V.Mknowledge. Prüfung und Bewertung von Elektrokettenzügen

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1 Prüfung und Bewertung von Elektrokettenzügen und Steuerungen In der mobilen Veranstaltungstechnik werden in großer Zahl und mit unterschiedlicher Ausstattung Elektrokettenzüge eingesetzt. Hierbei bestehen oft abweichende Meinungen bezüglich dessen, wie die Kettenzüge benutzt werden dürfen, welche Dokumente erforderlich sind und wie und was geprüft werden muss bzw. nicht so einfach geprüft werden kann. Dipl.-Ing. Johannes Heinz (VBG) im Gespräch. Wann und wo müssen BGV C1-Hebezeug-Systeme eingesetzt werden? Johannes Heinz: Immer dann, wenn eine szenische Nutzung (Bewegung) der Systeme erfolgt. Darüber hinaus ist es üblich, in fest eingerichteten Veranstaltungsstätten und Theatern grundsätzlich BGV C1-Systeme einzubauen (siehe auch Geltungsbereich der UVV BGV C1). Was sind die Grundanforderungen für den Einsatz von Hebezeugen nach BGV C1 für szenische Verwandlungen über Personen? Heinz: Die Hebezeuge müssen mechanisch und elektrisch dem geltenden Recht, d.h. den Anforderungen des Produktsicherheitsgesetzes (ehem. GPSG), der Maschinenrichtlinie, der BGV C1 und einer Vielzahl von Regeln der Technik entsprechen. Zusammengefasst sind die Anforderungen in der DIN Wesentliche mechanische und elektrische Merkmale sind hiernach die Dimensionierung aller tragender Konstruktionselemente, der Tragmittel, der beiden Bremsen und die Ausrüstung der Hebezeuge mit Überlastabschaltung sowie Betriebs- und Notendabschaltung. Dies unterscheidet einen C1-Kettenzug deutlich von einem D8-Kettenzug. Des Weiteren muss bei Systemen, die eine Steuerung haben, die funktionale Sicherheit gewährleistet sein. Damit ist gemeint, dass die Systeme nicht nur sicher funktionieren müssen, sondern dass sie auch dauerhaft und unter allen Bedingungen ihre Funktion erfüllen. Steuerungen, die auf der Basis einschlägiger Normen entwickelt und zertifiziert worden sind, können dies gewährleisten. Diese einschlägigen Normen sind einmal die DIN EN 61508, aus der sich der Begriff SIL (Safety Integrity Level) ableitet, zum anderen die DIN EN ISO 13849, in der wiederum der Begriff Performance Level (PL) eingeführt wird. Zusätzlich gibt es auch noch die Vorgehensweise nach der DIN EN 62061, die in weiten Teilen auf die DIN EN verweist und nur fertige Subsysteme betrachtet. Wie ist der Zusammenhang zwischen der Unfallverhütungsvorschrift BGV C1 und den Normen DIN 56950, DIN EN 60204, DIN EN und wie stehen die Normen zur Maschinenrichtlinie und dem Produktsicherheitsgesetz? 62 VPLT.Magazin.61

2 V.M knowledge Heinz: Die BGV C1 richtet sich bezüglich maschinentechnischer Einrichtungen vorrangig an die Betreiber/Benutzer und Anwender der Maschinen. Da diese nur maschinentechnische Einrichtungen benutzen dürfen, die sicherheitstechnisch den grundlegenden Anforderungen für Maschinen entsprechen, bedeutet dies automatisch, dass sie auch den genannten Normen entsprechen müssen. Die Normen sind im Anhang der BGV C1 gelistet. Bei den von Ihnen angesprochenen Normen handelt es sich um Regeln der Technik, die Anforderungen an Produkte beinhalten und sich somit direkt an den Hersteller richten. Das Produktsicherheitsgesetz mit der Maschinenrichtlinie bildet dazu den gesetzlichen Rahmen. Welchen rechtlichen Status haben Branchenstandards wie zum Beispiel igvw SQP2? Oder konkret gefragt, müssen oder sollen D8- Plus-Hebezeuge alle 4 Jahre durch Sachverständige geprüft werden? Heinz: Branchenstandards sind Regeln der Technik wie z. B. auch DIN- Normen oder Berufsgenossenschaftliche Informationen (BGI). Von Regeln der Technik kann man abweichen, wenn man die gleiche Sicherheit auf andere Weise erreichen kann. Der Nachweis hierzu obliegt immer dem, der eine andere Lösung anstrebt und muss mit einer Gefährdungsbeurteilung dokumentiert werden. Die Frage bezüglich der erforderlichen Prüfung von D8-plus-Hebezeugen ist einfach zu beantworten. Diese Hebezeuge sind maschinentechnische Einrichtungen im Sinne der BGV C1. Sie halten Lasten über Personen und sind daher zu prüfen wie klassische C1-Hebezeuge. Also müssen. Gelten die Anforderungen auch für ausländische Hersteller und Tourneeproduktionen mit Fremdtechnik in Deutschland? Heinz: Für einen ausländischen Hersteller gilt, wie vorgenannt, die Rechtsfolge Maschinenrichtlinie, Produktsicherheitsgesetz, technische Regeln, wenn er sein Produkt in Deutschland in-verkehr-bringen will.

