Funktionale Sicherheit


Performance Level in der Funktionalen Sicherheit

Die Sicherheit von Maschinensteuerungen ist ein zentraler Aspekt in der industriellen Produktion. Die Norm DIN EN ISO 13849-1 bildet die Grundlage für die Bewertung der Sicherheit und Zuverlässigkeit komplexer Maschinensteuerungen. Diese Norm legt allgemeine Gestaltungsleitsätze für sicherheitsbezogene Teile von Steuerungen fest und ist auf sicherheitsbezogene Teile von Steuerungen (SRP/CS; Safety Related Parts of a Control System) anzuwenden, unabhängig von der verwendeten Technologie und Energie.

Ein wesentlicher Bestandteil der Maschinenrichtlinie (MRL) und der neuen Maschinenverordnung (MVO) in Europa ist die Norm EN ISO 13849-1. Sie befasst sich mit der Zuordnung von Risiken zu den erforderlichen Performance Levels anhand eines Graphen und legt spezielle Anforderungen für sicherheitsbezogene Teile von Steuerungen (SRP/CS) fest. Diese Norm ist entscheidend für die Sicherheit von Maschinen und gewährleistet, dass alle sicherheitsrelevanten Anforderungen systematisch und normkonform spezifiziert werden. Die Norm ersetzt die ältere Norm EN 954-1. Im Gegensatz zur älteren EN 954-1 implementiert sie neue Bewertungsansätze für den Performance Level, um den modernen Technologien gerecht zu werden.

FUNKTIONALE SICHERHEIT FÜR MASCHINEN UND ANLAGEN – SICHERHEITSBEZOGENE TEILE VON STEUERUNGEN – EN ISO 13849

Wir begleiten Sie durch den gesamten Prozess der funktionalen Sicherheit, um maximale Betriebssicherheit und die Einhaltung aller relevanten Normen für Ihre Maschine zu gewährleisten. Ein zentraler Bestandteil dieses Prozesses ist die Erstellung einer detaillierten Safety Requirement Specification (SRS) gemäß den Anforderungen der Norm.

Funktionale Sicherheit
Funktionale Sicherheit

Die SRS bildet die Grundlage für die Definition und Dokumentation aller sicherheitsrelevanten Funktionen sowie der zugehörigen Software. Sie wird basierend auf der Norm entwickelt und stellt sicher, dass sämtliche sicherheitsrelevanten Anforderungen systematisch und normkonform spezifiziert werden. Embedded Software (SRESW) ist meistens für die Hersteller von Komponenten relevant. Jedoch auch die sicherheitsbezogene Anwendungssoftware (SRASW) spielt eine entscheidende Rolle im Sicherheitslebenszyklus von Maschinen, da sie die Implementierung und Einhaltung der sicherheitsrelevanten Anforderungen ermöglicht. Als Grundstein dazu ist der erste Schritt zu einer sicheren Maschine eine präzise und fundierte SRS.

LEIMKÜHLER Safety Services​

Ihr Ansprechpartner:​

Markus Becker​
Functional Safety Technican,​
Laserschutzbeauftragter

Markus Becker
Jetzt Kontakt aufnehmen Merkblatt zur CE-Kennzeichnung​

Unsere SRS-Dienstleistung – Sicherheit auf den Punkt gebracht​

Wir unterstützen Sie bei der Erstellung einer detaillierten und normkonformen SRS, die alle wesentlichen Sicherheitsfunktionen Ihrer Maschine dokumentiert. Folgende Kriterien werden dabei unter anderem berücksichtigt:​​

  • Nummer der Sicherheitsfunktion: Jede Funktion wird eindeutig identifiziert und nummeriert.​
  • Bezeichnung: Klare Benennung jeder Sicherheitsfunktion zur einfachen Zuordnung.​
  • Auslösendes Ereignis: Definition der Ereignisse, die die Sicherheitsfunktion aktivieren.​
  • Reaktion: Beschreibung der Reaktionen, die beim Auftreten eines sicherheitsrelevanten Ereignisses erfolgen.​
  • Sicherer Zustand: Festlegung des sicheren Zustands, in den die Maschine gebracht wird.​
  • Beschreibung der Funktion: Detaillierte Beschreibung der Funktionsweise zur Nachvollziehbarkeit.​
  • Einstufung des erforderlichen Performance Level (PLr): Bewertung des erforderlichen Performance Levels für jede Sicherheitsfunktion gemäß der Risikobeurteilung nach EN ISO 13849, um die erforderliche Performance zu bestimmen. Dabei wird die „Sicherheit von Maschinen – sicherheitsbezogene Steuerungen“ gemäß der Norm DIN EN ISO 13849-1 berücksichtigt, um praktische Hilfen zur Umsetzung und Bewertung sicherheitsbezogener Funktionen in der Industrie zu bieten.

Ihre Vorteile mit unserer Safety Requirement Specification​

Mit unserer SRS legen Sie den Grundstein für die sichere und normgerechte Umsetzung Ihrer Maschinenfunktionen:​

  • Klarheit und Struktur: ​Alle sicherheitsrelevanten Anforderungen werden strukturiert und detailliert erfasst, sodass Ihre Sicherheitsstrategie vollständig dokumentiert ist.​
  • Normgerechte Umsetzung: ​Die SRS erfüllt die Anforderungen an funktionale Sicherheit und bietet praktische Hilfen zur Umsetzung und Bewertung sicherheitsbezogener Funktionen.​
  • Effiziente Planung: ​Eine klare SRS erleichtert die spätere Implementierung und Prüfung der Sicherheitsfunktionen und reduziert Abstimmungsaufwand.​
  • Höchste Sicherheit für Anwender: ​Durch präzise definierte Sicherheitsfunktionen und Reaktionen erhöhen Sie die Betriebssicherheit und schützen Anwender vor Gefährdungen.​

Zusammenfassung Safety Requirement Specification​

Unsere Leistungen umfassen:​

  • ​Erstellung einer vollständigen SRS, basierend auf den Ergebnissen der Risikobeurteilung​
  • Definition und Dokumentation aller sicherheitsrelevanten Kriterien, inklusive des erforderlichen Performance Level (PLr) der sicherheitsbezogenen Teile von Steuerungen
  • Beratung zur optimalen Umsetzung und Integration der Sicherheitsfunktionen​
  • Erstellung eines normkonformen und verständlichen Dokuments zur Vorlage bei Prüfstellen oder Kunden​

​Sichern Sie die Funktionalität und Sicherheit Ihrer Maschinen durch eine professionelle Safety Requirement Specification!

Sicherheitsbezogene Steuerungen

Sicherheitsbezogene Steuerungen sind ein unverzichtbarer Bestandteil von Maschinen und Anlagen, da sie die Sicherheit von Menschen und Maschinen gewährleisten. Die Norm DIN EN ISO 13849-1 legt spezielle Anforderungen für die sicherheitsbezogenen Teile von Steuerungen fest, um die Sicherheit von Maschinen und Anlagen zu gewährleisten.

Diese Steuerungen müssen den Anforderungen der Norm DIN EN ISO 13849-1 entsprechen. Dies umfasst die Bewertung von Sicherheitsfunktionen mittels struktureller und statistischer Methoden sowie die Zuordnung von Risiken zu den erforderlichen Performance Levels anhand eines Graphen. Durch die Einhaltung dieser Norm wird sichergestellt, dass sicherheitsbezogene Steuerungen zuverlässig funktionieren und die erforderliche Sicherheit bieten.

Kostenfreie PDF-Checkliste zur Funktionalen Sicherheit

Optimiere deinen Prozess zur funktionalen Sicherheit nach EN ISO 13849 mit unserer kostenfreien PDF-Checkliste.

Checkliste zur Funktionalen Sicherheit

Verifikation der funktionalen Sicherheit nach EN ISO 13849 ​

​Die funktionale Sicherheit ist ein wesentlicher Bestandteil der und muss den Anforderungen der EN ISO 13849 entsprechen. Unsere Dienstleistung zur Verifikation stellt sicher, dass alle sicherheitsrelevanten Funktionen Ihrer Maschinen normgerecht geprüft und dokumentiert sind.

Mit unserer Verifikation können Sie sich auf eine fachkundige Bewertung und normkonforme Nachweisführung verlassen.

Unsere Verifikationsleistungen – Sistema

Im Rahmen der Verifikation erstellen wir die sicherheitsgerichteten Blockschaltbilder, die alle relevanten Sicherheitsfunktionen und –eingebundenen Komponenten übersichtlich darstellen. Diese Blockschaltbilder sind essenziell für die Dokumentation und Veranschaulichung gemäß Norm.

Diese Blockschaltbilder bieten eine klare Übersicht über den Aufbau und die Funktionsweise der Sicherheitskreise und sind eine grundlegende Voraussetzung für die Verifikation.

Anschließend erfolgt die detaillierte Überprüfung und Berechnung der Sicherheitsanforderungen mithilfe der Sistema-Software. Sistema ermöglicht die systematische Berechnung und Bewertung der Sicherheitsfunktionen und liefert verlässliche Nachweise über die Erfüllung des geforderten Performance Levels (PL) der Steuerung.

Funktionale Sicherheit Sistema Report
Sistema-Report/Sistema-Bericht
Sistema-Projekt, Übersicht Sicherheitsfunktion Funktionale Sicherheit
Sistema-Projekt, Übersicht Sicherheitsfunktion

Ihre Vorteile durch die Verifikation funktionaler Sicherheit​

Mit unserer Verifikation erhalten Sie eine umfassende und verlässliche Prüfung der Sicherheitsfunktionen Ihrer Maschinen:​

  • Transparente Darstellung: Sicherheitsgerichtete Blockschaltbilder bieten eine klare Übersicht und fördern das Verständnis der Sicherheitskreise.​
  • Normgerechte Verifikation: ​Die Verifikation erfolgt strikt nach den Vorgaben der EN ISO 13849 und dokumentiert die Erfüllung aller geforderten Sicherheitsstandards.​
  • Effiziente Berechnung mit Sistema: ​Durch den Einsatz der bewährten Sistema-Software erhalten Sie eine präzise und vollständige Berechnung des Performance Levels (PL) für jede Sicherheitsfunktion.​
  • Sichere Nachweisführung: ​Alle Sicherheitsnachweise sind übersichtlich dokumentiert und können als Nachweis für Prüfstellen, Kunden und Zertifizierungsstellen genutzt werden.​

Zusammenfassung Verifikation nach EN ISO 13849​-1

​​Unser Team begleitet Sie professionell durch den gesamten Verifikationsprozess der funktionalen Sicherheit. Wir bieten Ihnen:​​

  • Erstellung und Dokumentation sicherheitsgerichteter Blockschaltbilder​
  • Verifikation des Performance Levels mit Sistema​
  • Detaillierte Dokumentation aller sicherheitsrelevanten Nachweise im Kontext der Sicherheit von Maschinen – sicherheitsbezogene Anforderungen gemäß DIN EN ISO 13849-1​
  • Beratung und Unterstützung bei Fragen zur funktionalen Sicherheit und zur Einhaltung der EN ISO 13849​

​Setzen Sie auf unsere Expertise und Erfahrung in der funktionalen Sicherheit – für eine sichere und verlässliche Verifikation Ihrer Maschinen!​

Performance Level und Berechnung mit Sistema

Der Performance Level (PL) ist ein Maß für die Sicherheit von Steuerungssystemen und spielt eine zentrale Rolle in der Norm DIN EN ISO 13849-1, welche die Anforderungen beschreibt. Diese Norm legt spezielle Anforderungen für die Berechnung des Performance Levels fest. Die Berechnung des Performance Levels wird durch die Steuerungskategorien (B, 1, 2, 3, 4), die MTTF-Werte (Mean Time To Failure = mittlere Zeit bis zum gefahrbringenden Ausfall) und die Werte für den Diagnosedeckungsgrad (DC) bestimmt.

