ZUVERLÄSSIG SICHER LÖSUNGEN FÜR SICHERHEITSTECHNIK FUNKTIONALE SICHERHEIT YOU CAN SEE OUR THINKING

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1 ZUVERLÄSSIG SICHER LÖSUNGEN FÜR SICHERHEITSTECHNIK FUNKTIONALE SICHERHEIT YOU CAN SEE OUR THINKING ENGINEERING ADVANTAGE

2 VORTEILE SCHAFFEN MIT MENSCHEN, PRODUKTEN, INNOVATION UND SERVICE ALS EINES DER WELTWEIT FÜHRENDEN UNTERNEHMEN IN DER ANTRIEBS- UND FLUIDTECHNIK ARBEITET NORGREN ENG MIT SEINEN KUNDEN ZUSAMMEN, UM DEREN BEDARFE UND ANFORDERUNGEN ZU VERSTEHEN. WIR VERNETZEN UNSERE MITARBEITER, UNSERE PRODUKTE UND UNSER KNOW-HOW UND VERSCHAFFEN SO IHREM UNTERNEHMEN DEN ENTSCHEIDENDEN WETTBEWERBSVORTEIL. Mit einem Vertriebs- und Servicenetz in 75 Ländern sowie Produktionsstätten in den USA, Deutschland, China, Großbritannien, der Schweiz, der Tschechischen Republik, Mexiko und Brasilien sind wir weltweit präsent. Unser Schwerpunkt liegt auf lokalen Märkten und Nischentechnologien. Hier stellen wir maßgeschneiderte Produkte und Leistungen für unsere Kunden bereit. Dabei handeln wir verantwortungsvoll und verpflichten uns zu einem nachhaltigen Geschäftsbetrieb. Norgren bietet seinen Kunden: > HOCHLEISTUNGS-PRODUKTE unter anderem pneumatische Antriebe, Produkte zur Druckluftaufbereitung, Armaturen und Ventile als Ersatzteile für Wartung und Reparatur oder in Verbindung mit leistungsstarken kundenspezifischen Lösungen. > HERAUSRAGENDEN VOR-ORT- SERVICE gewährleistet durch Teams des Key-Account-Managements und Fachexperten, die jede technische Aufgabe und Herausforderungen unserer Kunden vor Ort verstehen und erfüllen. > INNOVATION UND TECHNISCHE KOMPETENZ durch vier internationale Kompetenzzentren und die Erfahrung von Experten-Teams. Hinzu kommen patentgeschützte Lösungen und ständig neue, kostenwirksame Techniken.

3 NORGREN SICHERHEITSTECHNIK > Über 50 Jahre Erfahrung in Sicherheitsapplikationen > Sicherheitsapplikationen DIN EN ISO 849 > Kompetente und professionelle Beratung und Systemauslegung von Sicherheitssteuerungen > Sehr hohe B0-Werte bis zu 40 Millionen Schaltspielen > Realisierung wichtiger Sicherheitsfunktionen wie z. B.: > Sicher entlüften > Sicher halten > Sicher stoppen > Sicher reversieren > Sicher reduzierte Geschwindigkeiten u. v. m. > DGUV-zertifizierte selbstüberwachte Sicherheitsventile

4 Performance Level, ISO 849 Vertrauen Kompetenz Sicheres Halten Überwachung Effizienzsteigerung Sicherheitsfunktion Maschinenrichtlinie 006/4/EG Risikominderung Sicheres Entlüften NORGREN LEISTUNGSSPEKTRUM SICHERHEITSTECHNIK > Fachmännische Beratung Sicherheitstechnik > Bereitstellung B0-Werte unserer Produkte (auch in Sistema verfügbar) > Auswahl geeigneter Komponenten > Bewerten und Auslegen von Sicherheitsteuerungen nach Vorgabe der Sicherheitsfunktion und des notwendigen Performance Levels > Lieferung von Einzelkomponenten sowie kompletter Steuerungen und Schaltschränke > Unsere TÜV-geprüften Experten begleiten und unterstützen Sie von der Risikoanalyse bis zur Validierung - inklusive kompletter Dokumentation > Risikobeurteilung > Entwicklung von Sicherheitskonzepten > Dokumentation mit Sistema > Unterstützung bei der Ermittlung und Festlegung des erforderlichen Performance Levels 4

5 AUSSENMONTAGE VOR ORT > Durchführung von Reparaturen/Instandsetzungen > Installation von Komponenten inklusive Verrohrung und elektrischer Verdrahtung > Unterstützung bei der Inbetriebnahme > Jahrelange Erfahrung bei Ventilanwendungen in Industrie oder Kraftwerken > Kompetente Beratung 5

6 INHALT PRODUKTE 7 > PNEUMATISCH SELBSTÜBERWACHTES /-WEGE-SICHERHEITSVENTIL, BAUREIHE SCVA 7 > PNEUMATISCH SELBSTÜBERWACHTES /-WEGE-SICHERHEITSVENTIL MIT INTEGRIERTER SOFTSTARTFUNKTION, BAUREIHE SCSQ 8 > PNEUMATISCH SELBSTÜBERWACHTES 5/-WEGE -SICHERHEITSVENTIL, BAUREIHE XSZ 9 > /-WEGE ANFAHR- UND ENTLÜFTUNGSVENTIL FÜR ISO VENTILINSELN, SERIE VS6 0 > 5/ SXE ISO MIT ELEKTRISCHER STELLUNGSÜBERWACHUNG SERIE VSP55 WEITERE PRODUKTE > /-WEGE ANFAHR- UND ENTLÜFTUNGS- VENTILE MIT ELEKTRISCHER STELLUNGS- ÜBERWACHUNG, BAUREIHE P64S/P74S > ZWEIHANDSCHALTUNG, BAUREIHE M/70 > 5/- UND 5/-WEGEVENTILE ELEKTROPNEUMATISCH UND PNEUMATISCH ANGESTEUERT > /-, 5/-, UND X /-WEGEVENTILE SERIE V > ENTSPERRBARE RÜCKSCHLAGVENTI LE, BAUREIHE 0GA > SICHERHEITS-DRUCKBEGRENZUNGSVENTI LE, BAUREIHE > DRUCKSCHALTER, BAUREIHE 8D 4 GESAMT -PRODUKTPROGRAMM NORGREN 5 FUNKTIONALE SICHERHEIT IN KÜRZE 7 > MASCHINENRICHTLINIE 006/4/EG UND DIN EN ISO 849 TEI L UND TEIL 7 > SICHERHEIT UND RISIKOBEURTEILU NG 8 > IDENTIFIZIERUNG DER SICHERHEITSFUNKTION 8 > BESTIMMUNG DES ERFORDERLICHEN PERFORMANCE LEVELS 9 > AUSWAHL DER KATEGORIEN 0 > BESTIMMUNG DES PERFORMANCE LEVELS PL 0 > B0/MTTFD ALS BASISKENNWERTE ZUR ERMITTLUNG DES PERFORMANCE LEVELS > DC- DIAGNOSEDECKUNGSGRAD > CCF FEHLER GEMEINSAMER URSACHE > STEUERUNGSKETTE EINES SICHERHEITSSYSTEMS 6

7 PRODUKTE REDUNDANTER VENTILAUFBAU, PNEUMATISCH SELBSTÜBERWACHEND DN 8, 0, 0 und SICHERES BE-UND ENTLÜFTEN PNEUMATISCH SELBSTÜBERWACHTES /-WEGE SICHERHEITSVENTIL, BAUREIHE SCVA BAUGRÖSSEN: 8MM, 0MM, 0MM, MM ANSCHLÜSSE: G/4 G Die elektropneumatischen /-Wege-Sicherheitsventile der Serie SCVA verfügen über einen redundanten Ventilaufbau. Das eigensichere Doppelventil-Steuersystem mit dynamischer Selbstüberwachung garantiert den höchst möglichen Diagnosedeckungsgrad von 99 % entsprechend DIN EN ISO 849, ohne dass zusätzlich extern zu platzierende Diagnosebauteile notwendig sind. Weiterhin erfordert diese sichere Bauweise keine zusätzliche Auswertelektronik sowie keine Intervall-Tests bzw. zyklischen Schaltungen. Bei entsprechender Applikation erreicht diese Ventilserie für die Sicherheitsfunktionen Sichereres Be- und Entlüften (restdruckfrei) den Performance Level e (Kategorie 4) nach DIN EN ISO 849, DGUV-zertifiziert. Die Ventilserie mit bereits integriertem Sicherheitsschalldämpfer wird in den Baugrößen DN8, DN0, DN0 und DN angeboten. Hohe B0-Werte mit bis zu 0 Millionen Schaltspielen stehen für optimale Lebensdauer bis zum notwendigen vorbeugenden Austausch (T0d-Wert) der Ventile. Die /-Wege- Sicherheitsventile sind auch mit rein pneumatischer Ansteuerung lieferbar. Erfüllt die Norm DIN EN ISO 849, Kategorie 4, erreicht Performance Level e und ist DGUV-zertifiziert KOSTENGÜNSTIGE DEZENTRALE SICHERHEITS- APPLIKATION SEHR HOHER B0-WERT Diagnosedeckungsgrad 99% BEISPIELE FÜR SICHERHEITSFUNKTIONEN SICHERES ENTLÜFTEN KAT. 4 PL-e UND SICHER LAST HALTEN KAT.4 PL-e UNTER VERWENDUNG DER SCVA SICHERHEITSVENTILE Sicher entlüften Kat. 4 PL-e Sicher Last halten Kat. 4 PL-e (P) (P) 5 4 (R) (A) (R) (A) G G FUNKTION DER DYNAMISCHEN SELBSTÜBERWACHUNG (DIAGNOSEDECKUNGSGRAD 99 %) Grundstellung Beide Magnete nicht angesteuert Arbeitsstellung Beide Magnete angesteuert Sicherheitsstellung Bei unsymmetrischer Ansteuerung, defektem Magnet, verschmutztem Ventil usw. Kanal auf über Sicherheitsschalldämpfer entlastet Kanal auf durchgeschaltet Kanal auf bleibt entlastet 7

8 PNEUMATISCH SELBSTÜBERWACHTES /-WEGE-SICHERHEITSVENTIL MIT INTEGRIERTER SOFTSTARTFUNKTION, BAUREIHE SCSQ BAUGRÖSSE: 0 MM ANSCHLUSS: G/ Das elektropneumatische /-Wege-Sicherheitsventile der Serie SCSQ verfügt über einen redundanten Ventilaufbau. Das eigensichere Doppelventil-Steuersystem mit dynamischer Selbstüberwachung garantiert den höchst möglichen Diagnosedeckungsgrad von 99 % entsprechend DIN EN ISO 849, ohne dass zusätzlich extern zu platzierende Diagnosebauteile notwendig sind. Weiterhin erfordert diese sichere Bauweise keine zusätzliche Auswerteelektronik und keine Intervall-Tests bzw. zyklischen Schaltungen. Bei entsprechender Applikation erreicht diese Ventilserie für die Sicherheitsfunktionen Sichereres Be- und Entlüften den Performance Level e (Kategorie 4) nach DIN EN ISO 849 und ist DGUV-zertifiziert. Das Ventil mit bereits integrierten Sicherheitsschalldämpfern verfügt zusätzlich über eine Softstartfunktion, die zeitvariabel über eine entsprechende Vorrichtung einstellbar ist. Für den Einsatz in Steuerungen ist jeweils das nachgeschaltete Luftvolumen zu berücksichtigen. Ventile der Baureihe SCSQ verfügen über einen hohen B0- Wert von 8 Millionen Schaltspielen und damit einer optimalen Lebensdauer bis zum notwendigen vorbeugenden Austausch (T0d Wert). Sie sind über Quickclampsystem direkt an Wartungseinheiten der Serie Excelon 7/74 adaptierbar. REDUNDANTER VENTILAUFBAU, PNEUMATISCH SELBSTÜBERWACHEND KOSTENGÜNSTIGE DEZENTRALE SICHERHEITS- APPLIKATION DN 8, 0, 0 und Erfüllt die Norm DIN EN ISO 849, Kategorie 4, erreicht Performance Level e und ist DGUV-zertifiziert SICHERES BE-UND ENTLÜFTEN SEHR HOHER B0-WERT Diagnosedeckungsgrad 99% BEISPIELE FÜR SICHERHEITSFUNKTIONEN SICHERES ENTLÜFTEN KAT. 4 PL-e UND SICHER LAST HALTEN KAT. 4 PL-e UNTER VERWENDUNG DER SCSQ SICHERHEITSVENTILE Sicher entlüften Kat. 4 PL-e Sicher Last halten Kat. 4 PL-e (P) (A) (P) 5 (A) 4 (R) (R) G G FUNKTION DER DYNAMISCHEN SELBSTÜBERWACHUNG (DIAGNOSEDECKUNGSGRAD 99 %) Grundstellung Beide Magnete nicht angesteuert Arbeitsstellung Beide Magnete angesteuert Sicherheitsstellung Bei unsymmetrischer Ansteuerung, defektem Magnet, verschmutztem Ventil usw. Kanal auf über Sicherheitsschalldämpfer entlastet Kanal auf durchgeschaltet Kanal auf bleibt entlastet 8

9 PNEUMATISCH SELBSTÜBERWACHTES 5/-WEGE-SICHERHEITSVENTIL, BAUREIHE XSZ BAUGRÖSSEN: 8 MM UND 0 MM ANSCHLUSS: G/4 G/ Die elektropneumatischen 5/-Wege-Sicherheitsventile der Serie XSZ verfügen über einen redundanten Ventilaufbau. Das eigensichere Doppelventil-Steuersystem mit dynamischer Selbstüberwachung garantiert den höchst möglichen Diagnosedeckungsgrad von 99 % entsprechend DIN EN ISO 849, ohne dass zusätzlich extern zu platzierende Diagnosebauteile notwendig sind. Weiterhin erfordert diese sichere Bauweise keine zusätzliche Auswertelektronik sowie keine Intervall-Tests bzw. zyklischen Schaltungen. Bei entsprechendem Einsatz erreicht die DGUV-zertifizierte Ventilserie für die Sicherheitsfunktionen "Sicheres Reversieren" den Performance Level e (Kategorie 4) nach DIN EN ISO 849. Die Ventilserie mit bereits integriertem Sicherheitsschalldämpfer wird in den Baugrößen DN8 und DN0 angeboten. Hohe B0-Werte mit bis zu 8 Millionen Schaltspielen stehen für optimale Lebensdauer bis zum notwendigen vorbeugenden Austausch (T0d-Wert) der Ventile. Die 5/-Wege-Sicherheitsventile sind auch mit rein pneumatischer Ansteuerung lieferbar (Steuerungsbeispiel in Verbindung mit einer Zweihandschaltung siehe Seite ). REDUNDANTER VENTILAUFBAU, PNEUMATISCH SELBSTÜBERWACHEND KOSTENGÜNSTIGE DEZENTRALE SICHERHEITS- APPLIKATION Erfüllt die Norm DIN EN ISO 849, Kategorie 4, erreicht Performance Level e und ist DGUV-zertifiziert SICHERES REVERSIEREN DN 8, 0 SEHR HOHER B0-WERT SICHERHEITSSCHALL- DÄMPFER BZW. BYPASS INTEGRIERT Diagnosedeckungsgrad 99% BEISPIEL FÜR SICHERHEITSFUNKTION SICHERES REVERSIEREN KAT 4 PL-e (R) (P) 5 (S) (A) 4 (B) FUNKTION DER DYNAMISCHEN SELBSTÜBERWACHUNG (DIAGNOSEDECKUNGSGRAD 99 %) Grundstellung Beide Magnete nicht angesteuert Arbeitsstellung Beide Magnete angesteuert Sicherheitsstellung Bei unsymmetrischer Ansteuerung (R) (R) (R) (A) (R) (A) (R) (A) (R) (A) (R) (A) (R) (A) (R) (A) (A) (A) (P) (P) 4 (B) (P) (P) 4 (B) (P) 4 (B) 4 (B) (P) (P) 4 (B) (P) 4 (B) 4 (B) (P) 4 (B) 4 (B) 5 (S) 5 (S) 5 (S) 5 (S) 5 (S) 5 (S) 5 (S) 5 (S) 5 (S) Kanal über entlastet Kanal auf 4 durchgeschaltet Kanal auf durchgeschaltet Kanal 4 über 5 entlastet Kanal über entlastet Kanal auf 4 durchgeschaltet 9

