Sicherheit von Maschinensteuerungen

Die Sicherheit des Bedieners hängt  insbesondere bei komplexen Maschinen von der Zuverlässigkeit der Steuerung ab. Grundlage der Bewertung der Sicherheit komplexer Maschinensteuerungen ist die Norm DIN EN ISO 13849-1. Das Institut für Arbeitsschutz der DGUV (IFA) stellt für deren Anwendung zum Download zur Verfügung:

• den BGIA-Report 2/2008 „Funktionale Sicherheit von Maschinensteuerungen – Anwendung der DIN EN ISO 13849-1“
• den Software-Assistenten SISTEMA
• die SISTEMA-Kochbücher
• eine PLC-Drehscheibe zur Ermittlung von Performance Levels für Steuerungen
• Fachveröffentlichungen zu Spezialthemen (z. B. Überlagerung von Gefährdungen, Einsatz von Standardkomponenten)

BGIA-Report 2/2008

Die praktische Anwendung der Norm steht im Mittelpunkt des BGIA-Report 2/2008 „Funktionale Sicherheit von Maschinensteuerungen – Anwendung der DIN EN ISO 13849“. Er ist als Lehrbuch und Nachschlagewerk geschrieben. Von der Risikobewertung der Steuerung bis zum detaillierten Nachweis der Sicherheit der Maschinensteuerung ist alles im Report enthalten – unterstützt durch viele anwendungsbezogene Beispiele. Dabei werden die einzelnen erforderlichen Schritte systematisch erklärt. Auch die nicht quantifizierbaren Aspekte wie Fehlervermeidung bei der Entwicklung und in der Software werden ausführlich erläutert. In der Praxis erarbeitete Erweiterungen und Hilfen ergänzen die ausführliche Aufbereitung der Norminhalte. 37 detailliert beschriebene und mit SISTEMA berechnete Beispiele unterschiedlichster Steuerungsanwendungen vervollständigen den Report.

SISTEMA

Das PC-Programm „SISTEMA“ (Sicherheit von Steuerungen an Maschinen) bildet alle Aspekte des normativ beschriebenen Rechenverfahrens zur Ermittlung der Ausfallwahrscheinlichkeit von Steuerungen übersichtlich ab. In SISTEMA sind alle Daten hinterlegt, die dem Anwender helfen, die für eine Steuerung wichtigen Parameter auszuwählen und zu verwalten. SISTEMA bietet eine intuitive Bedienung: Wizard-, Hilfe- und Reportfunktionen erleichtern Bedienung und Dokumentation der Eingaben.

SISTEMA-Kochbücher

Um die Anwendung der DIN EN ISO 13849-1 mit der SISTEMA-Software zu vereinfachen, steht die offene Reihe der SISTEMA-Kochbücher zur Verfügung. Sie wird sukzessive ergänzt. Die Kochbücher beschreiben die vorbereitenden Schritte bis zur Eingabe von Daten in SISTEMA und informieren über besondere technische Aspekte der SISTEMA-Software. 

PLC-Drehscheibe

Zur Bestimmung des Performance Levels (PL) von sicherheitsbezogenen Maschinensteuerungen entwickelte das IFA gemeinsam mit dem Zentralverband Elektrotechnik- und Elektronikindustrie (ZVEI) und dem Verband Deutscher Maschinen und Anlagenbau - VDMA  eine praktisch handhabbare Drehscheibe. Durch Einstellung von nur wenigen Parametern können die mittlere Ausfallwahrscheinlichkeit und der PL ermittelt werden.

Hintergrund: DIN EN ISO 13849-1

Die normativen Anforderungen an sicherheitsbezogene Maschinensteuerungen sind in der zuständigen Sicherheitsnorm DIN EN ISO 13849 (vorher DIN EN 954) sehr detailliert festgeschrieben. Der erste Teil „Sicherheit von Maschinen – Sicherheitsbezogene Teile von Steuerungen – Teil 1: Allgemeine Gestaltungsleitsätze“ wurde nach zehnjähriger erfolgreicher Anwendung einer grundsätzlichen Revision unterzogen und 2007 neu veröffentlicht. Dabei sind bewährte Anforderungen wie die Einteilung in fünf über die Struktur definierte Steuerungskategorien zusammen mit einer mathematischen Abschätzung der Ausfallwahrscheinlichkeit in das neue Konzept der so genannten Performance Level (PL) eingeflossen. Auch wenn weitgehend auf die bewährten Kategorien und Sicherheitsprinzipien aufgebaut wurde, ist die Bewertung von Maschinensteuerungen durch die Revision nicht einfacher geworden. Die inhaltliche Modernisierung berücksichtigt außerdem neue Technologien wie Elektronik und Software. Deshalb benötigen Industrie und Prüfstellen für die Umsetzung der neuen Konzepte praktische Interpretations- und Anwendungshilfen.

Die Revision der DIN EN ISO 13849-1 wurde maßgeblich vom IFA gestaltet. Dadurch konnte die umfangreiche Erfahrung aus Forschung und Produktprüfungen erfolgreich in die Normung zurückgespeist werden. Umgekehrt konnten durch die enge Mitarbeit die wesentlichen Normänderungen schon frühzeitig in Form von Veröffentlichungen vermittelt werden. Die nun fertiggestellten kostenlosen IFA-Hilfen begleiten den Normanwender (kleine und mittelständische Betriebe, Hersteller und Betreiber von Sicherheitskomponenten und Maschinen, Prüfstellen, Präventionsabteilungen der Unfallversicherungsträger) sowohl beim Einstieg in die neuen Inhalte, als auch bei der täglichen Bewertung konkreter Konzepte.