Sicherheitsbezogene Teile von Steuerungen

Status:

abgeschlossen 09/2007

Zielsetzung:

Das Verfahren zur Bewertung sicherheitsbezogener Steuerungen nach der Überarbeitung der übergeordneten Maschinennorm EN ISO 13849-1 "Sicherheit von Maschinen - Sicherheitsbezogene Teile von Steuerungen - Teil 1: Allgemeine Gestaltungsleitsätze" ist deutlich aufwendiger geworden. Zur bereits vor der Überarbeitung erforderlichen Bestimmung der sogenannten Kategorie (Struktur, Redundanzen, Tests) kommt nun die Bewertung von Bauteilzuverlässigkeit (MTTF_d), Testgüte (DC) und Widerstandsfähigkeit gegen Fehler gemeinsamer Ursache (CCF) hinzu. Daher besteht bei den zukünftigen Anwendern ein großer Beratungsbedarf. Speziell der Transfer eines technischen Steuerungsplans (Schaltplan, Stromlaufplan) in ein logisches Blockdiagramm ist erläuterungsbedürftig. Als Anwenderhilfe werden daher die neuen Methoden anhand einer Vielzahl beispielhafter Sicherheitssteuerungen unterschiedlicher Technologien beschrieben. Die Beispiele schaffen einen umfangreichen Fundus für Beratungen, Seminare und Veröffentlichungen. Dabei werden bestehende, auf den Markt verfügbare Lösungen an den neuen Norminhalten gespiegelt.

Aktivitäten/Methoden:

Zunächst wurde in Kooperation mit der Industrie und Fachausschüssen eine Recherche über typische moderne Steuerungsarchitekturen im Maschinenbau vorgenommen. Daraus wurden ca. 30 bis 40 typische Steuerungslösungen ausgewählt. Für diese wurden Prinzipschaltbilder mit einer Funktionsbeschreibung erstellt. Darauf aufbauend werden die einzelnen Schritte bei der Bestimmung des sogenannten Performance Levels (PL) der EN ISO 13849-1 illustriert. Die beispielhaft ausgewählten Sicherheitssteuerungen umfassen alle Sicherheitsniveaus (Performance Level a bis e) und alle Steuerungstechnologien (Mechanik, Hydraulik, Pneumatik, Elektrik, Elektronik und programmierbare Elektronik) umfassen. Auch die Kombination von Steuerungsteilen unterschiedlicher Kategorie oder Technologie und die dazu gehörige Bestimmung des Gesamt-Performance-Levels werden mit diesen Beispielen vermittelt.

Ergebnisse:

Eine Sichtung des BGIA-Reports 6/97 ergab, dass 25 Steuerungsbeispiele weiterhin praxisrelevant sind. Diese wurden übernommen und grundsätzlich überarbeitet. Zusätzlich wurden in Abstimmung mit Fachausschüssen und Herstellern 12 neue Schaltungsbeispiele ausgewählt. Die gesammelten Beispiele decken ein weites Spektum von sicherheitsbezogenen Maschinensteuerungen im Feld ab. Für jedes Schaltungsbeispiel wurden folgende Informationen aufbereitet: ein Prinzipschaltplan mit den sicherheitstechnisch wesentlichen Komponenten, die Definition der Sicherheitsfunktion, eine Funktionsbeschreibung, die wesentlichen konstruktiven Merkmale, Bemerkungen zum Einsatz und weiterführende Literaturhinweise. Zusätzlich wurde ausführlich auf den neuen Aspekt der Quantifizierung der Ausfallwahrscheinlichkeit eingegangen, die auf den Parametern Struktur (Kategorie), Bauteilzuverlässigkeit (MTTF_d), Testung (DC) und Maßnahmen gegen Ausfälle infolge gemeinsamer Ursache (CCF) basiert. Dieses Thema wird zusätzlich illustriert durch die Abbildung eines sicherheitsbezogenen Blockdiagramms und eines Bildschirmfotos der BGIA-Software SISTEMA, die die Berechnung unterstützt. Mit diesen 37 branchenübergreifenden Beispielen, die alle in den neuen BGIA-Report zu sicherheitsbezogenen Maschinensteuerungen eingehen, steht dem Berufsgenossenschaftlichen Institut für Arbeitsschutz - BGIA und den Berufsgenossenschaftlichen Fachausschüssen ein umfangreiches Schulungs- und Beratungsmaterial zur Verfügung. Damit wird die Anwendung aller in der Norm genannten Verfahren in der Praxis gezeigt, z. B. hinsichtlich der Besonderheiten der verschiedenen Technologien. Einzelne Beispiele wurden bereits in verschiedenen Vorträgen verwendet.

Weitere Informationen:

Stand: