EN ISO 13849-1 : 2015 / 제어 시스템의 안전 관련 부품

EN ISO 13849-1: 제어 시스템 안전 가이드

Control Safety

SRP/CS란?
PLr 결정
4대 요소
Category

ISO 13849-1:2015

제어 시스템의 안전 관련 부품

Safety-Related Parts of Control Systems

기계 안전의 핵심은 신뢰성입니다.

SRP/CS가 고장 나더라도 안전 기능이 유지되도록 설계하고 검증하는 표준입니다.

SRP/CS의 개념

입력부터 출력까지의 안전 체인

입력 (Input)
센서, 비상 정지 버튼, 라이트 커튼

로직 (Logic)
안전 PLC, 안전 릴레이, 컨트롤러

출력 (Output)
MC(전자접촉기), 밸브, 모터 드라이브

이 전체 체인의 신뢰성 수준을 **PL (Performance Level)**이라 하며,

PL a (낮음) 부터 PL e (매우 높음) 까지 5단계로 구분합니다.

PLr 결정 (위험성 그래프)

필요한 안전 등급(Required PL)을 산출하는 과정

S (Severity of injury) - 상해 심각도

S1: 가벼운 상해 (일반적으로 회복 가능)
S2: 심각한 상해 (회복 불가능, 절단, 사망)

F (Frequency/Exposure) - 노출 빈도

F1: 드물게 노출 (짧은 시간)
F2: 빈번하게 또는 지속적으로 노출

P (Possibility of avoidance) - 회피 가능성

P1: 특정 조건 하에서 회피 가능 (느린 속도 등)
P2: 회피 불가능 (거의 불가능)

결정 예시

S1 (찰과상)
→
PL a ~ b

S2 + F1 + P1 (골절 가능, 가끔, 피할 수 있음)
→
PL c

S2 + F2 + P2 (사망 위험, 자주, 못 피함)
→
PL e

산업용 로봇은 일반적으로 S2-F2-P1 수준으로 간주되어 최소 PL d가 요구됩니다.

PL 달성을 위한 4대 요소

PL 등급은 다음 4가지 요소의 조합으로 결정됩니다.

1. Category (구조)

Architecture

시스템이 단일 채널인지 이중 채널(이중화)인지 결정합니다.

Cat B, 1: 단일 채널
Cat 2: 단일 채널 + 테스트
Cat 3, 4: 이중 채널 (Redundancy)

2. MTTFd (평균 위험 고장 시간)

Reliability

부품의 품질입니다. 얼마나 오래 고장 없이 버티는지 나타냅니다.

Low (310년)
Medium (1030년)
High (30~100년)

3. DC (진단 커버리지)

Diagnostic

고장을 스스로 얼마나 잘 찾아내는지 비율(%)입니다.

None (< 60%)
Low (60% ~ 90%)
Medium (90% ~ 99%)
High (> 99%)

4. CCF (공통 원인 고장)

Immunity

두 채널이 동시에 고장 나게 하는 원인(온도, 노이즈, 설계 오류)을 방지하는 설계 점수입니다.

65점 이상 필수

Category 상세 분류

시스템 아키텍처의 핵심

Category
구조 (Architecture)
특징 및 동작
달성 가능 PL

Cat B
단일 채널 (Single)
고장 발생 시 안전 기능 상실. (가장 기본)
PL b

Cat 1
단일 채널 (Single)
Cat B보다 신뢰성 높은 부품 사용. 고장 시 안전 기능 상실 가능.
PL c

Cat 2
단일 + 테스트 (Test)
주기적으로 자가 진단(Check)을 수행하여 고장 발견 시 경고.
PL d

Cat 3
이중 채널 (Redundancy)

단일 고장(Single Fault)이 발생해도 안전 기능 유지.

※ 로봇 안전의 표준 요구사항

PL d ~ e

Cat 4
이중 채널 + 감지
단일 고장 허용 + 고장이 축적되어도 안전 기능 유지. (최고 등급)
PL e

Standard Reference

EN ISO 13849-1:2015 Safety of machinery - Safety-related parts of control systems

Designed for Safety Engineers