10 /-WEGE ANFAHR- UND ENTLÜFTUNGSVENTIL FÜR ISO VENTILINSELN, SERIE VS6 BAUGRÖSSEN: 6MM, ISO Eingebunden in Ventilinseln der Serie VS6 eignen sich diese Ventile zur Verwendung in sicherheitstechnischen Systemen oder Teilsystemen für die Sicherheitsfunktionen "Sicheres Entlüften" (pneumatische Energiefreischaltung). Das einkanalige stellungsüberwachte Anfahr- und Entlüftungsventil kann an jedem geradlinigen Platz in die Verkettungsplatten eingefügt werden, ist elektrisch stellungsüberwacht und entlüftet restdruckfrei. Durch entsprechende Einbindung in das Sicherheitssystem kann in Kombination mit nachgeschalteten Ventilscheiben eine -kanalige Funktion und ein hoher Performance Level (entsprechend DIN EN ISO 849) erreicht werden. FELDBUS- UND MULTIPOL-ANBINDUNG /-WEGE MIT STELLUNGSÜBERWACHUNG RESTLUFTFREIE ENTLÜFTUNG MODULAR IN VS6- INSELN EINSETZBAR Funktionsauswertung über Freigabesignal Das Anfahr- und Entlüftungsventil kann an jedem geradzahligen Platz in die Verkettungsplatten eingefügt werden. Es werden immer nur die rechts folgenden Ventilplätze pneumatisch versorgt und gesichert. Zur linken Seite hin ist das Ventil verschlossen. Nutzen Sie unseren Ventilinsel-Konfigurator zur Konfigurierung Ihrer individuellen Ventilinsel. 8/84 5 /4 Standardfunktion Sichere Abschaltung 0

11 5/ SXE ISO MIT ELEKTRISCHER STELLUNGSÜBERWACHUNG SERIE VSP55 BAUGRÖSSEN: BASIS ISO 5/-Wege ISO-Ventile der Serie SXE mit zusätzlicher elektrischer Stellungsüberwachung zur Verwendung in sicherheitstechnischen Systemen oder Teilsystemen z. B. für die Sicherheitsfunktion "Sicheres Reversieren". Realisierung einer redundanten Sicherheitssteuerung mit hohem Performance Level bis zu "e" (Kategorie 4) ensprechend DIN EN ISO 849 bei korrekter Einbindung von zwei Ventilen dieser Serie möglich. Sehr hohe B0- Werte von bis zu 0 Millionen Schaltspielen stehen für optimale Lebensdauer bis zum notwendigen vorbeugenden Austausch (T0d-Wert). Einzelventil aufgeflanscht auf ISO -Grundplatte Hoher Durchfluss SCHALTET AB >0 BAR 4 G 4 5 Kompakter Steuerblock direkt aufflanschbar für Steuerung sicheres Reversieren Kat 4 Ple BEISPIEL STEUERUNG SICHERES REVERSIEREN KAT. 4 PL-e 4 G 5 4 G 5

12 WEITERE PRODUKTE /-WEGE ANFAHR- UND ENTLÜFTUNGSVENTILE MIT ELEKTRISCHER STELLUNGSÜBERWACHUNG, BAUREIHE P64S/P74S ANSCHLUSS: G/8 G/4 /-Wege Anfahr- und Entlüftungsventil der Serie Olympian 64 und Excelon 74, einkanalig. Durch entsprechende Einbindung in das Sicherheitssystem kann in Kombination nachgeschalteter Ventile eine -kanalige Funktion und so ein hoher Performance Level (entsprechend DIN EN ISO 849) erreicht werden. Direkt adaptierbar an Wartungseinheiten der Serie Excelon 7/74 sowie Olympian 64. G ZWEIHANDSCHALTUNG, BAUREIHE M/70 ANSCHLUSS: G/8 Die Zweihandsteuerung ist eine Sicherheitskomponente und entspricht als solche den Forderungen der EN574-Klasse IIIB STEUERUNGSBEISPIEL ZWEIHANDSTEUERUNG MIT PNEUMATISCH ANGESTEUERTEM 5/-WEGE XSZ SICHERHEITSVENTIL Zweihandsteuerung M/70 5/WV XSz0V (R) (P) 5 (S) (A) 4 (B)

