Normes de sécurité fonctionnelle : CEI 61508, ISO 13849 et CEI 62061

Si vous construisez ou achetez des machines industrielles, les normes de sécurité fonctionnelle auxquelles vous répondez en réalité sont un petit ensemble spécifique : CEI 61508 en tant que parent, et ISO 13849-1 et CEI 62061 comme les deux normes du secteur des machines en dérivent. Cet aperçu cartographie la manière dont elles s'emboîtent, lorsque chacune s'applique, et comment les échelles de niveau de performance (PL) et de niveau d'intégrité de sécurité (SIL) sont liées, sans le détour automobile ISO 26262 qui domine la plupart des résultats de recherche de sécurité et de sécurité fonctionnels.

Ce que signifie réellement la sécurité fonctionnelle (et ce qu'elle ne signifie pas)

La sécurité fonctionnelle est la réduction des risques qui dépend d'un système ou d'un appareil fonctionnant correctement en réponse à ses entrées. Une protection boulonnée sur un point de pincement est une sécurité inhérente, mais un rideau lumineux qui détecte un bras et commande un arrêt est une sécurité fonctionnelle : sa protection n'existe que pendant que le système de contrôle fait activement son travail.

Le Health and Safety Executive du Royaume-Uni le présente comme gérant les systèmes liés à la sécurité tout au long de leur cycle de vie : évaluer le danger et le risque, répartir la réduction des risques requise, spécifier la fonction de sécurité et son intégrité, puis concevoir pour satisfaire à cette spécification (Conseils HSE sur la sécurité fonctionnelle). Le mot clé est fonctionnel.

Qu'est-ce que la sécurité fonctionnelle en termes simples ?

La sécurité fonctionnelle est la branche de la sécurité des machines qui repose sur une boucle de contrôle de sécurité, un capteur, une logique et un élément de commutation final, remplissant une fonction de sécurité définie à la demande. Une clôture gardée fonctionne, que quelque chose soit alimenté ou non ; une fonction de sécurité ne le fait pas. C'est pourquoi ces normes consacrent la plupart de leurs pages au comportement en cas de panne : à quelle fréquence la boucle peut tomber en panne dangereusement et comment les défauts sont détectés avant de vaincre l'ensemble de la fonction.

C'est une idée fausse courante que les bornes sûres marquées par des“CE ou une cote d'entrée élevée signifient qu'une machine est fonctionnellement sûre. Ceux-ci répondent entièrement à différents dangers. La sécurité fonctionnelle consiste à déterminer si le arrête cela se produit quand il le faut.

CEI 61508 : La norme de sécurité fonctionnelle des parents

La norme CEI 61508 est la norme générique, indépendante du secteur, pour la sécurité fonctionnelle des systèmes électriques, électroniques et électroniques programmables (E/E/PE) liés à la sécurité (Aperçu de la sécurité fonctionnelle CEI). Il fait deux choses qui comptent pour tout le monde en aval : il définit le cycle de vie de la sécurité 1999, un chemin structuré allant de l'analyse des dangers au déclassement qui couvre à la fois le matériel et les logiciels d'un système de sécurité pour assurer la sécurité des personnes autour de la machine, et définit le Niveau d'intégrité de la sécurité (SIL 1 à 4) comme mesure de la mesure dans laquelle une fonction de sécurité réduit le risque Presque toutes les normes de sécurité fonctionnelle du secteur, machines incluses, sont une adaptation de la norme CEI 61508 pour son propre monde.

L'échelle d'intégrité est ancrée dans une probabilité de défaillance dangereuse Pour les fonctions à forte demande ou en mode continu, c'est ainsi que se comportent les fonctions de sécurité des machines, SIL est exprimé comme une probabilité de défaillance dangereuse par heure (PFH)_D):

Cette dernière ligne est un point de confusion fréquent : SIL 4 existe dans la CEI 61508 pour les risques de processus catastrophiques et nucléaires, mais il n'est pas utilisé pour la garde des machines Le plafond réaliste pour une fonction de sécurité des machines est SIL 3, ou son équivalent ISO 13849, PL e. Donc si un vendeur vous propose un composant de garde de “SIL 4”, traitez l'étiquette avec suspicion.

L'arbre généalogique standard CEI 61508 : quelle norme s'applique à votre secteur

“Normes de sécurité fonctionnelles” est une expression bondée car la CEI 61508 a engendré une norme fille pour presque toutes les industries La recherche du terme nu fait principalement appel au contenu automobile (ISO 26262), c'est pourquoi tant de constructeurs de machines finissent par lire le mauvais guide La carte ci-dessous achemine chaque secteur vers sa métrique standard et d'intégrité Pour les machines, seules deux lignes comptent, les, ISO 13849-1 et la CEI 62061, mais savoir où se trouvent les autres vous empêche d'importer des hypothèses automobiles ou de processus qui ne s'appliquent pas.

