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Normen und Richtlinien

EG-Maschinenrichtlinie

Fallen Ihre Produkte in den Anwendungsbereich der Maschinenrichtlinie 2006/42/EG? Sollen sie auf dem europäischen Binnenmarkt in Verkehr gebracht werden? Dann sind dafür die Anforderungen der Maschinenrichtlinie zu beachten.

Nur wenn die Anforderungen umfassend erfüllt sind, ist eine CE-Kennzeichnung der Maschinen zulässig. Im europäischen Wirtschaftsraum ist diese Kennzeichnung erforderlich, um die Maschine uneingeschränkt in Verkehr zu bringen und zu betreiben.

Die Maschinenrichtlinie hat das Ziel, die Anzahl der Unfälle, die beim Umgang mit Maschinen entstehen, zu reduzieren. Deshalb fordert diese Richtlinie, dass der Aspekt der Sicherheit in die Konstruktion und in den Bau von Maschinen einfließt.

Außerdem muss dafür gesorgt werden, dass die in der Maschinenrichtlinie geforderten technischen Unterlagen erstellt werden. An Hand der technischen Unterlagen einer Maschine muss es möglich sein, die Übereinstimmung mit den Anforderungen der Maschinenrichtlinie zu beurteilen.

Der Hersteller einer Maschine oder sein Bevollmächtigter ist für die Erstellung der technischen Dokumente sowie für Einhaltung aller Vorgaben verantwortlich.

Wesentliche Inhalte der Maschinenrichtlinie:

  • Beschreibung des Anwendungsbereichs der Maschinenrichtlinie
  • Abgrenzung zu anderen europäischen Richtlinien
  • Definition von vollständigen und unvollständigen Maschinen
  • Anforderungen an vollständige und unvollständige Maschinen
  • Anforderungen und Maßnahmen zum Inverkehrbringen und zur Inbetriebnahme von Maschinen
  • Bedeutung harmonisierter Normen
  • Konformitätsbewertungsverfahren für Maschinen
  • Verfahren für unvollständige Maschinen
  • CE-Kennzeichnung
  • Grundlegende Sicherheits- und Gesundheitsschutzanforderungen für Konstruktion und Bau von Maschinen
  • Vorgehensweise zur Risikobeurteilung von Maschinen
  • Notwendige technische Dokumentation
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EN-Normen für die Sicherheit an Maschinen

Sicherheitsnormen für Maschinen  

Sicherheitsnormen für Maschinen

Die Maschinenrichtlinie enthält grundlegende Sicherheits- und Gesundheitsschutzanforderungen.
Im dazu gehörigen Amtsblatt der Europäischen Union sind die zur Maschinenrichtlinie harmonisierten Normen aufgeführt.

Eine Maschine entspricht den grundlegenden Sicherheits- und Gesundheitsanforderungen, wenn sie nach diesen harmonisierten Normen hergestellt wurde.

Die EN-Normen werden unterteilt in verschiedene Typen:

  • Typ A – Sicherheitsgrundnorm
  • Typ B – Sicherheitsgruppennorm
  • Typ C – Sicherheitsproduktnorm

 

Unterteilung der EN-Normen

Typ A

Sicherheitsgrundnormen über Grundbegriffe, Gestaltungsleitsätze und allgemeine Aspekte (zum Beispiel Konzeption und Arbeitsweisen), die für alle Maschinen, Geräte und Anlagen gelten.

Typ B

Sicherheitsgruppennormen über einen Sicherheitsaspekt oder eine Art von sicherheitsbedingten Einrichtungen, die für eine ganze Reihe von Maschinen, Geräten und Anlagen verwendet werden können

  • Typ B1 – Spezielle Sicherheitsaspekte wie zum Beispiel Sicherheitsabstände, Grenzwerte für Oberflächen-Temperaturen
  • Typ B2 – Sicherheitsbedingte Einrichtungen wie zum Beispiel Not-Aus oder Zweihandschaltungen

Typ C

Maschinensicherheitsnormen mit detaillierten Sicherheitsanforderungen zu allen signifikanten Gefährdungen für eine bestimmte Maschine oder eine Gruppe von Maschinen. Typ-C-Normen werden auch häufig als Produktnormen bezeichnet.

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Harmonisierte Normen für die funktionale Sicherheit

Vergleich von PL und SIL  

Vergleich von PL und SIL

Speziell für den Maschinenbausektor wurden die EN 62061 und die EN ISO 13849-1 aus der EN 61508 abgeleitet. Diese beiden Normen betrachten speziell die Anforderungen der sicherheitsbezogenen Teile von Steuerungen an Maschinen.

Beide Normen sind zur Maschinenrichtlinie harmonisiert und stellen den Stand der Technik dar. Im Gegensatz zur Vorgängernorm EN 954 können diese Normen auch für komplexe und programmierbare Systeme angewendet werden. Darüber hinaus beinhalten sie alle Aspekte der funktionalen Sicherheit, die aus der EN 61508 abgeleitet wurden. Somit spielen nicht mehr ausschließlich deterministische Aspekte eine Rolle. Weiterhin sind auch die statistischen Ausfallwahrscheinlichkeiten von Systemen sowie organisatorische, fehlervermeidende und fehlererkennende Maßnahmen von Bedeutung.

Das Maß der Sicherheit ist in beiden Normen die Sicherheitsintegrität.

Die EN 62061 verwendet SIL 1 bis SIL 3 und die EN 13849 verwendet PL a bis PL e als diskrete Level für die Sicherheitsintegrität.

