Funktionale Sicherheit von Maschinen

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Karin Goldschmidt
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1 MASCHINENBAU PRAXIS Carsten Gregorius Funktionale Sicherheit von Maschinen Praktische Anwendung der DIN EN ISO b

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4 Carsten Gregorius Funktionale Sicherheit von Maschinen Praktische Anwendung der DIN EN ISO Auflage 2016 Herausgeber: DIN Deutsches Institut für Normung e. V. Beuth Verlag GmbH Berlin Wien Zürich

5 Herausgeber: DIN Deutsches Institut für Normung e. V Beuth Verlag GmbH Berlin Wien Zürich Am DIN-Platz Burggrafenstraße Berlin Telefon: Telefax: Internet: kundenservice@beuth.de Das Werk einschließlich aller seiner Teile ist urheberrechtlich geschützt. Jede Verwertung außerhalb der Grenzen des Urheberrechts ist ohne schriftliche Zustimmung des Verlages unzulässig und strafbar. Das gilt insbesondere für Vervielfältigungen, Übersetzungen, Mikroverfilmungen und die Einspeicherung in elektronische Systeme. für DIN-Normen DIN Deutsches Institut für Normung e. V., Berlin. Die im Werk enthaltenen Inhalte wurden von Verfasser und Verlag sorgfältig erarbeitet und geprüft. Eine Gewährleistung für die Richtigkeit des Inhalts wird gleichwohl nicht übernommen. Der Verlag haftet nur für Schäden, die auf Vorsatz oder grobe Fahrlässigkeit seitens des Verlages zurückzuführen sind. Im Übrigen ist die Haftung ausgeschlossen. Titelbild: hxdbzxy, Benutzung unter Lizenz von shutterstock.com Satz: B & B Fachübersetzergesellschaft mbh, Berlin Druck: COLONEL, Kraków Gedruckt auf säurefreiem, alterungsbeständigem Papier nach DIN EN ISO 9706 ISBN ISBN (E-Book)

Autorenporträt Autorenporträt Carsten Gregorius, geboren 1969, war nach dem Studium der Elektrotechnik zunächst als Sachverständiger für Maschinensicherheit beim TÜV Nord tätig und dort mit der

6 Autorenporträt Autorenporträt Carsten Gregorius, geboren 1969, war nach dem Studium der Elektrotechnik zunächst als Sachverständiger für Maschinensicherheit beim TÜV Nord tätig und dort mit der Prüfung und Zertifizierung von Maschinen und Sicherheitsbauteilen sowie der Beratung zur Maschinenrichtlinie und ATEX betraut. Anschließend war er in verschiedenen Positionen bei namhaften Unternehmen mit dem Schwerpunkt funktionale Sicherheit tätig. Seit 2011 ist er bei PHOENIX CONTACT als Senior Specialist im Produktmarketing Safety. Im Lauf seiner über 20-jährigen Erfahrung war er in diversen Normungsgremien (u. a. ISO/TC 199 WG 8, NASG/NAM/DKE Steuerungen, ), Arbeitskreisen bei ZVEI und VDMA sowie als Referent bei Seminaren zur Maschinensicherheit tätig. Er ist Autor von vielen Fachartikeln zum Thema Maschinenrichtlinie, Risikobeurteilung und funktionale Sicherheit. V

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8 Inhaltsverzeichnis Inhaltsverzeichnis 1 Funktionale Sicherheit Was ist das? Normungssituation funktionale Sicherheit Europa USA China Japan Risikobeurteilung und Risikoreduzierung Risikoreduzierung durch Inhärentes Design Risikoreduzierung durch Technische Schutzmaßnahmen Trennende Schutzeinrichtungen Nicht-trennende Schutzeinrichtungen Not-Halt-Einrichtung als ergänzende Schutzmaßnahme Risikoreduzierung durch Benutzerinformation Sichere Steuerungstechnik Erfassung von Signalen Schutztürverriegelung mit und ohne Zuhaltung Berührungslos wirkende Schutzeinrichtungen Not-Halt-Einrichtungen Schaltmatten, Schaltleisten Zwei-Hand-Bedienung Verarbeitung von Signalen Sicherheitsrelais Sicherheitsschaltgeräte Sicherheitssteuerungen Sichere Kommunikation und Netzwerke Aktorik Schütze Drehzahlgeregelte Antriebssysteme Fluidtechnik Beurteilung der funktionalen Sicherheit Von der Risikobeurteilung zur Sicherheitsfunktion Von der Sicherheitsfunktion zum PL r Schwere der Verletzung S VII

9 Funktionale Sicherheit von Maschinen Häufigkeit und Dauer der Gefährdungsexposition F Möglichkeit zur Vermeidung der Gefährdungsereignisse P Technische Realisierung Identifizierung der sicherheitsrelevanten Steuerungsteile Zuweisung zu Teilsystemen Bestimmung des erreichten PL Grundlegende und bewährte Sicherheitsprinzipien Bewährte Bauteile MTTF D Mean Time to Failure, dangerous Diagnosedeckungsgrad Fehler gemeinsamer Ursache Kategorien Bestimmung des PL für ein Teilsystem Wenn die Zuverlässigkeitskennwerte fehlen Bestimmung des PL für die gesamte Sicherheitsfunktion Ist erreichter PL mindestens dem erforderlichen PL r? Verifikation und Validierung Zufällige und systematische Fehler Fehlerannahmen und Fehlerausschlüsse Fehlerarten- und Auswirkungsanalyse Sicherheitsrelevante Software und V-Modell Sicherheitsrelevante Embedded-Software (SRESW) Sicherheitsrelevante Applikations-Software (SRASW) Softwarebasiertes Parametrieren Häufig gestellte Fragen Testeinrichtungen bei Kategorie EMV-Maßnahmen bei CCF Muting als Sicherheitsfunktion Bedingungen zur Ermittlung von MTTF-Kennwerten Mehrheitsentscheider in 2oo3-Struktur Abschätzung des DC FIT vs. PFH und MTTF Serienschaltung von Schutztürschaltern EN ISO oder EN IEC 62061? Kann man auf die Kennwert-Angaben der Hersteller vertrauen?.. 76 VIII

10 Inhaltsverzeichnis 7.11 Anwendungsbereich Risikobewertung Manuelle Rückstelleinrichtung Verwendung von Standardkomponenten Not-Halt-Einrichtungen bei komplexen Anlagen Vereinfachter Ansatz in EN ISO Testrate bei Kategorie Einkanalige Architekturen in Kategorie 3 zulässig? Relais mit Zwangsführung Verwendung von low-demand-komponenten gemäß EN ISO Not-Halt-Einrichtungen mit antivalenten Kontakten Bewertung unterschiedlicher Betriebsarten Literaturverzeichnis Stichwortverzeichnis IX

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