Funktionale Sicherheit Technik − kurz und bündig
Funktionale Sicherheit in der Bewegungssteuerung: Normen, Prozesse und Begriffe: maxon unterstützt die Kunden bei der Festlegung geeigneter Massnahmen zur funktionalen Sicherheit in der spezifischen Anwendung unter Berücksichtigung der dabei geltenden Normen.
Grundlegende Terminologien und Definition der funktionalen Sicherheit für Maschinen – DIN EN IEC 61508 – EN ISO 13849
Sicherheitsrelevante Antriebe – DIN EN 61800-5-2 Sicherheitsrelevante Steuerungssysteme
Anwendungsspezifische Sicherheitsanforderungen der
Kundenapplikation – E.g. ISO 3691-4
– EN ISO 13849 – EN 62061-1/2
Zwei Prozesse, die die Definition geeigneter Architekturen für funktionale Sicherheit unterstützen, sind die Risikobewertung sowie die Festlegung des Sicherheitsintegritätslevels oder Performance Levels. Die erforderliche Sicherheitsleistung hängt vom Risiko und somit von der Anwendung ab.
Risikobewertungsprozess (EN ISO 13849-1) EN ISO 13849-1 konzentriert sich auf die sicherheitsbezoge- nen Teile von Steuerungen (SRP/CS) für Maschinen. Der Risiko- bewertungsprozess bestimmt den erforderlichen Performance Level (PLr) für jede Sicherheitsfunktion. Dieser basiert auf der Schwere des potenziellen Schadens und der Wahrscheinlichkeit seines Eintretens. Die Schritte sind: 1. Identifikation der Gefahren und Sicherheitsfunktionen. 2. Bewertung der Risikoparameter für jede Gefahr. 3. Bestimmung des erforderlichen Performance Levels (PLr). 4. Entwurf und Überprüfung des sicherheitsbezogenen Steue- rungssystems. Sicherheitsintegritätslevel (SIL) vs. Performance Level (PL) Während die Normen IEC 61508 und IEC 62061 zur Klassifizierung des erforderlichen Sicherheitsniveaus den Begriff Sicherheitsinte- gritätslevel verwenden, wird in ISO 13849 der Begriff Performance Level verwendet. Auch wenn die Normen nicht dieselben Begriffe verwenden, lassen sich die Auswirkungen wie in der folgenden Tabelle dargestellt abbilden und vergleichen.
PL r
Risikobeurteilung Zur Berechnung des erforderlichen Performance Levels (PLr) S Schwere der Verletzung S1 Gering (in der Regel reversible Verletzung) S2 Schwer (in der Regel irreversible Verletzung oder Tod) F Häufigkeit und/oder Dauer der Gefährdung F1 Selten bis gelegentlich und/oder kurze Expositionsdauer F2 Häufig bis kontinuierlich und/oder lange Expositionsdauer P Möglichkeit zur Vermeidung der Gefährdung oder zur Begrenzung des Schadens P1 Unter bestimmten Bedingungen möglich P2 Kaum möglich
Low risk
a
P1 P2 P1 P2 P1 P2 P1 P2
F1
b
F2
S1
c
S2
F1
d
F2
e
High risk
10-4 10-5 3*10-6 10-6
PL r PL r PL r PL r PL r
a b c d
Nicht mehr als ein gefährlicher Ausfall der Sicherheitsfunktion innerhalb von 10 Jahren
SIL 1
Nicht mehr als ein gefährlicher Ausfall der Sicherheitsfunktion innerhalb von 100 Jahren
SIL 2
10-7 10-8
e
SIL 3
PFH D = Wahrscheinlichkeit eines gefährlichen Ausfalls pro Stunde Nicht mehr als ein gefährlicher Ausfall der Sicherheitsfunktion innerhalb von 1000 Jahren
PFH D = nimmt ab
Begriffserklärung Basic Functional Safety:
Advanced Functional Safety: Umfasst eine Reihe von komplexeren Funk- tionen für die funktional sichere Bewe- gungssteuerung (Safe Motion), die sensor- basiert einen dynamischen Schutz bieten.
Beispiele hierfür sind: – SLS – Safe Limited Speed – SS1 / SS2 – Safe Stop 1 & Safe Stop 2 – SOS – Safe Operating Stop – SDI – Safe Direction
Umfasst grundlegende Sicherheitsfunkti- onen wie STO (Safe Torque Off) und SBC (Safe Brake Control) zum sicheren Abschal- ten von Antrieben.
– SMS – Safe Maximum Speed – SSM – Safe Speed Monitor – SLP – Safe Limited Position – SLT – Safe Limited Torque – SBT – Safe Brake Test
Safe Operating Stop (SOS)
Safe Limited Speed (SLS)
Safe Torque Off (STO)
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