные расстояния, предельные значения для температуры поверхностей
    • Примеры стандартов:
      EN ISO 13857 (Безопасные расстояния в опасных зонах)
      EN ISO 13855 (Расчет безопасных расстояний)
      EN ISO 13849 (Безопасность машин. Элементы систем управления, связанные с безопасностью)
       
  • Тип B2: устройства, обеспечивающие безопасность, например, аварийные выключатели или двуручные устройства управления
    • Примеры стандартов:
      EN ISO 13850 (Безопасность машин. Аварийный останов)
      EN 574 (Двуручные устройства управления)

Стандарты безопасности машин с детальными требованиями по безопасности ко всем значительным угрозам для определенной машины или группы машин. Стандарты типа C часто называют также стандартами на продукцию.

Примеры стандартов:
EN 12622 (Безопасность станков. Гидравлические листогибочные прессы)
EN 415 (Упаковочные машины)

Вернуться вверх

Стандарты и директивы по функциональной безопасности

Важнейшие стандарты функциональной безопасности по типам: тип A – основной стандарт безопасности, тип B – групповой стандарт безопасности, тип C – стандарт безопасности на продукцию  

Важнейшие стандарты функциональной безопасности

Функциональная безопасность – это практика правильного применения связанных с безопасностью систем (управления) и других мер снижения рисков, имеющих решающее значение для безопасности системы. При возникновении критической неисправности система управления переводит оборудование в безопасное состояние.

Специально для сектора машиностроения из EN 61508 были выведены стандарты EN 62061 и EN ISO 13849-1. Оба этих стандарта описывают специальные требования к связанным с безопасностью элементам систем управления на машинах.

Следующие стандарты в области функциональной безопасности относятся к числу важнейших:

  • EN 61508 – стандарт по функциональной безопасности электрических, электронных и программируемых электронных систем, связанных с безопасностью.
  • EN ISO 13849-1 – стандарт, описывающий конструкцию связанных с безопасностью элементов систем управления. Важной характеристикой надежности связанных с безопасностью функций является уровень эффективности защиты PL (Performance Level).
  • Стандарт EN 62061 описывает аспекты функциональной безопасности отвечающих за безопасность электрических, электронных и программируемых систем управления. Важной характеристикой надежности связанных с безопасностью функций является уровень полноты безопасности (SIL).
  • Серия стандартов МЭК 61511 регулирует применение функциональной безопасности для оборудования в сфере непрерывного производства.
  • ISO 26262 («Дорожные транспортные средства. Функциональная безопасность») – стандарт на связанные с безопасностью электрические и электронные системы в автомобилях.
Вернуться вверх

Гармонизированные стандарты по функциональной безопасности

«Гармонизированными стандартами» принято называть европейские стандарты на продукцию. Они являются частью «Новой концепции» («New Approach») Европейской комиссии, в рамках которой организациями CEN и CENELEC разрабатываются основополагающие требования к продукции. Гармонизированные стандарты публикуются в официальном бюллетене Европейского Союза. На рынке допускается реализация только тех товаров и услуг, которые соответствуют основополагающим требованиям. Данное соответствие подтверждается сертификатами или маркировкой CE.

Отдельно взятую машину, произведенную в соответствии с применяемыми гармонизированными стандартами, можно рассматривать как соответствующую основополагающим требованиям безопасности и охраны здоровья согласно Директиве ЕС по машиностроению. Специально для сектора машиностроения из EN 61508 были выведены стандарты EN 62061 и EN ISO 13849-1. Оба этих стандарта описывают специальные требования к отвечающим за безопасность элементам систем управления на машинах.

Оба стандарта согласованы с Директивой ЕС по машиностроению и соответствуют современному уровню развития техники. В отличие от предшествовавшего им EN 954, данные стандарты могут применяться и в отношении комплексных и программируемых систем. Кроме того, они содержат все аспекты функциональной безопасности, которые были выделены из EN 61508. Таким образом, теперь важную роль играют не только детерминистские аспекты. Большое значение также имеют статистическая вероятность выхода из строя систем и организационные меры по предотвращению, распознаванию и избежанию неисправностей.

Количественной характеристикой безопасности в обоих стандартах является уровень полноты безопасности. EN 62061 использует уровни от SIL 1 до SIL 3, а EN 13849 – от PL a до PL e в качестве отдельного уровня для выражения полноты безопасности.

Вернуться вверх

Области применения EN 62061 и EN ISO 13849-1

Почему существует два разных стандарта по сути для одной и той же области применения? Ответы на этот вопрос вы найдете в данной таблице.

