|
Achtung:
Übergangsfrist EN 954-1 wurde verlängert!
Der
europäische Maschinenausschuss hat im Dezember 2009 die
Übergangsfrist der EN 954-1 verlängert.
Der Vertreter der EU-Kommission, Mr. Ian Fraser, hat am 23.12.09
mitgeteilt, dass im Europäischen Amtsblatt C 231 vom 29.12.09
eine
Ergänzung zur Be-kanntmachung der Liste der harmonisierten
Normen
vom 18.12.09 veröffentlicht wird.
Darin
wird bekannt gemacht:
Das Ablaufdatum der Konformitätsvermutung der EN 954-1 ist um
zwei Jahre verlängert.
Zu beachten ist laut Hans-J. Ostermann (www.maschinenrichtlinie.de),
dass es bereits Produktnormen gibt, die auf die EN ISO 13849-1
verweisen und andere Produktnormen teilweise hierauf umgestellt wurden.
Für Produkte, die auf diesen Normen basieren, würde
die
Anwendung der alten Norm EN 954-1 dann keine
Konformitätsvermutung mehr auslösen.
Weiterhin
gilt: Die Norm EN 954-1 ist auf neue Technologien nicht anwendbar. Auch
ist nach den allgemeinen Grundsätzen der Maschinenrichtlinie
2006/42/EG der Stand der Technik einzuhalten, den auch die
Marktüberwachungsbehörde bei einer eventuellen
Produktprüfung als Maßstab heranzieht. Maschinen und
Anlagenbauer müssen deshalb selbst prüfen, ob die
alte Norm
EN 954-1 für ihr Produkt den stand der Technik darstellt oder
ob
dieser die EN ISO 13849-1 widerspiegelt.
Finden Sie hier unsere komplete ISO 13849-1 Normen Erklärungen 
|
|
1. Sicherheit von Mensch und Maschine
Die
Anforderungen an die Absicherung von Maschinen haben sich mit
fortschreitender Automatisierung sehr verändert. Früher
wirkten Absicherungen im Arbeitsablauf störend, daher wurde oft
auf Schutzeinrichtungen verzichtet. Heute lassen sich die
Schutzeinrichtungen sehr gut in den Arbeitsprozess integrieren. Aus
diesem Grund sind zuverlässige und in den Arbeitsprozess
integrierte Schutzeinrichtungen unverzichtbar.
2. Europäische Richtlinien
Die Maschinenrichtlinie
Die Maschinenrichtlinie 2006/42/EG richtet sich an Hersteller und
Inverkehrbringer von Maschinen und Geräten. In der
Maschinenrichtlinie werden die aufgaben zur Erfüllung der
Gesundheits- und Sicherheitsanforderungen festgelegt. Hersteller sind
verpflichtet, die geltenden Sicherheitsbestimmungen bereits in der
Konstruktion zu berücksichtigen. Um die Konformität der
Maschine mit der Richtlinie zu dokumentieren, muss der Hersteller das
CE-Zeichen an jeder Maschine sichtbar anbringen und eine
EG-Konformitätserklärung mitliefern.
Sie gilt für die Herstellung von Maschinen sowie für einzeln
in den Verkehr gebrachte Sicherheitsbauteile, aber auch für
gebrauchte Maschinen und Geräte aus Drittländern, die
erstmals im europäischen Wirtschaftsraum in den Verkehr gebracht
werden (z.B. USA/Japan).
Ab dem Stichtag 29.12.2009 ist nur die neue Maschinenrichtlinie 2006/42/EG anzuwenden!
Normen
Eine Norm wird von der Kommission der Europäischen Gemeinschaft an
die entsprechenden Gremien in Auftrag gegeben. Hier werden nun die
technischen Spezifikationen zur Erfüllung der wesentlichen
Sicherheitsanforderungen der richtlinie festgelegt. Sobald sie durch
die Abstimmung angenommen ist, wird die Norm im Amtsblatt der
Europäischen Gemeinschaft veröffentlicht. Erst dann gilt sie
als eine harmonisierte Norm und ersetzt alle nationalen Normen zu
diesem Thema.