3 Zum Thema Tourneeproduktion besagt das deutsche Arbeitsschutzrecht (z. B. BGV A1), dass auch ausländische Unternehmen nach dem hiesigen Rechtssystem und Regelwerk handeln müssen. Ist die oft übliche Annahme, dass man schon mit einem BGV C1-Standard-Hebezeug so gut wie alles machen darf, richtig? Heinz: Mit einem vollständig den Anforderungen entsprechenden BGV C1-Hebezeug-System können im Rahmen des bestimmungsgemäßen Gebrauchs die entsprechenden szenischen Bewegungen durchgeführt werden. Vollständig den Anforderungen entsprechend bedeutet, dass das Hebezeug-System von seiner Bauart her den geltenden Normen entspricht, sowie dass alle erforderlichen Prüfungen nachgewiesen sind. Ein derartiges System besteht aus dem eigentlichen BGV C1-Hebezeug und der dazu gehörenden Steuerung. Bei der Steuerung resultieren die Anforderungen aus der Art der zu bewegenden Last, der szenischen Bewegung und natürlich aus den Eigenschaften des Hebezeuges selbst. Um dies nochmals zu verdeutlichen: Ein Hebezeug, welches zwar die Standard-C1-Ausrüstung beinhaltet, kann ohne weitere Komponenten für die sicherheitsrelevanten Funktionen, wie z. B. Lastüberwachung oder ggf. auch Gleichlaufüberwachung, nicht für jeden C1-Anwendungsfall eingesetzt werden. Leider gibt es immer wieder Produkte, die mit einer BGV C1-Kennzeichnung beworben werden, bei näherer Betrachtung jedoch nicht alle Bedingungen, die dazu erfüllt sein müssten, tatsächlich einhalten. Im Klartext: Hier ist nicht das drin, was draufsteht. Ein derartiges Verhalten am Markt macht allen Beteiligten das Leben schwer. Besonders ärgerlich ist, wenn Anwender in gutem Glauben Arbeitsmittel erwerben, von denen sich später herausstellt, dass sie für den vorgesehenen Einsatzzweck doch nicht vollständig geeignet sind. Wo sind die grundlegenden Anforderungen an Steuerungen für szenischen Verwandlungen definiert? Heinz: Die Anforderungen an Steuerungen sind für den Anwender u.a. abzuleiten aus der BGV C1, die zwar keine direkten Anforderungen an Steuerungen formuliert, jedoch auf die DIN verweist. Dort sind die vorgenannten Verfahren nach DIN EN bzw. DIN EN ISO eingefordert. Der andere Weg ist, dass über das Produktsicherheitsgesetz mit der ihm nachgeordneten Maschinenrichtlinie der Hersteller in die Pflicht genommen wird und dabei letztendlich bei den identischen Normen landet. Wie ermittelt ein Anwender die spezifischen Anforderungen bzgl. der erforderlichen Eigenschaften eines benötigten Systemes? 64 VPLT.Magazin.61

4 Heinz: Die funktionellen und sicherheitsrelevanten Anforderungen resultieren aus der Bewertung aller tatsächlich zu erwartenden Gefährdungen. Sie sind das Ergebnis einer Analyse der beabsichtigten szenischen Bewegung, der Art der zu bewegenden Last sowie des betroffenen Umfelds. Mit Hilfe der Risikographen aus den entsprechenden Normen (z. B. DIN EN oder DIN EN ISO 13849) wird für jede sicherheitsgerichtete Funktion dann der erforderliche Sicherheits-Level ermittelt. Was versteht man unter SIL-Level, wann ist das notwendig und wie ermittelt man diesen? Heinz: Auf Basis der DIN EN bedeutet SIL Safety Integrity Level (oder deutsch Sicherheits-Integritäts-Level). Das ist ein Maß für die Zuverlässigkeit einer Steuerung, und zwar hardware- wie software-seitig. Die Vorgehensweise der SIL-Systematik ist immer dann für elektronisch programmierbare Steuerungen erforderlich, wenn mit ihnen Sicherheitsfunktionen für komplexe Systeme sicher gestellt werden. Die Ermittlung des SIL-Levels erfolgt auf der Basis des entsprechenden Risikographen dieser DIN. Hierbei ist es im ersten Schritt erforderlich, die Gefährdungen zu identifizieren und dann über den Risikographen für jede Einzelgefährdung eine Risikobewertung vorzunehmen. Auf diesem Weg erhält man in Abhängigkeit vom möglichen Schadensaus-