EN 62061EN ISO 13849-1
Стандарт EN 62061 описывает аспекты функциональной безопасности отвечающих за безопасность электрических, электронных и программируемых систем управления.EN ISO 13849-1 – стандарт, описывающий конструкцию связанных с безопасностью элементов систем управления. Важной характеристикой надежности связанных с безопасностью функций является уровень эффективности защиты PL (Performance Level).
Простые электромеханические системы: реле или электронные устройства.Простые электромеханические системы: реле или электронные устройства.
Комплексные электронные системы, а также программируемые системы с любым типом архитектуры.Комплексные электронные системы, а также программируемые системы с предписанной архитектурой.
Требования специально разработаны для электрических систем управления. Несмотря на это, обозначенные рамки и методология могут быть использованы для других технологий.Возможность прямого применения к технологиям помимо электротехники, например, в гидравлике и пневматике.
Вернуться вверх

Шаг 1: определение необходимой эффективности

Определение уровня полноты безопасности (P)  

Определение уровня полноты безопасности (P)

EN 62061

Важной характеристикой надежности связанных с безопасностью функций является уровень полноты безопасности (SIL). Для определения требуемого уровня SIL рассматриваются различные критерии:

  • Тяжесть травмирования (S)
  • Частота и продолжительность подверженности риску (F)
  • Вероятность наступления опасного события (W)
  • Возможность избежать опасности или ограничение вреда (P)
Вернуться вверх
Определение уровня эффективности защиты  

Определение уровня эффективности защиты

EN ISO 13849-1

Для определения требуемого уровня PL рассматриваются различные критерии: тяжесть ущерба, частота и продолжительность, а также возможности избежать опасности.

Параметры риска

  • S: Тяжесть травмирования
    • S1: легкая травма (как правило, обратимая)
    • S2: тяжелая травма, в т. ч. смертельная (как правило, необратимая)
  • F: Частота и/или продолжительность подверженности риску
    • F1: от «редко» до «часто» и/или небольшая продолжительность
    • F2: от «часто» до «постоянно» и/или большая продолжительность
  • P: Возможность избежать опасности
    • P1: возможно при определенных условиях
    • P2: практически невозможно

Примечание: В случаях, когда вероятность наступления определяется как «низкая», уровень PLr может быть уменьшен на единицу.

Шаг 2: спецификация

EN 62061 и EN ISO 13849-1

Спецификация функциональных требований представляет собой подробное описание соответствующих функций безопасности. Для его получения необходимо определить ключевые интерфейсы к другим функциям управления и реакции на неисправности. В конце необходимо определить уровень полноты безопасности (SIL) или уровень эффективности защиты (PL).

Вернуться вверх

Шаг 3: разработка архитектуры системы управления и определение достигнутой эффективности. Отношение между концепциями PL и SIL

EN 62061

Характеристика безопасности для подсистем выводится из следующих значений:

  • Отказоустойчивость аппаратных средств (HFT), зависит от приложения
  • Доля безопасных отказов (SFF), указывается производителем
  • Охват диагностикой (DC), указывается производителем или из EN ISO 13849-1
  • Вероятность опасных отказов в час (PFHd), выясняется из других показателей
  • Интервал между тестированиями или срок службы, указывается производителем/специфический
  • Интервал между диагностическими тестированиями, зависит от приложения
  • Восприимчивость к отказам по общей причине, указывается производителем или из EN ISO 13849-1
Отношение между концепциями PL и SIL

Отношение между концепциями PL и SIL

Вернуться вверх

EN ISO 13849-1

Уровень эффективности защиты (PL) связанного с безопасностью элемента системы управления (SRP/CS) определяется путем оценки следующих параметров:

  • Категория: задана в стандарте в качестве определенной структуры.
  • Среднее время наработки на опасный отказ (MTTFd): указывается производителем компонента.
  • Охват диагностикой (DC): указан в стандарте.
  • Отказ по общей причине (CCF): определяется в рамках оценочной системы по различным критериям.
  • Достигнутый уровень эффективности защиты (PL): определяется по таблице и должен быть равным или превышать требуемый уровень PLr.

Шаг 4: верификация

EN 62061EN ISO 13849-1

Отказы аппаратного обеспечения ведут к вероятности возникновения других опасных отказов связанных с безопасностью функций управления (SRCF). Эта вероятность должна быть меньше или равна пределу частоты отказов, заданному в спецификации (см. шаг 2).

Уровень полноты безопасности SIL, достигаемый связанной с безопасностью электрической системой управления (SRECS), меньше или равен заявленному пределу уровня полноты безопасности SILCL отдельной подсистемы, задействованной в выполнении функции безопасности.

Различные функции безопасности требуют, чтобы уровень эффективности защиты PL соответствующих элементов SRP/CS совпадал с «требуемым уровнем PLr».

Уровни PL различных SRP/CS, которые являются частью функции безопасности, должны быть выше или равны требуемому уровню PLr для данной функции.
Вернуться вверх

Шаг 5: валидация

EN 62061 и EN ISO 13849-1

В конце вся связанная с безопасностью функция управления анализируемой системы должна быть проверена на пригодность к использованию в рамках этой системы. Пригодность может быть определена путем анализа или тестирования, например, с помощью моделирования определенных типов сбоев.

Источник:
Документ ZVEI – Безопасность машин: комментарии к применению стандартов EN 62061 и EN ISO 13849-1 (Редакция 2).

