Umstellung der sicherheitstechnischen Normen Die EN ISO 13849 als Chance nutzen

Autor / Redakteur: Carsten Gregorius / Dipl. -Ing. Ines Stotz

Am 31. Dezember 2011 erlischt die Konformitätsvermutung für die bekannte Norm EN 954-1. Der Nachfolge-Standard EN ISO 13849, der neben den bislang üblichen deterministischen Aspekten quantitative Methoden respektive systematische Ansätze zur Beurteilung der funktionalen Sicherheit enthält, wird bereits von einigen Maschinen- und Anlagenbauern umgesetzt. Mit seinem Produkt- und Dienstleistungs-Portfolio zeigt Phoenix Contact die Chancen der neuen Norm hinsichtlich der sicherheitstechnischen Bewertung von Maschinen auf.

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Die EN ISO 13849 zählt zu den wichtigsten Normen im Bereich der Maschinensicherheit. Fast jeder Hersteller von Sicherheitsbauteilen und Maschinen ist von den sich aus ihr ergebenden Konsequenzen betroffen.
Die EN ISO 13849 zählt zu den wichtigsten Normen im Bereich der Maschinensicherheit. Fast jeder Hersteller von Sicherheitsbauteilen und Maschinen ist von den sich aus ihr ergebenden Konsequenzen betroffen.
( Archiv: Vogel Business Media )

Die Einhaltung aller relevanten, also auch der sicherheitstechnischen Normen und Standards ist ein wesentlicher Erfolgsfaktor für weltweit tätige Unternehmen. Aufgrund der immer komplexeren Fertigungsanlagen fordern die Endanwender neben der einfachen Bedienung der Applikation eine umfassende Unterstützung durch den Hersteller. Die Safety-Spezialisten von Phoenix Contact helfen den Maschinen-Konstrukteuren deshalb bei der Realisierung ihrer Lösungen auf Basis der neuesten Sicherheitsstandards. Die Umstellung der EN 954-1 auf die EN ISO 13849 verdeutlicht, dass hier ein strukturiertes Vorgehen unter Berücksichtigung der auf dem Markt verfügbaren Tools unabdingbar ist. Bei konsequenter Nutzung ergeben sich so Optimierungspotentiale, die die EN 954-1 wegen der starren Kategorien nicht kennt.

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Umfassende Produkt-Bibliothek für Sistema

Der kostenfrei erhältliche Software-Assistent Sistema bietet sich zur Bewertung sicherheitsbezogener Maschinensteuerungen gemäß EN ISO 13849 an. Das auf Windows basierende Tool mit integriertem Wizard bildet die Struktur der sicherheitsbezogenen Steuerungsteile (SRP/CS – Safety-Related Parts of a Control System) auf Grundlage der so genannten vorgesehenen Architekturen nach. Außerdem werden Zuverlässigkeitswerte auf verschiedenen Detail-Ebenen inklusive des erreichten Performance Level (PL) berechnet. Auf diese Weise kann der Anwender die Risikoparameter zur Bestimmung des erforderlichen Performance Level (PLr), die Kategorie, Maßnahmen gegen Fehler gemeinsamer Ursache (CCF) bei mehrkanaligen Systemen, die mittlere Bauteilgüte (MTTFd) sowie die mittlere Testqualität (DCavg) von Bauelementen oder Blöcken Schritt für Schritt erfassen. Um ihn hierbei optimal zu unterstützen, stellt Phoenix Contact eine Produkt-Bibliothek für Sistema zur Verfügung. Zu jedem Gerät des Safety-Portfolios sind sämtliche sicherheitsrelevanten Parameter hinterlegt, sodass der Anwender einen schnellen Zugriff auf alle benötigten Daten hat, die in die Bewertung der einzelnen Sicherheitsfunktionen einfließen müssen. Mit Sistema und der Produkt-Bibliothek von Phoenix Contact ist er somit in der Lage, komplette Sicherheitsfunktionen vom Sensor über die Logik bis zum Aktor zu verifizieren. Die entsprechende Dokumentation wird parallel durchgeführt.

Über iTunes ist zudem eine App zur EN ISO 13849 erhältlich, die folgende Funktionen bietet:

Beurteilung der Maschine:

  • Anhand einer Checkliste wird die Einhaltung der wesentlichen Anforderungen der Maschinenrichtlinie überprüft und eventuelle Unklarheiten aufgedeckt. Dabei gibt es zu jeder Frage eine Informationsseite mit detaillierten Erläuterungen.
  • Beispielhafte Ermittlung des erforderlichen PL mit dem Risikographen für Sicherheitsfunktionen gemäß EN ISO 13849-1;
  • Beispielhafte Berechnung des MTTFd-Wertes gemäß EN ISO 13849-1, also der Zeit bis zum Gefahr bringenden Ausfall von sicherheitsbezogenen Teilen einer Steuerung.

Strukturierte Umsetzung der sicherheitsgerichteten Anwendung

Zur Vereinfachung lässt sich der Prozess zur Umsetzung einer sicherheitsgerichteten Anwendung in verschiedene Schritte unterteilen:

Definition der Sicherheitsfunktion

Aus der Risikobeurteilung leitet sich im ersten Schritt die Notwendigkeit einer steuerungstechnischen Maßnahme ab, um das Risiko zu reduzieren. Dies kann zum Beispiel eine Schutztür sein, die den Roboter beim Öffnen in den sicheren Halt überführt. Die Definition der Sicherheitsfunktion ist folglich ein wichtiger Schritt im Gestaltungsprozess.

Bestimmung des PLr

Im nächsten Schritt wird für die zuvor festgelegte Sicherheitsfunktion anhand des Risikographen sowie unter Beachtung verschiedener Parameter der erforderliche Performance Level PLr definiert. Da an einer Maschine in der Regel mehrere Sicherheitsfunktionen zu bewerten sind, kann es auch unterschiedliche PLr geben. Die je nach Risikohöhe gestaffelten Performance Level a bis e sind direkt an PFHd-Werte gekoppelt, die es je Sicherheitsfunktion zu erreichen gilt. Dabei handelt es sich um die Wahrscheinlichkeit eines gefährlichen Ausfalls je Stunde.

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