13 5/- UND 5/-WEGEVENTILE ELEKTROPNEUMATISCH UND PNEUMATISCH ANGESTEUERT ISO BIS ISO Verfügbar als 5/- und 5/-Wegeventil, elektropneumatisch und pneumatisch angesteuert. Hervorragende B0-Werte bis zu 0 Millionen Schaltspielen. Breite Palette an Grundplatten. /-, 5/-, UND X /-WEGEVENTILE SERIE V ANSCHLUSS: G/8 G/ Hohe B0-Werte bis zu 0 Millionen Schaltspielen. ENTSPERRBARE RÜCKSCHLAGVENTILE, BAUREIHE 0GA ANSCHLUSS: G/4 G/ UND 4 MM SCHLAUCH

14 SICHERHEITS-DRUCKBEGRENZUNGSVENTILE, BAUREIHE ANSCHLUSS: G/4 G/4 Bauteilgeprüft nach Merkblatt A Bauteilkennzeichen. DRUCKSCHALTER, BAUREIHE 8D ANSCHLUSS: G/4 Anschlussstecker alternativ Industrieform A oder M. z. B. zur indirekten Überwachung von Sicherheitsbauteilen in Sicherheitssteuerungen. 4

15 GESAMT-PRODUKTPROGRAMM NORGREN NORGREN BIETET EIN KOMPLETTES PROGRAMM PNEUMATISCHER UND ELEKTROPNEUMATISCHER BAUTEILE UND EINE VIELZAHL WEITERER PRODUKTE, DIE FÜR EFFIZIENTE UND SICHERE PNEUMATIKANWENDUNGEN NOTWENDIG SIND. ANTRIEBE VENTILE VAKUUM DRUCKLUFTAUFBEREITUNG VERSCHRAUBUNGEN, SCHLÄUCHE, ZUBEHÖR DRUCKSCHALTER

16 SICHERHEITSKOMPONENTEN FÜR DIE MECHANISCHE UND PNEUMATISCHE PRESSENTECHNIK UND ANTRIEBSTECHNIK HYDRAULISCH UND PNEUMATISCH Mit über 50 Jahren Erfahrung kann man nur gut sein. So lange entwickeln und fertigen wir mit der Marke HERION Systemtechnik bereits hydraulische und pneumatische Sicherheitskomponenten und Antriebssysteme für die Ausrüstung von pneumatischen und mechanischen Pressen. Dank internationaler Zulassungen und Prüfzertifikaten werden unsere Produkte weltweit in sicherheitsrelevanten Systemen eingesetzt. ANWENDUNGEN FÜR PRESSEN-/ANTRIEBSTECHNIK: > Mechanische Pressen > Servopressen > Spindelpressen > Walzenvorschübe PRODUKTE FÜR PRESSEN UND PRESSENSICHERHEIT Pressensicherheitsventile und Dämpfungsbausteine Hydraulische Überlastsicherungen Hydraulische Kupplungs-/ Bremskombinationen in unterschiedlichen Bauformen Zylinder für den Stößelgewichtsausgleich Hydraulik-Standard- und Sonderaggregate Schnelllüfterblöcke für die Walzenvorschubsteuerung 6

17 FUNKTIONALE SICHERHEIT IN KÜRZE MASCHINENRICHTLINIE 006/4/EG UND DIN EN ISO 849 TEIL UND TEIL Mit Stichtag löste die neue Maschinenrichtlinie 006/4/EG die vorherige Maschinenrichtlinie 95/6/EG ab und fixiert grundlegende Anforderungen an die Sicherheit von Maschinen im Europäischen Binnenmarkt. Lediglich solche Maschinen, die den Forderungen der Maschinerichtlinie entsprechen, dürfen auf dem europäischen Markt in Verkehr gebracht werden. Zu berücksichtigen sind hier neue Maschinen als auch Maschinen aus dem Bestand, die bedeutende bzw. erhebliche Veränderungen oder Modifikationen erfahren oder einer anderen Nutzung zugeführt werden. Entsprechend nach Maßgabe der Maschinenrichtlinie geprüfte und den Vorgaben entsprechende Maschinen müssen mit CE-Kennzeichen, Konformitätserklärung und den erforderlichen Anwenderinformationen versehen werden. Die harmonisierte Norm DIN EN ISO 849 (Typ B Norm) assistiert der Maschinenrichtlinie bei der technischen Umsetzung der Forderung sicherer und zuverlässiger Steuerungen. Sie gibt allgemeine wichtige Leitsätze hinsichtlich der Gestaltung und der Beurteilung von sicherheitsbezogenen Teilen einer Steuerung, Steuerungsarchitektur sowie Qualität der Risikominderung und legt Validierungsverfahren für die Sicherheitsfunktionen, Kategorien und Performance Level von sicherheitsbezogenen Teilen von Steuerungen fest. Funktionale Sicherheit