*IEC 62304 est une norme de cycle de vie des logiciels de dispositifs médicaux alignée sur les principes CEI 61508 mais régie par la gestion des risques ISO 14971 et la reconnaissance FDA, liée à la famille plutôt que par une adaptation directe de type machine.

ISO 13849-1 : Niveaux de performance (PL) pour les machines

ISO 13849-1 est la norme de sécurité fonctionnelle des machines qui couvre les parties des systèmes de contrôle liées à la sécurité (SRP/CS) quelle que soit la technologie et l’énergie utilisées 15 électrique, hydraulique, pneumatique ou mécanique Sa sortie est une Niveau de performance, [TRADUCTION], PL a à PL e, où PL e est le plus capable, Fondamentalement, PL est semi-quantitatif: vous combinez une catégorie structurelle (B, 1, 2, 3, 4) avec des entrées quantifiées, temps moyen jusqu'à défaillance dangereuse (MTTF_D), la couverture diagnostique (DC) et la protection contre les défaillances de cause commune (CCF) et lire le PL résultant à partir d'une table de recherche dans ISO 13849-1:2023 Annexe K.

Qu'est-ce qu'un niveau de performance dans la norme ISO 13849 ?

Un niveau de performance est une mesure graduée de la probabilité qu'une fonction de sécurité des machines échoue dangereusement, exprimée par heure et obtenue grâce à une recherche de catégorie plus fiabilité. Chaque niveau correspond à une bande de probabilité de défaillance dangereuse, de PL a (le moins exigeant) à PL e (le plus exigeant).L'évaluation des risques fixe un requis Niveau de performance, PL_r, : pour chaque fonction de sécurité.

Le concepteur doit alors démontrer que le système implémenté atteint au moins ce PL. L'architecture requise monte avec lui, une fonction PL e a presque toujours besoin d'une structure de catégorie 3 ou 4, ce qui signifie des canaux redondants avec surveillance croisée afin qu'un seul défaut ne puisse pas vaincre l'arrêt.

Cet article maintient PL au niveau du paysage La méthode complète Catégorie par Catégorie, MTTF_D bandes, classes DC et le flux de travail SISTEMA utilisé pour calculer un PL, fait l'objet d'une plongée profonde dédiée ISO 13849 Performance Level (PL a, e) dans notre série de normes ; cet aperçu reste au niveau de sélection.

CEI 62061 : Niveaux d'intégrité de sécurité (SIL) pour le contrôle des machines

La CEI 62061 est l'autre norme de sécurité fonctionnelle des machines C'est l'adaptation du secteur des machines de la CEI 61508, et elle nuance une fonction de sécurité en tant que SIL (1 à 3 pour les machines).Historiquement la division propre était “ISO 13849 pour toute technologie, CEI 62061 pour le contrôle électrique et programmable uniquement.” Cette division est désormais dépassée : l'édition 2021 de la CEI 62061 a élargi son champ d'application pour inclure les technologies non électriques et pliée dans la gestion fonctionnelle de la sécurité, et un groupe de travail conjoint ISO/IEC a intégré le choix ISO 13849 Niveau de performance toujours publié.

Où SIL diffère de PL est la méthode : SIL est entièrement quantitatif. Chaque composant entraîne un taux de défaillance et le SIL est calculé directement à partir du PFH résultant_D plutôt que de lire à partir d'une recherche de catégorie L'édition 2021 a également introduit une méthode d'attribution de matrice SIL plus granulaire que la table de l'ISO 13849, ce qui est une raison pratique pour laquelle un concepteur pourrait préférer le 62061 pour une architecture de commande électrique et électronique complexe et lourde en logiciels où la sécurité des logiciels domine l'analyse des défaillances.

Les appareils qui réalisent physiquement ces fonctions sont familiers : interrupteurs de position, commandes bimanuelles, tapis sensibles à la pression, rideaux lumineux de sécurité et les scanners laser côté détection ; relais de sécurité et automates de sécurité côté logique Que vous certifiiez la boucle sous ISO 13849 ou CEI 62061, les mêmes classes matérielles apparaissent, c'est exactement pourquoi le choix de la norme est une décision méthodologique, pas matérielle.

ISO 13849 vs CEI 62061 : Comment choisir (et la fusion qui n'a jamais eu lieu)

Deux normes de machines couvrant le même travail sont véritablement déroutantes, et les constructeurs de machines le ressentent Comme le dit une communauté de la sécurité des machines, de nombreux utilisateurs sont confus par les conseils contradictoires des fournisseurs qui préfèrent une norme à l'autre Donc la première chose à régler est la question que tout le monde pose : ces deux-là ne se sont-ils pas confondus ? ils étaient censés le faire Une norme unifiée, CEI/ISO 17305, « , devait remplacer les deux vers 2017, mais c'était le cas » annulé lors de la plénière d'octobre 2015 de l'ISO/TC 199, ´, car le comite n'a pas pu concilier a temps les differences entre les approches ISO et CEI (ISA, InTech 2016). La fusion n'est pas tant morte que garée, les travaux achevés guident désormais les deux normes sur une voie convergente à travers le groupe de travail conjoint JWG 14.

