Auslegung und Validierung sicherer Steuerungen nach EN IS0 13849

Rechtliche und normative Zusammenhänge

• Maschinenrichtlinie: Verpflichtung zu Gefahrenanalyse bzw. Risikobeurteilung
• EN ISO 12100-1, Bild 2: Der 3-stufige iterative Prozess zur ­Risikominderung
• EN ISO 13849-1, Bild 1: Übersicht über die Risikobeurteilung/­Risikominderung durch steuerungstechnische Maßnahmen

EN ISO 13849-1 – Einführung

• Grundsätzliche Anforderungen an die Sicherheit von Steuerungen
• Anforderungen an Steuerungen beim Umbau von Maschinen und Anlagen
• Erläuterung und Vorgehensweise bei der Bestimmung von:
• SIL (Safety Integrity Level)
• PL (Performance Level), PLr
• Kategorie/Struktur einer Steuerung
• MTTFd (Mean Time To Dangereous Failure)
• B10d ( Schaltspielzahl nach welcher 10% der Bauteile ­gefährlich ausgefallen sind)
• PFHD Wert (Probability of Dangereous Failure per Hour)

Sicherheitstechnische Auslegung von Steuerungen

• Zusammenhänge der EN ISO 13849-1 zu
• EN ISO 13850 (Sicherheit von Maschinen – Not-Halt),
• EN 60 204-1 (Sicherheit von Maschinen – Elektrische ­Ausrüstung) und
• EN ISO 13849-2 (Validierung)
• Anforderungen und Auslegung von Sicherheitsfunktionen

Vorstellung eines Anwendungsbeispiels

Steuerungstechnische Überwachung einer Schutztür:

• Gefahrenanalyse/Risikobeurteilung
• Bestimmung des PLr (Risikoparameter zur Bestimmung des erforderlichen Performance Level)
• Auslegung der Steuerung:
• Auswahl und Verschaltung der Sensorik und Aktorik;
• Berechnung des erreichten Performance Levels;
• Schaltungsbeispiele
• Validierung nach EN ISO 13849-2

Einsatz von Software zur Auslegung von Sicherheitssteuerungen nach EN ISO 13849-1

• Beispielberechnung mit SISTEMA, dem kostenloses Software-
  system des IFA (ehemalige Bezeichnung BGIA: Institut für
  Arbeitsschutz der Deutschen Gesetzlichen Unfallversicherung)
• Beschreibung der Schnittstelle zur Gefahrenanalyse bzw. ­Risikobeurteilung von „Safexpert“ zu SISTEMA.

Validierung von Steuerungen

• Inhalt und Aufbau der EN ISO 13849-2 „Validierung“
• FMEA (FehlerMode Effekt Analyse) als Validierungswerkzeug
• Vorstellung eines FMEA-Beispiels
• Typische Realisierungsfehler in Steuerungen,
  z. B. Einsatz von Standardkomponenten

Übungsbeispiele

Sie erarbeiten sicherheitsgerichtete Steuerungsstrukturen und berechnen und analysieren diese anhand der Vorgaben der EN ISO 13849-1 sowie der EN ISO 13849-2. Die jeweiligen Lösungen werden ausführlich diskutiert, um typische Fehler zu analysieren.

Nachfolgende Aufgaben werden hierbei u.a. bearbeitet:

• Erstellung von Blockschaltbildern aus vorhandenen Schaltungen als Grundlage für die Anwendung der EN ISO 13849-1
• Erstellung, Berechnung und Validierung einer typischen ­Stellungsüberwachung von Schutztüren
• Analyse von Schaltungen mit verknüpften Sicherheitsfunktionen (Not-Halt, Stellungsüberwachung)
• Erstellung, Berechnung und Validierung von Steuerungen für die sichere Weg-/Geschwindigkeitserfassung eines elektrischen Antriebes