5 maß und der Eintrittswahrscheinlichkeit ein in der Steuerung zu verwirklichendes Sicherheitsniveau. Das bedeutet, dass für die den Gefährdungen zuzuordnenden Steuerungsfunktionen (z. B. Überlastabschaltung oder Not-Halt-Funktionen) auch unterschiedliche Sicherheitsintegritätslevel erforderlich sein können. Üblich ist es geworden, dass bei Steuerungen meist nicht zwischen den einzelnen Funktionen differenziert wird, sondern dass oft der maximal erforderliche SIL umgesetzt wird was bei genauem Hinsehen eigentlich nicht immer wirklich notwendig ist. Während und nach der Realisierung der Steuerung muss immer wieder nachgeprüft und am Ende nachgewiesen werden, dass der angestrebte SIL auch tatsächlich erreicht wurde. Für den SIL 3 muss dies durch eine unabhängige Prüforganisation durchgeführt werden. Quelle + Infos: Gibt es auch die Möglichkeit, Steuerungen nach der DIN EN ISO auszulegen, wenn diese im Sinne der BGV C1 eingesetzt werden? Heinz: Ja, für nicht-komplexe Steuerungen besteht, wie bereits oben erläutert, diese Möglichkeit. Anschauliche Beispiele, u.a. aus dem Fernsehbereich, finden sich in der kostenlosen BGIA-Schrift Funktionale Sicherheit von Maschinensteuerungen Anwendung der DIN EN ISO 13849, die über die DGUV/IFA zu beziehen ist. Was unterscheidet die DIN EN von der DIN EN ISO 13849? Heinz: Die DIN EN ist ein internationales Papier, das nicht harmonisiert ist, und war ursprünglich als Basis für Normensetzer und für die Prozessindustrie (Prozesssteuerung) und die Maschinensteuerungen gedacht. Die DIN EN ISO ist eine harmonisierte Norm aus der Normenreihe Sicherheit von Maschinen, die auf die Anwendung von Maschinensteuerungen im Sinne der Maschinenrichtlinie konzipiert wurde und einen praktikablen Extrakt (der DIN EN 61508) in Form von vorgegebenen Strukturen darstellt. Die neu erarbeitete DIN Veranstaltungstechnik Maschinentechnische Einrichtungen Sicherheitstechnische Anforderungen und Prüfungen stellt beide Normen gleichberechtigt nebeneinander, wobei empfohlen wird, die DIN EN vorrangig für komplexe Steuerungssysteme zu verwenden, die DIN EN ISO hingegen für eher übersichtlichere Systeme. Damit meint die Norm zum Beispiel, dass Züge zwar in Gruppen fahren können, aber keine miteinander verbundenen Lasten gemeinsam bewegt werden. Die DIN EN räumt dem Hersteller (Konstrukteur/Programmierer) vielfältige Gestaltungsmöglichkeiten ein, macht damit aber auch die Prüfung derartiger Systeme sehr komplex. Die DIN EN ISO hingegen beinhaltet vorgeschlagene Wege für die Gestaltung von Hardware ( Schaltungsarchitektur ) und macht damit auch einen Nachweis der erbrachten Zuverlässigkeit einfacher. Wer ist für das Festlegen des Sicherheitsniveaus von Steuerungen zuständig? 66 VPLT.Magazin.61

6 V.M knowledge Heinz: Für die eigentliche Steuerung ist hier immer der Steuerungshersteller verantwortlich. Er definiert den Anwendungsbereich für die von ihm konzipierte Steuerung und legt damit die bestimmungsgemäße Benutzung fest. Andererseits muss sich der Benutzer/Anwender Gedanken darüber machen, was seine Steuerung können muss. Somit besteht auch für ihn die Notwendigkeit, wenn er eine auf seine Anwendungsfälle angepasste Steuerung haben möchte, zu analysieren, für welche Funktionen er welches Sicherheitsniveau benötigt um dann auf dieser Basis die ent-sprechende Steuerung auszuwählen. Damit ist der Benutzer in der Verantwortung, nur Systeme einzusetzen, die von ihrer Bauart her geeignet sind, sichere Funktionsabläufe zu gewährleisten, und die entsprechend geprüft und zertifiziert sind. Setzt ein Benutzer nicht geprüfte Systeme ein und versucht, mit Peripheriemaßnahmen wie Sichtbetrieb und konventionellen Not-Halt-Funktionen das erforderliche Sicherheitsniveau behelfsmäßig herzustellen, ist dies eine sehr fragwürdige und de jure keinesfalls korrekte Vorgehensweise.