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Anwendungsbereiche für EN 62061 und EN ISO 13849-1

Warum gibt es zwei verschiedene Normen für den vermeintlich gleichen Anwendungsbereich? Antworten auf diese Frage finden Sie in dieser Tabelle.

EN 62061EN ISO 13849-1
Einfache elektromechanische Systeme wie Relais oder einfache Elektronik.Einfache elektromechanische Systeme wie Relais oder einfache Elektronik.
Komplexe elektronische Systeme sowie programmierbare Systeme mit allen Architekturen.Komplexe elektronische Systeme sowie programmierbare Systeme mit den vorgesehenen Architekturen.
Die Anforderungen sind spezifisch für elektrische Steuerungssysteme ausgelegt. Trotzdem können der festgelegte Rahmen und die Methodologie bei anderen Technologien angewendet werden.Direkt anwendbar für Technologien außerhalb der Elektrotechnik wie Hydraulik und  Pneumatik.
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Sicherheitsnorm EN ISO 13849-1

Bestimmung des Performance Levels  

Bestimmung des Performance Levels

Die EN ISO 13849-1 beschreibt die Gestaltung sicherheitsbezogener Teile von Steuerungen. Eine wichtige Kenngröße für die Zuverlässigkeit von sicherheitsbezogenen Funktionen ist der Performance Level (PL).

Um das erforderliche PL zu ermitteln, müssen verschiedene Kriterien abgeschätzt werden: das Schadensausmaß, Häufigkeit und Aufenthaltsdauer sowie Möglichkeiten zur Vermeidung der Gefährdung.

Mit dem folgenden Diagramm ermitteln Sie anhand dieser drei Kriterien den erforderlichen Performance Level (PLr).

 

Entwurf und Bestimmung der Steuerungsarchitektur

Der Perfomance Level (PL) des sicherheitsbezogenen Teils einer Steuerung (SRP/CS) wird durch die Abschätzung folgender Parameter bestimmt:

  • Kategorie – ist in der Norm als definierte Struktur vorgegeben
  • Mittlere Zeit bis zu einem gefährlichen Ausfall (MTTFd) – wird vom Komponenten-Hersteller bereitgestellt
  • Diagnostischer Deckungsgrad (DC) – ist aus der Norm zu entnehmen
  • Ausfall in Folge einer gemeinsamen Ursache (CCF) – als Punktesystem nach diversen Kriterien zu ermitteln
  • Erreichter Performance Level (PL) – wird anhand einer Tabelle ermittelt und muss gleich oder größer dem erforderlichen PLr sein
Bestimmung des Performance Levels
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Umsetzung der EN ISO 13849-1

Die EN ISO 13849-1 beschreibt nicht nur den Hardware-Aufbau sicherheitsbezogener Teile einer Steuerung, sondern auch die Software-Gestaltung.

Die Norm stellt Anforderungen an den gesamten Lebenszyklus von Sicherheits-Funktionen und empfiehlt Methoden für die Umsetzung mit konfigurierbaren Sicherheits-Modulen.

Beschreibung Sprache Stand
EN ISO 13849-1 umsetzen [PDF, 0,25 MB]
Hier finden Sie ausführliche Informationen, wie Sie die EN ISO 13849-1 korrekt umsetzen.
deutsch 01.11.2010
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Sicherheitsnorm DIN EN 62061

Bestimmung der  SIL-Klasse  

Bestimmung des Sicherheitsintegritätslevels

Die DIN EN 62061 beschreibt die funktionalen Sicherheitsaspekte sicherheitsbezogener elektrischer, elektronischer und programmierbarer Steuerungssysteme.

Eine wichtige Kenngröße für die Zuverlässigkeit von sicherheitsbezogenen Funktionen ist der Sicherheitsintegritätslevel (SIL).

Um den erforderlichen SIL zu ermitteln, werden verschiedene Kriterien abgeschätzt:

  • Schwere der Verletzungen (S)
  • Häufigkeit und Dauer der Gefährdungsexposition (F)
  • Wahrscheinlichkeit des Auftretens eines gefahrbringenden Ereignisses (W)
  • Möglichkeit zu Vermeidung oder Begrenzung des Schadens (P)

 

Entwurf der Steuerungsarchitektur und Bestimmung der erreichten Leistungsfähigkeit

Die sicherheitstechnische Kenngröße für Teilsysteme ergibt sich aus folgenden Werten:

  • Hardware-Fehlertoleranz (HFT), applikationsspezifisch
  • Anteil sicherer Ausfälle (SFF), Herstellerangabe
  • Diagnosedeckungsgrad (DC), Herstellerangabe oder EN ISO 13849-1
  • Wahrscheinlichkeit eines gefahrbringenden Ausfalls pro Stunde (PFHd), ergibt sich aus den anderen Werten
  • Proof-Test-Intervall oder Gebrauchsdauer, Herstellerangabe/spezifisch
  • Diagnose-Testintervall, applikationsspezifisch
  • Anfälligkeit gegenüber Ausfällen in Folge gemeinsamer Ursache, Herstellerangabe oder EN ISO 13849-1
Bestimmung des Sicherheitsintegritätslevels
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Architektur der Sicherheitsfunktion (SRP/CS, SRECS)

  • SRP/CS (Safety-related part of a control system)
  • SRECS (safety-related electrical control system)
Architektur der Sicherheitsfunktion
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Seminare und Dienstleistungen für die funktionale Sicherheit

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