Die Norm EN ISO 13849-1 befasst sich mit der Bewertung von Sicherheitsfunktionen mittels struktureller und statistischer Methoden. Die Performance Level sind ein wesentlicher Bestandteil dieser Bewertung. Durch die Einhaltung der speziellen Anforderungen für die Berechnung des Performance Levels wird die Sicherheit von Maschinen und Anlagen gewährleistet. Dies stellt sicher, dass alle sicherheitsrelevanten Funktionen zuverlässig arbeiten und die festgelegten Sicherheitsstandards erfüllen.

Anwendung und Umsetzung der Funktionalen Sicherheit

Die Anwendung und Umsetzung der funktionalen Sicherheit ist ein entscheidender Schritt bei der Entwicklung und Implementierung von sicherheitsbezogenen Teilen von Steuerungen. Die Norm EN ISO 13849-1 bietet eine umfassende Reihe von Anforderungen und Leitlinien, die sicherstellen, dass die Sicherheitsfunktionen von Maschinen und Anlagen den erforderlichen Performance Levels (PL) entsprechen.

Validierung der funktionalen Sicherheit nach EN ISO 13849​

​Die Validierung der funktionalen Sicherheit ist ein unverzichtbarer Schritt, um sicherzustellen, dass alle Sicherheitsfunktionen einer Maschine vollständig und normgerecht umgesetzt sind. Nach EN ISO 13849-2 umfasst die Validierung eine umfassende Überprüfung des Designs, der Software und der eingesetzten Technologien. Die EN ISO 13849-1 ist in zwei Teile gegliedert, wobei Teil 1 die allgemeinen Gestaltungsleitsätze definiert und die sicherheitsgerichteten Anforderungen klärt, die zur Umsetzung von Sicherheitsfunktionen erforderlich sind. Sicherheitsbezogene Aspekte sind dabei entscheidend, um die Anforderungen der DIN EN ISO 13849-1 zu erfüllen. Unsere Validierungsdienstleistung bietet Ihnen eine verlässliche Absicherung der Sicherheit Ihrer Maschinen und Anlagen – präzise und dokumentiert.

​Unsere Validierungsdienstleistungen – umfassend und normgerecht​

​​Unser erfahrenes Team begleitet Sie bei der Validierung Ihrer Maschinen und führt dabei eine detaillierte Prüfung aller sicherheitsrelevanten Aspekte durch. Die Validierung beinhaltet unter anderem spezifische Anforderungen für sicherheitsbezogene Teile von Steuerungen gemäß EN ISO 13849 Teil 2:​​

Überprüfung des System- und Moduldesigns: Wir kontrollieren die Auswahl und Integration aller sicherheitsrelevanten Komponenten und prüfen die Architektur des Systems. Dies umfasst sowohl die Überprüfung passender Komponenten als auch die Festlegung einer geeigneten Sicherheitsarchitektur.​

Validierung der sicherheitsbezogenen Applikationssoftware: Die sicherheitsrelevante Software wird auf Funktion und Normenkonformität geprüft, um sicherzustellen, dass sie den festgelegten Sicherheitsanforderungen entspricht und die erforderliche Zuverlässigkeit bietet.

