Neue NORMalität ab Dezember

Sicherheitstechnik/Sensor

Maschinensicherheit - Eine neue Produktbibliothek hilft bei der Anwendung der Norm EN ISO 13849-1, die ab dem 29. Dezember 2009 jeden Hersteller betrifft.

26. Februar 2009

Am 29. Dezember 2009 wird bei der sicherheitstechnischen Bewertung von Maschinen und Anlagen vieles anders. Denn die Übergangsfrist für die Konformitätsvermutung der Norm EN 954-1 läuft dann aus. An ihre Stelle tritt mit der EN ISO 13849-1 eine Norm, die neben den bislang üblichen deterministischen Aspekten jetzt auch quantitative Methoden und Kriterien zum Beurteilen der funktionalen Sicherheit berücksichtigt. Praktisch jeder Hersteller von Maschinen und Sicherheitsbauteilen wird von ihren Konsequenzen betroffen sein. Das Berufsgenossenschaftliche Institut für Arbeitsschutz hat für die neue Bewertung den kostenlos erhältlichen Software-Assistenten Sistema (Sicherheit von Steuerungen an Maschinen), entwickelt. Passend dazu hat der Waldkirchner Spezialist für Sicherheitstechnik Sick eine Produktbibliothek geschaffen. Außerdem verfolgt Sick ein ganzheitliches Sicherheitsdenken und bietet Dienstleistungen zum Thema Sicherheit an.

Neue Produktbibliothek

Um die Chancen, die die neue Normenlage bieten wird, schon frühzeitig zu erkennen und konstruktiv umzusetzen, hat sich die Schuler-Gruppe, einer der weltweit größten Pressenhersteller mit Hauptsitz in Göppingen, für einen pragmatischen Weg entschieden. Gemeinsam mit den Experten von Sick absolvierten die Mitarbeiter an den einzelnen Konzernstandorten ein kompaktes Trainingsprogramm zu den Neuerungen. Im Rahmen mehrerer Workshops erarbeiteten sich die Schuler-Mitarbeiter anhand spezifischer Pressenapplikationen und ihrem sicherheitstechnischen Abgleich den Einstieg in den neuen Parameter Performance Level der EN ISO 13849-1. Dass die EN ISO 13849-1 die EN-954-1 ablöst, ist eine Folge der technischen Innovationen. Bei der Nachfolgenorm EN ISO 13849-1 finden sich die fünf Steuerungskategorien der EN 954-1 – B, 1, 2, 3 und 4 – jetzt mit erweiterten Inhalten in den fünf neuen sogenannten Performance Levels (PL) der EN ISO 13849-1 wieder – von »a« für niedrig bis »e« für hoch.

Fünf Performance Levels

Ein PL beschreibt die Fähigkeit des sicherheitsbezogenen Teils einer Maschinensteuerung, eine Sicherheitsfunktion auszuführen, um die erwartete Risikoverringerung zu erreichen. Die Einordnung in den entsprechenden PL erfolgt anhand der sogenannten Designated Architectures, also »Vorgesehenen Architekturen«. Hierbei handelt es sich um verschiedene modelltypische, vorausberechnete Strukturen sicherheitsbezogener Teile von Steuerungen. Die Vorgesehenen Architekturen stellen eine Beziehung zwischen den bisherigen Steuerungskategorien der EN 954-1, den neuen Kriterien MTTFd und DC und den neuen Performance Levels (PL) der EN ISO 13849-1 dar. Zum Beispiel erlangt eine Sicherheitssteuerung den hohen PL »e«, wenn sie in die Kategorie 4 eingruppiert würde und über einen hohen MTTFd und einen hohen DC verfügt. Doch zurück zu Schuler: Die Konstrukteure aus den unterschiedlichen Fachabteilungen untersuchten gemeinsam mit den Sick-Experten, welche Einflüsse sich auf die verschiedenen Sicherheitsfunktionen wie Stößelverriegelung, Greiferschienenabsicherung oder aber auch Geschwindigkeitsüberwachung im Einrichtbetrieb ergaben. Dabei benutzten sie den Software-Assistenten Sistema und die von Sick speziell dafür entwickelte Produktbibliothek. Die Software unterstützt die Bewertung von sicherheitsbezogenen Maschinensteuerungen nach EN ISO 13849. Das Windows-Tool mit integriertem Wizard bildet die Struktur der sicherheitsbezoge-nen Steuerungsteile (SRP/CS, Safety-Related Parts of a Control System) auf der Basis der Vorgesehenen Architekturen nach und berechnet die Zuverlässigkeitswerte auf den verschiedenen Detailebenen einschließlich des erreichten Performance Level (PL). Schritt für Schritt konnten die Schuler-Mitarbeiter so die Risikoparameter zur Bestimmung des erforderlichen Performance Level (PLr), die Kategorie, die Maßnahmen gegen Fehler gemeinsamer Ursache (CCF) bei mehrkanaligen Systemen, die mittlere Bauteilgüte (MTTFd) und den durchschnittlichen Diagnose-Deckungsgrad (DCavg) von Bauelementen und Blöcken erfassen. Aus der Produktbibliothek entnahmen sie dabei für jedes Produkt des sicherheitstechnischen Portfolios alle sicherheitsrelevanten Parameter wie PL, PFHD (Wahrscheinlichkeit eines gefährlichen Ausfalls pro Stunde), Kategorie, B10d (Schaltspielzahl, bei der statistisch gesehen 10 % der Stichprobe ausfallen) sowie die zulässige Einsatzdauer.

Wichtigste Neuerung

Der Workshop bei Schuler offenbarte beim zeitlichen Aufwand, der mit der neuen Norm verbunden ist, interessante Ergebnisse: Bei Verwendung von »vor-zertifizierten« Sicherheitsblöcken, wie z.B. Lichtgittern, ist die Verifizierung der Sicherheitsfunktionen einfach und zeitsparend. Denn der Hersteller hat bereits die Berechnung vorgenommen. Bei diskreten Komponenten wie beispielsweise Ventilen und Schutztürverriegelungen muss der Anwender jedoch klar strukturiert vorgehen, um zum Ziel zu gelangen. Denn hier muss er die Berechnung und Verifizierung noch selbst vornehmen, zum Beispiel mit Hilfe von Sistema. Hierbei muss besonderes Augenmerk auf die optimale Zerlegung einer Sicherheitsfunktion in Teilsysteme gelegt werden.

Gleichzeitig wurden in den praxisnahen Workshops zwei Dinge deutlich: Zum einen ist heute noch nicht jeder Hersteller in der Lage, die für die normgerechte Verifizierung notwendigen sicherheitstechnischen Kenngrößen für seine Produkte bereitzustellen. Zum anderen wird zukünftig wohl kein Anwender mehr um den Einsatz des Software-Tools Sistema herum kommen: Die EN ISO 13849-1 zählt zu den wichtigsten Normungsvorhaben im Bereich der Maschinensicherheit in den letzten Jahren.

Carsten Gregorius, Sick/aru

Fakten

- Sick zählt als Hersteller von Sensoren und Sensorlösungen für industrielle Anwendungen weltweit zu den Technologie- und Marktführern in der Fabrik- und Prozessautomation.

- Das 1946 gegründete Unternehmen ist mit fast 50 nationalen und internationalen Tochtergesellschaften, zahlreichen Vertretungen sowie Beteiligungen rund um den Globus präsent. Sick beschäftigt weltweit über 4.700 Mitarbeiter und erwirtschaftete im Jahr 2007 einen Umsatz von 707,5 Mio. Euro.

Erschienen in Ausgabe: 01/2009