Einbindung und Validierung von Sicherheitsfunktionen (SRASW) (eBook)

Funktionale Sicherheit in Theorie und Praxis beispielhaft erklärt

Marco Wiechetek-Linné (Autor)

eBook Download: EPUB

2023 | 1. Auflage
268 Seiten
tredition (Verlag)
9783347986459 (ISBN)

Infos

Dieses Buch widmet sich der funktionalen Sicherheit im Maschinenbau und legt einen besonderen Schwerpunkt auf die praktische Anwendung der Normen DIN EN ISO 13849-1 und DIN EN ISO 13849-2. Es bietet dem Leser einen fundierten Leitfaden für das Maschinenbau-Design, bezüglich des Aufbaus von Sicherheitsfunktionen. Der Leser wird durch die grundlegenden Prinzipien der funktionalen Sicherheit geführt und erhält detaillierte Einblicke in die Anwendung relevanter Normen im Bereich des Maschinenbaus. Das Buch beginnt mit einer Einführung in die Grundlagen der funktionalen Sicherheit, erläutert die Bedeutung von Sicherheitsfunktionen und führt den Leser durch die rechtlichen Rahmenbedingungen und Normen, insbesondere die DIN EN ISO 13849-1 und DIN EN ISO 13849-2. Es behandelt den gesamten Prozess des Maschinenbau-Designs mit einem Fokus auf dem Aufbau von Sicherheitsfunktionen gemäß den genannten Normen. Es wird ein praxisnahes Beispiel präsentiert, um dem Leser dabei zu helfen, die Konzepte in praktischer Anwendungen zu verstehen. Das Buch bietet auch Hilfestellung zur Durchführung von Risikobewertungen, Umsetzung und Validierung sicherheitsrelevanter Steuerungssysteme und geht über die bloße Vermittlung von Informationen hinaus. Es hebt sich durch die Bereitstellung zusätzlicher Materialien wie Übungen, Aufgaben, Fallstudien und Zusatzdokumente ab. Diese ergänzenden Ressourcen dienen dazu, das Verständnis der Leser zu vertiefen und das Lernen durch praktische Anwendungen zu fördern. Diese Ressourcen fördern nicht nur ein tiefgehendes Verständnis, sondern ermöglichen es den Lesern auch, das erworbene Wissen aktiv anzuwenden. Diese ganzheitliche Herangehensweise macht ein Fachbuch zu einem effektiven Werkzeug für anspruchsvolles und praxisnahes Lernen. Zusammenfassend bietet das Buch einen praxisnahen Leitfaden für diejenigen, die im Maschinenbau mit funktionaler Sicherheit arbeiten. Es vermittelt nicht nur Wissen über Normen, sondern befähigt die Leser auch, dieses Wissen erfolgreich in ihrer täglichen Arbeit anzuwenden.

Textauszug

2 Grundsätze der Maschinensicherheit

Um die grundlegenden Sicherheits- und Gesundheitsschutzanforderungen des Anhangs III der Verordnung (EU) 2023/1230 umsetzen zu können, wurde in Europa ein umfangreiches Normennetzwerk etabliert. Dieses Netzwerk umfasst mehrere Normen unterschiedlicher Wichtung zu verschiedenen Kerngebieten. So befassen sich einige Normen mit der Analyse und Einstufung von Risiken und andere wiederum mit spezifischen Designanforderungen bestimmter Systeme und Komponenten. Im weiteren Verlauf soll der Zusammenhang dieser Hierarchie des europäischen Normenwerkes für Sicherheit von Maschinen näher beschrieben und besonders in Bezug auf die Einbindung und Validierung von Sicherheitsfunktionen (SRASW) näher betrachtet werden.

2.1 Europäisches Normenwerk zur Sicherheit von Maschinen

In den vergangenen Jahren ist es zu einigen Veränderungen in den jeweiligen staatlichen Normen der Länder gekommen. So wurde unter anderem die nationalstaatliche Normung in Bezug zur Sicherheit von Maschinen in der EU eingestellt.9 Diese Einstellung bewirkt, dass die bisherigen nationalen Normen durch die europäischen Normen abgelöst werden. Deren Inhalt wird dabei unverändert übernommen. Alle nationalen Normen, die den Inhalten der europäischen Gemeinschaft (EG)-Normen entgegenstehen bzw. mit ihnen konkurrieren, werden daher zurückgezogen. Um eine einheitliche Grundlage zu schaffen, werden diese Sicherheitsnormen weltweit auf der Ebene der international organization for standardization (internationale Normierungsorganisation) (ISO) und auf der Ebene der international electrotechnical commission (IEC) erarbeitet und in Deutschland unter der Bezeichnung DIN EN ISO… veröffentlicht. Es gibt einen fließenden Übergang von Normen zwischen den Ländern, wodurch eine direkte Überführung einer ISONorm in die europäische Norm (EN) ermöglicht wird. Im Anschluss kann diese dann dem deutschen Institut für Normung e. V. (DIN) als Vorschlag zu einer deutschen Norm eingereicht werden, wodurch sich Parallelen in den Normen ergeben können.