Validierung der elektrischen, pneumatischen und hydraulischen Ausrüstung: Unsere Validierung umfasst die Überprüfung aller sicherheitsrelevanten Komponenten – ob elektrisch, pneumatisch oder hydraulisch. Wir stellen sicher, dass alle Elemente korrekt integriert sind und den normativen Anforderungen entsprechen.​

Validierung der Sicherheitsfunktionen: Jede sicherheitskritische Funktion wird systematisch geprüft und getestet, um sicherzustellen, dass sie in allen Betriebszuständen zuverlässig arbeitet und die festgelegten Performance Levels erreicht.​

Erstellung von Validierungsplänen und -berichten: Alle Validierungsschritte und Ergebnisse werden in Validierungsplänen strukturiert und in detaillierten Validierungsberichten dokumentiert. Diese Berichte dienen als Nachweis für die Einhaltung der sicherheitsrelevanten Anforderungen und sind wichtig für die behördliche und interne Dokumentation.​

Häufig gestellte Fragen (FAQ) zu Performance Level und SISTEMA

Der Performance Level (PL) ist ein Maß für die Zuverlässigkeit und Sicherheitsfunktion eines Steuerungssystems in Maschinen gemäß EN ISO 13849-1. Er beschreibt die Wahrscheinlichkeit, mit der ein sicherheitsbezogenes Steuerungssystem seine Funktion fehlerfrei ausführt und ist entscheidend für die Risikobewertung von Maschinen und Anlagen.

Die Berechnung des Performance Levels erfolgt anhand mehrerer Faktoren:

  • Struktur der Sicherheitsfunktion (Kategorie B, 1, 2, 3, 4)
  • MTTFd (Mean Time to Dangerous Failure)
  • DC (Diagnosedeckungsgrad)
  • CCF (Common Cause Failure)

Zur Berechnung können Softwaretools wie SISTEMA zur Unterstützung herangezogen werden.

Die Performance Level Tabelle stellt die fünf Sicherheitsstufen für Steuerungssysteme dar:

  • PL a: Sehr geringes Sicherheitsniveau
  • PL b: Geringes Sicherheitsniveau
  • PL c: Mittleres Sicherheitsniveau
  • PL d: Hohes Sicherheitsniveau
  • PL e: Sehr hohes Sicherheitsniveau

Diese Einteilung basiert auf der Wahrscheinlichkeit eines gefährlichen Ausfalls pro Stunde (PFHd).t.

Performance Level D (PL d) steht für ein hohes Sicherheitsniveau mit einer Fehlerwahrscheinlichkeit zwischen 10⁻⁶ und 10⁻⁷ gefährlichen Ausfällen pro Stunde. Maschinen mit PL d erfordern redundante Sicherheitsstrukturen (Kategorie 3) sowie eine mittlere bis hohe Diagnosedeckung (DC).

DDie Performance Level Kategorie beschreibt die Architektur der Sicherheitssteuerung und reicht von Kategorie B (niedrigste Stufe) bis Kategorie 4 (höchste Stufe):

  • Kategorie B: Keine Redundanz, grundlegende Sicherheitsmaßnahmen
  • Kategorie 1: Höhere Bauteilqualität, keine Fehlererkennung
  • Kategorie 2: Diagnosefunktionen vorhanden, aber nur periodische Prüfung
  • Kategorie 3: Redundanz mit Fehlererkennung
  • Kategorie 4: Hohe Redundanz und Fehlererkennung mit minimalem Risiko

Das kostenlose Softwaretool SISTEMA (Sicherheit von Steuerungen an Maschinen) vom IFA ermöglicht eine einfache Berechnung und Verifikation des Performance Levels einer Maschine. Es berücksichtigt MTTFd, DC und CCF und zeigt an, ob eine Sicherheitsfunktion den geforderten PL erreicht.

Die Maschinenrichtlinie 2006/42/EG fordert, dass Steuerungen für sicherheitskritische Funktionen gemäß EN ISO 13849-1 oder IEC 62061 ausgelegt sind. Der Performance Level dient als Nachweis für die funktionale Sicherheit von Maschinensteuerungen.

Die Verifikation des Performance Levels stellt sicher, dass die gewählte Sicherheitslösung tatsächlich das erforderliche Sicherheitsniveau erreicht. Dies ist ein zentraler Bestandteil der Risikobeurteilung nach EN ISO 12100 und dient als Nachweis gegenüber Behörden und Kunden.

REFERENZEN-HERSTELLER​

mhc

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