18 SICHERHEIT UND RISIKOBEURTEILUNG Eine Maschine sollte auf Basis Ihrer Grundkonstruktion heraus bereits implizit Sicherheit so weit als möglich gewähren. Jede darüber hinaus noch bestehende potenzielle Gefährdung muss über entsprechende Schutzeinrichtungen bzw. -maßnahmen, z. B. einer pneumatischen Sicherheitssteuerung, in ihrem Risiko reduziert/minimiert werden. Auf unvermeidbare Restrisiken muss in der entsprechend notwendigen Dokumentation hingewiesen werden. Eine umfassende und normgerechte Risikobeurteilung steht damit am Anfang des Prozesses zur Beurteilung der Maschinensicherheit. IDENTIFIZIERUNG DER SICHERHEITSFUNKTION Für eine aus der Risikoanalyse ermittelte gefahrbringende Bewegung muss eine entsprechend der Gefährdung entgegenwirkende Sicherheitsfunktion definiert und vorgegeben werden. Nur nach genauer Definition der eigentlichen Sicherheitsfunktion können die entsprechenden Subsysteme der Sicherheitssteuerungen adäquat ausgeführt und ausgelegt werden. Beispiele von Sicherheitsfunktionen: > Sicheres Entlüften eines Systems > Anhalten einer gefahrbringenden Bewegung > Anhalten und Blockieren einer gefahrbringenden Bewegung > Reversieren einer gefahrbringenden Bewegung > Schutz gegen unbeabsichtigten Anlauf u. v. m. ITERATIVER PROZESS ZUR GESTALTUNG DER SICHERHEITSBEZOGENEN TEILE VON STEUERUNGEN Von Risikoanalyse (DIN EN ISO 00) Identifizieren der Sicherheitsfunktionen (SF) Festlegen der Eigenschaften jeder SF Bestimmung des erforderlichen PL (PLr) 4 Realisieren der SF, Identifizieren der SRP/CS für jede SF 5 6 Ermitteln des PL der SRP/CS aus Kategorie, MTTF d, DC avg, CCF Software und systematische Fehler Verifikation: PL PLr? ja 7 Validierung: Anforderungen erreicht? nein 8 ja Alle SF analysiert? nein Zur Risikoanalyse (DIN EN ISO 00) 8

19 BESTIMMUNG DES ERFORDERLICHEN PERFORMANCE LEVELS Der Performance Level ist ein Maß für die Qualität der Risikoreduzierung und muss für jede Sicherheitsfunktion separat ermittelt werden. Innerhalb einer Maschine mit unterschiedlichen Sicherheitsfunktionen und unterschiedlichen Gefährdungspotenzialen können unterschiedlich erforderliche Performance Level notwendig sein. Die entscheidenden drei Kriterien zur Ermittlung des für die jeweilige potenzielle Gefahrenstelle erforderlichen Performance Levels lauten: > Wie schwerwiegend wäre eine potenzielle Verletzung? > Wie häufig kommen Mitarbeiter mit der potenziellen Gefahrenstelle in Kontakt? > Welche Möglichkeit hat man im kritischen Fall, der Gefahr zu entkommen/sie zu vermeiden? Geringes Risiko P a S = Schwere der Verletzung F Texttex S: leichte Texttex Verletzung S P b S: schwere Verletzung P F P c F = Häufigkeit und/oder Dauer der Gefährdung F: Selten / kurz P F: Häufig / lang F P S d P = Möglichkeit zur Vermeidung / Begrenzung P P: Möglich F P e P: Kaum / nicht möglich Risikograph zur Ermittlung des erforderlichen Performance Levels Beispiel: S = Leichte Verletzung F = Bediener kommt nur selten/kurz mit der Gefahrenstelle in Berührung P = Es ist praktisch möglich, der Gefahr beim Auftreten rechtzeitig auszuweichen 9

20 AUSWAHL DER KATEGORIEN Die in der DIN EN ISO 849 dargelegten 5 unterschiedlichen Kategorien (B,,,, 4) beschreiben die jeweilige Architektur der Sicherheitsteuerungen und somit die Widerstandsfähigkeit und das Verhalten im Falle eines Fehlers. > Kategorie B: Einkanalige, nicht redundante Sicherheitsteuerung. Ein einzelner Fehler führt zum Verlust der Sicherheitsfunktion. I L O I L O > Kategorie : Wie Kategorie B, jedoch höherer Fehlerwiderstand durch Nutzung bewährter Bauteile. TE OTE > Kategorie : Sicherheitssteuerung mit zusätzlichem Testkanal und zyklischem Testen der Sicherheitsfunktion mit geeigneten Testraten. Fehler zwischen den Testphasen sind nicht ausgeschlossen und können zum Verlust der Sicherheitsfunktion führen. l L O > Kategorie : Zweikanalige, redundante Sicherheitssteuerung. Ein einzelner Fehler führt nicht zum Verlust der Sicherheitsfunktion. l L O > Kategorie 4: Zweikanalige, redundante Sicherheitssteuerung. Ein einzelner oder die Anhäufung von Fehlern führt nicht zum Verlust der Sicherheitsfunktion. l L O l L O BESTIMMUNG DES PERFORMANCE LEVELS PL Vereinfachte Bestimmung des Performance Levels anhand des Balkendiagramms in Abhängigkeit: > der gewählten Steuerungsarchitektur (Kategorie) > des Mttfd-Wertes > des Diagnosedeckungsgrads > und der CCF-Bewertung a b c MTTF d niedrig Jahre <= MTTF d < 0 Jahre MTTF d mittel 0 Jahre <= MTTF d < 0 Jahre MTTF d hoch 0 Jahre <= MTTF d <= 00 Jahre d e Kat B Kat Kat Kat Kat 4 DC < 60 % kein DC < 60 % kein 60 % <= DC < 90 % niedrig 90 % <= DC < 99 % mittel 60 % <= DC < 90 % niedrig 90 % <= DC < 99 % mittel 99 % >= DC hoch CCF nicht relevant CCF >= 65 % 0