Dabei gilt es im Einzelnen zwischen den EG-Richtlinien, Gesetzen und Normen zu differenzieren. Inhaltlich sind diese wie folgt zu unterscheiden:

• EG-Richtlinien

…definieren die Schutzziele und sind kein geltendes Recht.

…sind im Gegensatz zu den EG-Richtlinien die Umsetzung der EG-Richtlinien in national geltendes Recht. Die Umsetzung der EG-Richtlinien (Maschinen- und Gerätesicherheit) erfolgt in Deutschland über das Geräte- und Produktsicherheitsgesetz. Dieses bildet die Grundlage für den Erlass von Verordnungen, wie z.B die Niederspannungsverordnung, die Maschinenverordnung oder die Richtlinie für die elektromagnetische Verträglichkeit (EMV).

…und deren Einhaltung sind vom Gesetzgeber nicht vorgeschrieben. Es kann vorkommen, dass Normen zum Bestandteil von Verträgen zwischen Käufer und Hersteller einer Anlage gemacht werden. Des Weiteren darf bei Einhaltung bestimmter Normen angenommen werden, dass betreffende Schutzziele der EG-Richtlinie eingehalten wurden und somit erfüllt sind.

Normen konkretisieren die abstrakt formulierten Schutzziele und können dabei hilfreich sein, die Konformität mit den Richtlinien nachzuweisen (Konformitätsvermutung). Auch wenn für Normen kein Anwendungszwang besteht, sind diese doch so auszuwählen und anzuwenden, dass mittels der in den Normen beschriebenen Maßnahmen die Schutzziele der Richtlinien an dem betreffenden Produkt umgesetzt wurden.

Grundsätzlich wird bei der Einteilung von Normen zur Maschinensicherheit zwischen drei Arten unterschieden. Das sind die sogenannten Typ-A-Normen, Typ-B-Normen und die Typ-C-Normen. Je nach Wichtung sind diese unterschiedlich einzuordnen. Die Abbildung 2 stellt dabei deren Einteilung grafisch dar.

Abbildung 2: Hierarchie des europäischen Normenwerkes für Sicherheit von Maschinen10

Typ-A-Normen

Bei den Typ-A-Normen handelt es sich um sogenannte Sicherheitsgrundnormen. Typ-A-Normen enthalten Grundbegriffe, Gestaltungsgrundsätze und allgemeine Aspekte, die für alle Maschinen einzuhalten sind. Ein Beispiel für die Typ-A-Norm ist die DIN EN ISO 12100 (Sicherheit von Maschinen – Allgemeine Gestaltungsleitsätze).

Typ-B-Normen

Typ-B-Normen sind europäische Sicherheitsgruppennormen, die auf die unterschiedlichen Maschinengruppen anzuwenden sind. Liegt keine Produktnorm für eine Maschinenbeurteilung vor, so können Typ-B-Normen für diese Betrachtung herangezogen werden. Dabei gilt es zwischen den sogenannten Typ-B1-Normen (Betrachtung der übergeordneten Sicherheitsaspekte, z. B. Sicherheitsabstände, Oberflächentemperatur, Lärm) und den Typ-B2-Normen (Normen für Sicherheitseinrichtungen, z. B. Zweihandschaltungen, Verriegelungseinrichtungen, druckempfindliche Schutzeinrichtungen, trennende Schutzeinrichtungen, Not-Halt-Taster) zu unterscheiden. Sollte keine Typ-C-Norm für die einzelne Maschinenart vorliegen, hat der Maschinenkonstrukteur selbst, basierend auf einer Risikobeurteilung, die Höhe der mit den von der Maschine ausgehenden Gefährdungen verbundenen Risiken abzuschätzen und geeignete Maßnahmen zur Risikoverminderung zu ergreifen. Diese müssen entsprechend geprüft und dokumentiert werden. Beispiele für Typ-B-Normen sind die DIN EN ISO 13849-1/2 (Gestaltungsleitsätze zur Erstellung von sicherheitsbezogenen Teilen von Steuerungen); die DIN EN 60204-1 (Sicherheit von Maschinen – Elektrische Ausrüstung von Maschinen) und die DIN EN 62061 (Funktionale Sicherheit sicherheitsbezogener elektrischer, elektronischer und programmierbarer elektronischer Steuerungssysteme).

