工业智能自动化机械 安全回路性能等级介绍（PL等级，Sistema报告）
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- 更新时间
- 2026-04-07 08:00
机械设备 安全回路性能等级（Performance Level, PL）的概念、判定方法、常用工具
PL（Performance Level）来自 EN ISO 13849-1标准，是评估机械安全控制系统（特别是安全相关部分，SRP/CS）的能力等级。
它用来衡量：
在需要执行安全功能时，系统能否按预期执行
在可预见的条件下，发生危险故障的概率有多低
PL 等级从低到高为：
PL a < PL b < PL c < PL d < PLe
| PL a | ≥ 10⁻⁵ 且 < 10⁻⁴ | 风险较低 |
| PL b | ≥ 3×10⁻⁶ 且 < 10⁻⁵ | 一般风险 |
| PL c | ≥ 10⁻⁶ 且 < 3×10⁻⁶ | 中等风险 |
| PL d | ≥ 10⁻⁷ 且 < 10⁻⁶ | 较高风险 |
| PL e | ≥ 10⁻⁸ 且 < 10⁻⁷ | 高风险 |
PFHd：Probability of dangerous Failure perHour（每小时危险故障概率）
通常用 EN ISO 13849-1 附录 A 的风险图（Risk Graph）来确定。
风险图考虑三个因素：
S — 危害严重程度
S1：轻伤（可逆）
S2：重伤或死亡（不可逆）
F — 暴露频率
F1：低（偶尔）
F2：高（频繁或长期）
P — 危险可避免的可能性
P1：可能避免
P2：几乎不可避免
按照风险图的路径，就能得出所需 PL（PLr, Required PerformanceLevel）。
需要综合考虑：
结构类别（Category）（B, 1, 2, 3, 4）
MTTFd（平均危险失效时间）
DCavg（诊断覆盖率）
CCF（共因失效防护）
结构类别与 PL 对照（简化版）：
| B | 基本安全原则 | a/b |
| 1 | 高质量元件+基本原则 | c |
| 2 | 定期测试 | c |
| 3 | 冗余+部分诊断 | d |
| 4 | 全冗余+高诊断 | e |
冗余设计（双通道）
诊断功能（交叉检测、反馈回路）
安全继电器或安全PLC
硬件和软件的安全分区
选用 SIL/PL 认证的元件
| SISTEMA（免费，德国 IFA 出品） | 按 EN ISO 13849-1 计算 PL | 支持元件库、图形化建模 |
| PAScal（Pilz） | 计算 PL 和 SIL | 付费，集成元件数据库 |
| Safety Calculator（SICK） | 在线计算 PL | 快速评估 |
| M-Tool Safety（Mitsubishi） | 面向三菱安全控制系统 | 针对自家产品优化 |
Zui常用：
SISTEMA — 免费、官方认可、适合所有厂家产品（出具SISTEMA报告）
PL 来自 EN ISO 13849-1（机械安全）
SIL 来自 IEC 62061（基于 IEC 61508 的机械功能安全）
两者都表示安全功能可靠性等级，可以互相转换（有对应表）
CE 认证中，机械通常用 PL，但如果涉及过程工业控制，可能用 SIL
总结流程图（机械安全回路设计）
用 风险图 → 确定所需 PLr
按 PLr 选择 结构类别 + MTTFd + DCavg
用 SISTEMA 或同类工具 → 验证是否达到
形成安全回路设计文件 → 放入 CE 技术文档
如果你需要的话做：“机械安全回路 PL 等级设计+SISTEMA计算”
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