3. Die neuen Normen
Um die
Anwendbarkeitsgrenzen der Norm EN 954-1 zu überwinden, sind zwei
neue Normen eingeführt worden. Die EN ISO 13849-1 und die IEC
62061. Beide Normen verbinden die Wahrscheinlichkeit und
deterministische Konzepte miteinander, um dem technologischen
Fortschritt gerecht zu werden.
Bei den Anwendungskriterien haben beide Normen eine reihe von Unterschieden und Überschneidungen.
EN ISO 13849-1:
„Sicherheitsbezogene Teile von Steuerungen-Teil 1 Allgemeine Geltungsleitsätze“
Diese Norm darf auf SRP/CS Sicherheitsbezogene Teile von
Steuerungen und aller Arten von Maschinen, ungeachtet der
verwendeten Technologie und Energie (elektrisch, hydraulisch,
pneumatisch, mechanisch, usw.) angewendet werden.
Die EN ISO 13849-1 stellt auch Anforderungen für SRP/CS mit programmierbaren elektronischen Systemen bereit.
EN IEC 62061
„Funktionale Sicherheit sicherheitsbezogener elektrischer elektronischer und programmierbarer Steuerungssysteme“
Diese Norm legt Anforderungen fest und gibt Empfehlungen für den
Entwurf, die Integration und Validierung von sicherheitsbezogenen
elektrischen, elektronischen und programmierbaren elektronischen
Steuerungssysteme (SRECS) für Maschinen.
Sie legt keine Anforderungen für die Leistungsfähigkeit von
nicht-elektrischen (z.B. hydraulischen, pneumatischen,
elektromechanischen) sicherheitsbezogenen Steuerungselementen für
Maschinen fest.
EN ISO 13849-1 Sicherheitsbezogene Teile von Steuerungen
Die komplexen mathematischen Formeln der
Systemzuverlässigkeitstheorie wurden durch vorausberechnete
Tabellen ersetzt. Einige Konzepte der EN 954 sind beibehalten worden,
d.h. Kategorien, Redundanz, Überwachung. Einige sind modifiziert
worden, d.h. Risikograph, Kategorieauswahl.
Um die Beständigkeit gegen gefährliche Ausfälle zu
bewerten, ist das Konzept der Kategorie durch das des Leistungsgrads
(PL, Performance Level) ersetzt worden; PL ist die Fähigkeit der
sicherheitsbezogenen Teile von Maschinensteuerungssystemen (SPR/CS),
Schutz unter spezifizierten Betriebsbedingungen zu gewährleisten.
Der zur Bewertung des PL des Sicherheitssystems verwendeten Parameter
ist die durchschnittliche Wahrscheinlichkeit eines gefährlichen
Ausfalls pro Stunde. Ein Ausfall wird als gefährlich betrachtet,
wenn er die Schutzfunktion des Systems verhindert, wenn er nicht
ermittelt wird.
Es sind fünf grade vorgesehen, von PLa bis PLe.
Die DIN EN ISO 13849-1 setzt auf den bekannten Kategorien der EN 954-1:
1996 auf. Sie betrachtet nun ebenfalls komplette Sicherheitsfunktionen
mit allen an ihrer Ausführung beteiligten Geräte.
Mit der EN ISO 13849-1 erfolgt über den qualitativen Ansatz der EN
954-1 hinaus auch eine qualitative Betrachtung der
Sicherheitsfunktionen. Aufbauend auf den Kategorien werden hierfür
Performance Level (PL) verwendet.