21 B0/MTTFD ALS BASISKENNWERTE ZUR ERMITTLUNG DES PERFORMANCE LEVELS Entsprechend der Anforderungen an eine Sicherheitsteuerung und in Abhängigkeit der notwendigen Sicherheitsfunktionen müssen geeignete Einzelkomponenten ausgewählt und in einer entsprechenden Steuerungsarchitektur implementiert werden. Norgren bietet dazu eine sehr breite Produktpalette von Bauteilen an und unterstützt bei der richtigen Auswahl der Komponenten zusammen mit der Bereitstellung notwendiger Kennwerte als Basis zur Berechnung des erreichten Performance Levels. Basis zur Berechnung und Ermittlung des erreichten Performance Levels einer Sicherheitssteuerung sind die B0d/Mttfd-Kennwerte der für die Sicherheitsfunktion relevanten Einzelkomponenten. > B0d: Mittlere Zahl von Schaltspielen bzw. Schaltzyklen, nach der bis zu 0 % der betrachteten Einheiten gefährlich ausgefallen sind. > Mttfd: Mittlere Betriebsdauer nach der bis zu 0 % der betrachteten Einheiten gefährlich ausgefallen sind. Für pneumatische und elektropneumatische Komponenten errechnet sich der Mttfd-Wert aus dem B0d-Wert und der Anzahl der in der Anwendung maximal möglichen Schaltzyklen. B 0d MTTF d = 0, n op d n op = op h op 600 t Zyklus s h h op = ist die mittlere Betriebszeit in Stunden je Tag d op = ist die mittlere Betriebszeit in Tagen je Jahr t Zyklus = ist die mittlere Zeit zwischen dem Beginn zweier aufeinander folgender Zyklen des Bauteils (z. B. Schalten eines Ventils) in Sekunden je Zyklus. Elektronische Bauteile altern nicht über Schaltzyklen, sondern über die Zeit. Daher werden die Mttfd-Werte nicht über B0d ermittelt, sondern müssen vom Lieferanten zur Verfügung gestellt werden. Aufteilung der Mttfd-Werte in Klassen. KLASSENEINTEILUNG DER MTTF d JEDES KANALS Bezeichnung nicht angemessen niedrig mittel hoch nicht zulässig MTTF d für jeden Kanal Bereich 0 Jahre MTTF d < Jahre Jahre MTTF d < 0 Jahre 0 Jahre MTTF d < 0 Jahre 0 Jahre MTTF d 00 Jahre 00 Jahre < MTTF d Errechnete Werte >00 Jahre gehen in weitergehende Berechnungen nur mit maximal 00 Jahre ein. MTTF d Werte kleiner Jahre sind aus sicherheitstechnischem Aspekt nicht anwendbar. BERECHNUNG MTTFD GESAMT EINES EINZELNEN KANALS Ñ Ñ nj = Σ = Σ MTTF d i= MTTF di j= MTTF dj BERECHNUNG MTTFD GESAMT ZWEIER KANÄLE (REDUNDANTES GESAMTSYSTEM) MTTF d = MTTF dc + MTTF dc - + MTTF dc MTTF dc Wobei MTTF dc und MTTF dc Werte für die beiden einzelnen Kanäle sind.