Typ-C-Normen

Typ-C-Normen sind spezifische Produktnormen für die Maschinensicherheit. Sie liefern detaillierte Sicherheitsanforderungen an eine bestimmte Maschine oder eine Gattung von Maschinen. Sind diese vollständig umgesetzt, ist davon auszugehen, dass die grundlegenden Sicherheits- und Gesundheitsanforderungen des Anhangs III der Verordnung (EU) 2023/1230 an den betreffenden Maschinen oder dazugehörigen Produkten konstruktiv eingehalten wurden. Typ-C-Normen haben gegenüber den anderen Normen (Typ-A und Typ-B) Vorrang. Ein Beispiel für eine solche Typ-C-Norm ist die DIN EN 619 (Stetigförderer und Systeme).

2.2 Verhältnis relevanter Sicherheitsnormen zum Entwurf sicherheitsbezogener elektrischer Steuerungen

Betrachtet man den Zusammenhang relevanter Sicherheitsnormen zum Entwurf sicherheitsbezogener elektrischer Steuerungen, so kann man feststellen, dass derzeit von zwei grundlegenden Sicherheitsnormen ausgegangen werden kann. Dies ist zum einen die DIN EN 61508 – Funktionale Sicherheit sicherheitsbezogener elektrischer / elektronischer / programmierbarer elektronischer Systeme und zum anderen die DIN EN ISO 12100 – Sicherheit von Maschinen (Grundlagen, allgemeine Grundleitsätze).

Der grundlegende Unterschied zwischen diesen beiden Normen ist, dass die DIN EN 61508 nicht zu den harmonisierten Normen gehört. Damit besitzt sie bei Anwendung auch keine Vermutungswirksamkeit und ist somit eine Norm vorrangig für elektrische / elektronische / programmierbar elektronische Systeme (E/E/PES). Des Weiteren befasst sich die DIN EN 61508 mit der Bestimmung des sogenannten safety integrity level (Sicherheits-Integritätslevel) (SIL). Er kann welcher zur Auslegung von sicherheitsbezogenen elektrischen / elektronischen / programmierbarer elektronischer Systeme benutzt werden. Dargestellt wird dies in der Abbildung 3:

Abbildung 3: Verhältnis relevanter Sicherheitsnormen11

Um diesem Sachverhalt entgegenzuwirken, wurde auf Basis der im Februar 2007 zurückgerufenen EN 954, die DIN EN ISO 13849 generiert. Diese besteht aus zwei Teilen und bezieht sich unter anderem im ersten Teil, auf die allgemeinen Gestaltungsleitsätze sicherheitsbezogener Teile von Steuerungen und im zweiten Teil auf deren Validierung. Neben der DIN EN ISO 13849 befasst sich ebenfalls die DIN EN 62061 mit der Gestaltung und Auslegung sicherheitsbezogener Teile von Steuerungen und deren Validierung. Wo liegt der Unterschied zwischen der DIN EN ISO 13849 und der DIN EN 62061? Der Unterschied liegt im Anwendungsbereich begründet. Je nach Technologiezusammenhang kann die DIN EN 62061 oder die DIN EN ISO 13849 angewendet werden. Folgende sechs Kerngebiete sind für sicherheitsrelevante Steuerungen im Maschinenbau signifikant:

All diese Kerngebiete können durch die zwei Teile der DIN EN ISO 13849-1/2 abgedeckt werden, wo hingegen die DIN EN 62061 sich im Wesentlichen nur auf die Kerngebiete Elektrik, Elektronik und programmierbare Elektronik beschränkt.

Dies ändert sich jedoch mit der Norm IEC 62061:2021. In dieser werden erstmals Maßnahmen zur Verfügung gestellt, die es erlauben, Teilsysteme in den Kerngebieten der Hydraulik, Pneumatik und der Mechanik zu bewerten....

Produkt-Details

• Erscheint lt. Verlag: 24.7.2023
• Verlagsort: Ahrensburg
• Sprache: deutsch
• Themenwelt: Technik ► Bauwesen
• Themenwelt: Technik ► Maschinenbau
• Schlagworte: 2013 • 2021 • 2023 • Absatz • Anforderungen • BER • Bestimmte • bietet • Darstellung • DIN EN ISO 13849-1 • DIN EN ISO 13849-2 • eigene • einzelnen • erreichen • folgenden • Funktionale Sicherheit • ger • Her • hrung • Informationen • Lich • Maschinenbau • NDE • Nnen • Risikobeurteilung • SCH • Seite • Sicherheit • Sicherheitskonzept • Siehe • Steuerungssysteme • Systems • Teil • Teile • Vgl • Weitere • Zeit
• ISBN-13: 9783347986459 / 9783347986459