Für Bauteile/Geräte sind folgende sicherheitstechnische Kenngrößen notwendig:
- PL: Performance Level (a, b, c, d, e)
- MTTFd: Mittlere zeit bis zu einem gefährlichen Ausfall
- B10d: Anzahl der Zyklen bei denen 10%
einer Stichprobe der betrachteten verschleiß behafteten
Komponenten gefährlich ausgefallen sind
- DC: Diagnosedeckungsgrad (en: diagnostic coverage)
- CCF: Ausfall aufgrund gemeinsamer Ursache (en: common cause failure)
- TM: Gebrauchsdauer, Vorgesehener Verwendungszeitraum (en: mission time)
Um einen
bestimmten PL zu beanspruchen, muss zusätzlich zur Berechnung der
durchschnittlichen Wahrscheinlichkeit eines gefährlichen Ausfalls
pro Stunde für das entsprechende Steuerungssystemm auch die
Übereinstimmung mit den durch Normen spezifizierten
Qualitätsanforderungen nachgewiesen werden.
Der errechnete PL
muss Validiert werden, unter Berücksichtigung der Norm EN 13949-2
Sicherheitsbezogene Teile von Steuerungssystemen, Validierung,
definitionsverfahren, tests und analysen zur Bewertung:
- der bereitgestellten Sicherheitsfunktion
- der erreichten Kategorie
- des erreichten Leistungsgrads
4. Bestimmung des sicherheitsbezogenen Elements und Zuteilung des geforderten Leistungsgrads - PLr
Der Planer
des SRP/CS legt für jede bestimmte Sicherheitsfunktion (siehe EN
1050 / EN ISO 14121 Risikobewertung) den Betrag zur Verringerung des
Risikos fest, den es bereit stellen muss.
Wenn mehr als eine sicherheitsbezogene Funktion ermittelt wird, muss für jede Funktion der PLr ermittelt werden.
Risikograph nach EN ISO 13849-1
Risikoparameter:
| S |
Schwere der Verletzung |
| S1 |
leichte (üblicherweise reversible Verletzung) |
| S2 |
ernste (üblicherweise irreversible Verletzung einschließlich Tod) |
| F |
Häufigkeit und/oder Dauer der Gefährdungsexposition |
| F1 |
selten bis weniger häufig und/oder die Zeit der Gefährdungsexposition ist kurz |
| F2 |
häufig bis dauernd und/oder die Zeit der Gefährdungsexposition ist lang |
| P |
Möglichkeit zur Vermeidung der Gefährdung oder Begrenzung des Schadens |
| P1 |
möglich unter bestimmten Bedingungen |
| P2 |
kaum möglich |
Planung des sicherheitsbezogenen Steuersystems und Berechnung des PL
Nach Festlegung des erforderlichen PLr wird ein geeignetes SRP/CS
festgelegt, der sich ergebene PL berechnet und sichergestellt, dass
dieser gleich oder höher als der PLr ist.
Die EN ISO 13849-1 vereinfacht die Berechnung durch eine Tabelle nach
dem Markov-Modell, in der die durchschnittliche Wahrscheinlichkeit
eines gefährlichen Ausfall pro Stunde für verschiedene
Kategoriekombinationen vorausberechnet sind.
MTTFd
(mittlere Zeit jedes Kanals bis zum gefahrbringenden Ausfalls)
|
|
DC
Diagnosedeckungsgrad
|
|
|
|
|
|
| Bezeichnung für jeden Kanal |
Bereich für jeden Kanal |
|
Bezeichnung |
Bereich |
| niedrig |
3 Jahre < MTTFd> 10 Jahre |
|
kein |
DC< 60% |
| mittel |
10 Jahre < MTTFd > 30 Jahre |
|
niedrig |
60%<DC<90% |
| hoch |
30 Jahre < MTTFd> 100 Jahre |
|
mittel |
90%<DC<99% |
|
|
|
hoch |
99%<DC |
Die Kombination aus Kategorie und eingesetztem DCavg wird in sieben Spalten in der Abbildung der Norm EN ISO13849-1 dargestellt.
Legende
| PL |
Performance Level |
 |
MTTFd jedes Kanals = niedrig |
 |
MTTFd jedes Kanals = mittel |
 |
MTTFd jedes Kanals = hoch |
|
|