Вернуться вверх

Международная законодательная база в области безопасности машин

Нормативные акты в различных региона мира

Краткая характеристика:

  • Основополагающие требования изложены в Приложении I Директивы ЕС по машиностроению.
  • Конструкция подчиняется гармонизированным стандартам.
  • С применением данных гармонизированных стандартов связана презумпция соответствия.
  • Применение стандартов носит добровольный характер, т. е. возможно внедрение иных решений.
  • Официальные допуски или разрешения на реализацию не являются обязательными.
  • Производитель составляет декларацию о соответствии, сертификаты сторонних организаций не требуются.
  • Изделие маркируется знаком CE, не знаком технического контроля.
  • Обязанность привлечения сторонней сертифицирующей организации («нотифицированного органа») существует только для определенных опасных продуктов.
  • Участие государства ограничивается контролем за рынком.

Краткая характеристика:

  • Важные обязательные для соблюдения законы об охране труда указаны в стандартах Управления США по охране труда и промышленной гигиене (OSHA).
  • Из стандартов OSHA косвенным образом выводятся требования к производителям машин и компонентов систем безопасности.
  • В случае ответственности за продукцию в гражданско-правовых процессах очень часто используются стандарты ANSI.
  • Несмотря на то что по закону применение стандартов ANSI не является обязательным, на практике они носят практически обязательный характер благодаря закреплению соответствующего условия в гражданско-правовых договорах.
  • Во многих случаях стандарты ANSI и UL в большей или меньшей степени расходятся с международными и европейскими стандартами.
  • Государственный контроль за рынком в США отсутствует. При вводе установки в эксплуатацию требуется знак технического контроля Национальной испытательной лаборатории (NRTL).

Краткая характеристика:

  • На данный момент (пока) отсутствует явно выраженный госконтроль за рынком, однако существует контроль на таможне.
  • Многие международные стандарты внедрены в китайскую нормативную базу, однако не все из них на сегодняшний день актуальны.
  • Машины не подлежат обязательной сертификации CCC, однако может существовать требование по сертификации основных компонентов машин.
  • Наряду с национальными и отраслевыми существуют многочисленные региональные и внутрифирменные стандарты.

Краткая характеристика:

  • Существуют правовые нормы по импорту товаров [Lei N°8078 ст. 8] и косвенные положения о машинах и компонентах машин [NR12 § 12.134].
  • В настоящее время пока нет обязательной сертификации. В будущем ожидается введение обязательной сертификации для некоторых связанных с безопасностью групп продукции.
  • Сертификаты европейских и американских организаций и ведомств признаются только в рамках соглашений о взаимном признании.
  • Для контроля могут использоваться заводские инспекции (в том числе заранее не согласованные).
  • Действующие международные стандарты могут быть применены только в том случае, если отсутствуют соответствующие национальные стандарты. Некоторые из национальных стандартов содержат более высокие требования, чем международные.
  • Если существует непосредственная высокая опасность для работников, возможен немедленный запрет эксплуатации и реализации этой машины.

Источник:
Брошюра ZVEI: Principles of Market Access in Various Regions of the World (Принципы доступа на рынки в различных регионах мира).

Вернуться вверх

Табличное сравнение различных регионов

Технические условия доступа на рынок для важной электротехнической продукции

ЕвропаСШАКитайБразилия
Обязательная сертификация с маркировкой знаком(-)(+)+(+)
(Практически) монополия сертифицирующего органа-(+)+-
Обязательные заводские инспекции (с последующими инспекциями)(-)(+)+(+)
Возможность охранных прав в стандартах(-)+-(-)
Специальные национальные стандарты вместо международных(-)+(+)(+)
Непризнание результатов контроля-(+)(+)(-)
Публичный «черный список»(-)(+)(+)(-)

Условные обозначения: + применяется / (+) преимущественно применяется / (-) преимущественно не применяется / - не применяется

Источник: ZVEI

Вернуться вверх

Международные учреждения

Функциональная безопасность. Стандарты и директивы

Функциональная безопасность. Стандарты и директивы

За директивы и стандарты в области безопасности отвечают несколько международных учреждений:

«Новая концепция»
Результаты работы трех европейских институтов стандартизации (CEN, CENELEC и ETSI) совместно с Европейской комиссией и EFTA.

Европейский комитет по стандартизации (CEN)
Информация о европейских стандартах, приложениях и разработках.

Европейский комитет по электротехнической стандартизации (CENELEC)
Стандарты для области электротехнической разработки.

Международная организация по стандартизации (ISO)
Международные стандарты для бизнеса, государства и общества.

Международная электротехническая комиссия (МЭК)
Международные стандарты и оценка соответствия для всех электрических, электронных и связанных с ними технологий.

EUR-Lex
Доступ к праву ЕС.

Вернуться вверх

ТОО «ФЕНИКС КОНТАКТ КАЗАХСТАН»

A15M2A8, г. Алматы
Офис 42, ул. Масанчи, 98А
+ 7 727 390 10 61
+ 7 702 000 10 61