一、为什么写这个

在工厂里，你一定听过这些话：

• "这个急停回路要达到 PLd"
• "安全光幕要选 PLe 级别的"
  "这个回路的 PL 不够，得改"

每次听到这些，设备部门和安全部门就开始扯皮：设备供应商说"我们已经是 PLd 了"，安全部门说"你那个不够"——吵了半天，发现两个人说的根本不是同一个东西。

PL 和 PLr 是机械安全领域最容易混淆的两个概念，也是机械安全标准 ISO 13849-1 里最核心的概念。

二、先说清楚两个概念

2.1 什么是 PL（Performance Level）

PL 是设备的实际安全性能水平——指的是一个安全回路实际能达到的安全可靠程度，是结果，是设备做好之后通过计算或测试验证出来的。

PL 分为 5 个等级，从低到高：

记住：PL 是做出来的。

2.2 什么是 PLr（Performance Level required）

PLr 是安全回路必须达到的最低性能水平——这是设计目标，在设计之前根据风险评估确定。

PL（实际） ≥ PLr（要求） = 合规

PL（实际） < PLr（要求） = 不合规，必须改进

三、怎么确定 PLr

3.1 风险评估决定 PLr

PLr 是通过风险评估确定的，根据 ISO 13849-1 的三个因素：

• 伤害的严重程度




• S1：轻微
  S2：严重 (如不可逆的伤害和死亡)

• 频率和/ 或暴露于危险的时间

• F1：很少至不经常和/ 或暴露时间较短
  F2：频繁至连续和/ 或暴露时间较长

• 避免危险或限制伤害的 可能性

• P1：在特定条件下有可能
  P2：几乎不可能

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3.2 风险图表（简化版）

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严重程度 S	暴露频率 F	避免可能性 P	PLr 要求
S1	F1	P1	PL a
S1	F1	P2	PL a
S1	F2	P1	PL b
S2	F1	P1	PL b
S1	F2	P2	PL c
S2	F1	P2	PL c
S2	F2	P1	PL d
S2	F2	P2	PL e

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四、PL 和 PLr 的关系

• 4.1 一个比喻
  

• PLr 像是"考试及格线"——60分及格，PLr = PLc 就是及格线为 PLc。
  

• PL 像是"考试成绩"——你这次考了 85 分，PL = PLd。
  

• 考试成绩 ≥ 及格线 = 合格。
  

• 4.2 实际应用举例
  

• 场景一：冲压机
  

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• 风险评估：S2 + F2 + A2 → PLr = PLe
• 安全回路实际性能：双通道冗余 + 诊断，PL = PLe
• 结论：PL ≥ PLr，合格

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场景二：木工平刨

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• 风险评估：S2 + F2 + A1 → PLr = PLd
• 现有安全回路：单通道老式继电器，PL = PLc
• 结论：PL < PLr，不合格，必须改进

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五、PL 怎么计算

• 5.1 三个关键因素
  

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1. MTTFd（平均危险失效时间）

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等级	MTTFd 范围
低	3年 ≤ MTTFd < 10年
中	10年 ≤ MTTFd < 30年
高	30年 ≤ MTTFd < 100年

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2. DC（诊断覆盖率）

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DC 等级	DC 范围	说明
无	DC = 0%	没有诊断
低	60% ≤ DC < 90%	简单诊断
中	90% ≤ DC < 99%	标准诊断
高	99% ≤ DC	高级诊断

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3. CCF（共因失效）——同一个原因导致两个通道同时失效，要求 CCF > 65%。

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5.2 PL 计算表（简化版）

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MTTFd	DC	CCF > 65%	架构	PL 结果
低	无	是	单通道	PL a
低	低	是	单通道	PL b
中	低	是	单通道	PL c
中	中	是	单通道	PL d
高	中	是	单通道	PL d
高	中	是	双通道	PL e
高	高	是	双通道	PL e

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六、PL 和 SIL 是什么关系

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对比项	PL	SIL
来源标准	ISO 13849-1	IEC 62061
全称	Performance Level	Safety Integrity Level
领域	机械安全	过程工业/电气安全
最高等级	PLe	SIL 3

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PL 等级	SIL 等级	PFHD（每小时危险失效概率）
PL c	SIL 1	≥ 10⁻⁵ to < 10⁻⁴
PL d	SIL 2	≥ 10⁻⁶ to < 10⁻⁵
PL e	SIL 3	≥ 10⁻⁷ to < 10⁻⁶

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七、常见误区

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误区	真相
"PL 是选出来的"	PL 是计算/验证出来的，不是选出来的
"PLd 等于 SIL 2，混用无所谓"	PL 和 SIL 是不同体系，不能直接互换
"全部上 PL e，百分之百安全"	PLr 是底线，达到即可，超过是浪费
"三年前 PL 认证，现在还在有效期"	回路变更后必须重新验证

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八、总结

• 1. PLr 是目标，PL 是结果。 PLr 是设计前根据风险评估确定的最低要求，PL 是回路设计完成后的实际性能。PL ≥ PLr = 合规。
  

• 2. 风险评估是确定 PLr 的唯一方法。 不是看别人用什么，不是看供应商说什么，是严格按照 ISO 13849-1 的风险图表评估出来的。
  

• 3. PL 是算出来的，不是选出来的。 用 PLd 的组件搭出来的回路不一定是 PLd，必须通过计算或测试验证。
  

• 4. PL 和 SIL 是两个体系。 可以近似对应，但不能混用。
  

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