Pouvez-vous utiliser ISO 13849 et CEI 62061 ensemble ?

Oui, et en pratique de nombreux projets le font, car les deux sont harmonisés à la directive de l'UE sur les machines et la norme ISO/TR 23849 a été rédigée spécifiquement pour guider leur application conjointe, concluant qu'il existe un degré élevé de correspondance entre eux Un modèle commun consiste à concevoir l'architecture globale et la plupart des sous-systèmes selon la norme ISO 13849-1, puis à appliquer la méthode quantitative de la norme CEI 62061 à un sous-système programmable complexe.

Ce que vous ne devez pas faire, c'est mélanger les métriques au sein d'une seule revendication sans les traduire, c'est là que la question de conversion ci-dessous devient critique.

SIL vs PL : La table de conversion tout le monde se trompe

SIL et PL décrivent la même idée, la fiabilité avec laquelle une fonction de sécurité fonctionne, à deux échelles différentes, et les traiter comme identiques est l'erreur de sécurité fonctionnelle de la machine la plus courante. Parce que les deux sont ancrés dans la même probabilité de défaillance dangereuse par heure pour les machines, il existe une correspondance définie, exposée dans le rapport d’orientation ISO/TR23849. Mais c'est conditionnel, pas une traduction de dictionnaire Le passage pour piétons ci-dessous est la référence pratique ; lisez les mises en garde en dessous avant de citer une seule cellule.

De la norme à la conformité : le cycle de vie de la sécurité fonctionnelle des machines

Choisir une norme est le début, pas la finition Les deux ISO 13849 et CEI 62061 marchent le même cycle de vie, un processus de développement axé sur la sécurité, et c'est le cycle de vie, et non le certificat, qu'un auditeur ou un enquêteur sur les accidents examine Les six étapes ci-dessous sont le dos d'un dossier de sécurité fonctionnelle des machines.

Un exemple concret le rend concret Une boucle d'arrêt d'urgence, que la norme ISO 13850 traite comme une mesure de protection complémentaire et non comme une garantie primaire, pourrait être évaluée chez PL_r D. Vous le rencontrez avec une architecture de Catégorie 3 : deux canaux depuis le bouton E-stop en passant par un relais de sécurité guidé par la force jusqu'aux contacteurs, le relais effectuant une surveillance croisée des deux canaux afin qu'un seul contact bloqué soit détecté à la demande suivante Les chiffres de fiabilité de chaque sous-système sont entrés dans la vérification, et l'étape de validation prouve physiquement que l'arrêt se produit C'est aussi pourquoi les dépôts USPTO pour le matériel de sécurité des machines, par exemple un circuit relais de sécurité “modulaire conçu pour satisfaire EN ISO 13849” 13849” « décrire les diagnostics et la surveillance double canal plutôt que de simplement basculer : la norme est cuite dans la conception matérielle.

“Dans le champ, nous voyons la norme traitée comme un exercice de paperasse longtemps après que le matériel est choisi C'est l'inverse Le niveau de performance requis décide de l'architecture, l'architecture décide quel capteur et relais vous pouvez utiliser, et seulement alors le câblage suit-il Obtenir cet ordre erroné et le certificat sur la boîte ne vous sauvera pas dans la validation.”

Pour les constructeurs de machines sélectionnant des composants par rapport à un PL ou un SIL cible, notre solutions de sécurité industrielle aperçu et le guide de sélection des rideaux lumineux de sécurité mappez des sous-systèmes spécifiques à l’architecture qu’ils prennent en charge.

Ce qui change : le journal des changements de normes de sécurité des machines 20232027

Le paysage de la sécurité fonctionnelle des machines est au milieu de sa plus grande mise à jour depuis une décennie, et deux des dates sont des délais difficiles Si vous faites référence à une norme ou une directive datant de 2015 dans un dossier de conception de 2026, vous êtes déjà en retard Voici le journal des changements qui compte, recoupé avec le courant ISO 13849-1:2023 listing.

Two points are worth flagging because secondary summaries get them wrong. First, ISO 13849-2:2012, the validation standard, is still current and has a draft revision underway; the 2023 Part 1 expanded its validation guidance but did not retire Part 2. Second, “machinery functional safety now includes cybersecurity” is a half-truth: the standards reference security and hand the detail to IEC TR 63074, while the EU regulation makes cyber-risk assessment a legal expectation from 2027. The practical action for anyone planning a 2026–2027 machine: re-check that your harmonized-standard references and your conformity route are built on the current editions, and add a cyber-risk line to your safety file now rather than retrofitting it later. Independent market researchers expect functional safety spending to keep climbing, on the order of a 7–8% annual growth rate through the early 2030s, precisely because regulation and connectivity are pulling these requirements into more machines.

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