22 DC- DIAGNOSEDECKUNGSGRAD Maß für die Effektivität der Diagnose = Verhältnis der Ausfallrate der bemerkten gefährlichen Ausfälle zur Ausfallrate der gesamten gefährlichen Ausfälle. Für höherrangige Steuerungsarchitekturen ( bis 4) muss eine entsprechende Fehlerdetektion in der Steuerung implementiert sein, deren Effektivität durch den Diagnosedeckungsgrad ausgedrückt wird. Der Wert des Diagnosedeckungsgrads ist abhängig von der jeweils ausgewählten Maßnahme zur Fehlerdetektion und muss mindestens 60 % betragen. Die oberste Kategorie 4 beispielsweise schreibt für die gesamte Sicherheitssteuerung zwingend einen Diagnosedeckungsgrad von 99 % vor. EINTEILUNG DES DIAGNOSEDECKUNGSGRADS DC (Diagnosedeckungsgrad) Bezeichnung Bereich kein DC < 60 % niedrig 60 % DC < 90 % mittel 90 % DC < 99 % hoch 99 % DC BEISPIELE DER BEWERTUNG DES DIAGNOSEDECKUNGSGRADS Maßnahme Eingabeeinheit Zyklischer Testimpuls durch dynamische Änderung der Eingangssignale 90 % Plausibilitätsprüfung, z. B. Verwendung der Schließer- und Öffnerkontakte von zwangsgeführten Relais 99 % Kreuzvergleich von Eingangssignalen ohne dynamischem Test Kreuzvergleich von Eingangssignalen mit dynamischem Test, wenn Kurzschlüsse nicht bemerkt werden können (bei Mehrfach-Ein-/Ausgängen) Kreuzvergleich von Eingangssignalen mit unmittelbarem und Zwischenergebnissen in der Logik (L) und zeitlich und logische Programmlaufüberwachung und Erkennung statischer Ausfälle und Kurzschlüsse (bei Mehrfach-Ein/Ausgängen) Indirekte Überwachung (z. B. Überwachung durch Druckschalter, elektrische Positionsüberwachung von Antriebselementen) Direkte Überwachung (z. B. elektrische Stellungsüberwachung der Steuerungsventile, Überwachung elektromechanischer Einheiten durch Zwangsführung) Fehlererkennung durch den Prozess Überwachung einiger Merkmale des Sensors (Ansprechzeit, der Bereich analoger Signale, z. B. elektrischer Widerstand, Kapazität) DC 0 % bis 99 %, abhängig davon, wie oft ein Signalwechsel durch die Anwendung erfolgt 90 % 99 % 90 % bis 99 %, abhängig von der Anwendung 99 % 0 % bis 99 %, abhängig von der Anwendung; diese Maßnahme ist allein nicht ausreichend für den erforderlichen Performance Level "e"! 60 % Innerhalb einer Sicherheitssteuerung können in Bezug auf die für die Sicherheitsbetrachtung relevanten Bauteile verschiedene Maßnahmen zur Fehlerdetektion vorgesehen werden. BERECHNUNG DES DIAGNOSEDECKUNGSGRADS EINER GESAMTEN SICHERHEITSSTEUERUNG DC avg = DC DC + DC N MTTF d MTTF d MTTF dn MTTF d MTTF d MTTF dn

23 CCF FEHLER GEMEINSAMER URSACHE Zur Bewertung der Robustheit einer zweikanaligen Sicherheitssteuerung müssen auch Möglichkeiten von Ausfällen gemeinsamer Ursache betrachtet werden. Der CCF wird nach bestimmten Kriterien und damit verbundenem Punktesystem quantifiziert und muss zum Erreichen der Anforderungen mindestens eine Punktzahl von >=65 erreichen. Ein potenzieller Fehler gemeinsamer Ursache kann z. B. durch eine inkorrekte vorgeschaltete Druckluftaufbereitung verursacht werden. Wird die Druckluft nicht entsprechend vorgefiltert, so können unter Umständen Ventile zweier redundanter Kanäle gleichzeitig erheblich verschmutzen und möglicherweise aus diesem Grunde gleichzeitig ausfallen. Zur Prävention ist eine adäquate und effektive Druckluftaufbereitung vorzusehen Trennung / Abtrennung Maßnahme gegen CCF > Physikalische Trennung zwischen den Signalpfaden > Trennung der Verdrahtung / Verrohrung ausreichende Luft - und Kriechstrecken Diversität > Unterschiedliche Technologien / Gestaltung Der erste Kanal mit SPS, der zweite Kanal fest verdrahtet, Art der Initiierung, Druck, Entfernung - Web, digital oder analog, Ventile unterschiedlicher Hersteller Entwurf / Anwendung / Erfahrung Punktezahl > Schutz gegen Überdruck, Überstrom, Überspannung 5 > Verwendung bewährter Bauteile 5 Beurteilung / Analyse (FMEA) Sind die Ergebnisse einer Ausfallart und Effektanalyse berücksichtigt worden, um Ausfälle infolge gemeinsamer Ursache der Entwicklung zu vermeiden? Kompetenz / Ausbildung Sind Konstrukteure / Monteure geschult worden, um die Gründe und Auswirkungen von Ausfällen infolge gemeinsamer Ursache zu erkennen? Umgebung > Schutz vor Verunreinigung und elektromagnetischer Beeinflussung gegen CCF in Übereinstimmung mit den entsprechenden Normen > z. B. ISO 44 und EN ISO 444 > Filterung des Druckmediums, Verhinderung von Schmutzeintrag > Entwässerung von Druckluft, z. B. Übereinstimmung mit den Anforderungen des Herstellers Andere Einflüsse Wurden alle Anforderungen hinsichtlich Unempfindlichkeit gegenüber allen relevanten Umgebungsbedingungen wie Temperatur, Schock, Vibration, Feuchte berücksichtigt? Gesamt Mind. 65 Punkte u. max. erreichbar STEUERUNGSKETTE EINES SICHERHEITSSYSTEMS Eine komplette Sicherheitskette besteht aus drei Subsystemen mit jeweils eigenständiger Funktion > Subsystem : Eingang Erfassung der Information z. B.: Lichtschranke, Endschalter, Hand-Notausschalter usw. > Subsystem : Logik Verarbeitung der Information zur Einleitung der notwendigen Sicherheitsfunktion z. B.: Sicherheits-SPS, Sicherheitsrelais usw. > Subsystem : Ausgang z. B.: Elektropneumatische Ventile usw. "normale" SPS "normale" Messkarte "normale" Bussysteme Sicherheits-SPS Sicherheitsrelais Hardverdrahtung Eingänge Ausgänge Eingänge Ausgänge Energieabschaltung Optional kann ein Druckschalter aufgeflanscht werden Spule Spule Lichtschranke (A) (R) (P)