7 Müssen Steuerungen überhaupt herstellerseitig zertifiziert werden? Heinz: Grundsätzlich erst einmal nein, denn für Maschinen und Systeme, die rein auf der Basis der Maschinenrichtlinie in Verkehr gebracht werden, ist eine Konformitätserklärung ausreichend. Dennoch besteht ein Sachzwang, denn für den Prüfer ist es im Nachhinein im Grunde unmöglich, eine Steuerung, bei deren Entwicklung er nicht begleitend tätig war, zu bewerten und zu zertifizieren. Für Systeme, die zur szenischen Bewegung eingesetzt werden, wird auf Basis der BGV C1 eine Prüfung immer erforderlich sein. Der ermächtige Sachverständige wird hierbei ebenfalls immer wieder vor der Tatsache stehen, dass auch er eine nicht zertifizierte Steuerung nicht bewerten kann. Insofern ist die Zertifizierung für ein Bestehen am Markt de facto unumgänglich. Komplexe Steuerungen, die dem SIL 3 der DIN EN entsprechen sollen, müssen von einer unabhängigen Prüforganisation geprüft sein. Kann man für Steuerungen, bei denen sicherheitsrelevante Funktionen durch die Software gewährleistet werden, auf der Basis von Funktionsprüfungen, die z.b. im Rahmen von Abnahmeprüfungen erfolgen, Aussagen über die Zuverlässigkeit der Steuerung ableiten? Heinz: Nein. Funktionsprüfungen können nur die Funktion eines Systems zum jeweiligen Zeitpunkt der Prüfung testen. Ob das System danach auch dauerhaft und unter allen Bedingungen sicher funktioniert, kann man hierbei jedoch nicht feststellen. Grundsätzlich kann man davon ausgehen, dass eine Software immer nur das ausführt, wozu sie programmiert wurde. Software für sich wird nicht altern oder verschleißen. Sie wird auch nicht zufällig versagen. Trotzdem sind jedem von uns Softwarestörungen aus dem täglichen Umfeld bekannt. Warum ist das so? Heinz: Wenn eine Software immer nur das macht, wofür sie programmiert wurde, muss die Ursache für eine spätere Störung zwangsläufig schon bei der Programmierung entstanden sein. Fehler, die dort bereits implementiert wurden, erzeugen unter irgendwelchen bzw. unter ganz bestimmten Umständen die bereits vorprogrammierten Störungen. Im Weiteren können auch Fehler in der Hardware, zum Beispiel im Programmspeicher, zu falschen oder fehlerhaften Abläufen führen. Solche Fehler können beispielsweise durch Alterung der Hardware entstehen. Eine sichere Software kann also nur eine Software sein, die so gründlich durchdacht ist, dass alle Umstände und Einflüsse, die Auswirkungen haben können, bereits bei der Konzeptionierung berücksichtigt wurden. Und eine Software, die selber prüft, ob die Hardware, auf der sie gespeichert ist und auf der sie läuft, noch in Ordnung ist. 68 VPLT.Magazin.61

8 Die Prüfung einer sicherheitsgerichteten Software ist daher mindestens genauso komplex wie ihre eigentliche Realisierung, beruht auf umfangreichen Verifizierungs- und Validierungsprozessen und ist nur entwicklungsbegleitend möglich. Auch umfangreichste Funktionsprüfungen können systematische Fehler nicht erkennbar machen. Die Maschinenrichtlinie, DIN EN 60204, DIN EN ISO und DIN EN sind europäische Rechtsnormen. Gelten die vorgenannten Pflichten dann nicht nur für Deutschland, sondern für den Einsatz in Gesamteuropa? Heinz: Soweit hier die Herstellung und das in-verkehr-bringen angesprochen sind, gelten die genannten Regelwerke für jeden Hersteller, der in Europa entsprechende Produkte herstellt und/oder auf dem Markt bereitstellt. Dies ist die neue Begrifflichkeit für das in-verkehr-bringen. Die Regelungen für den Benutzer/Betreiber/Anwender hingegen weichen in den verschiedenen europäischen Ländern voneinander ab. Für jeden Benutzer gilt natürlich das Recht des Staates, in dem er sein System betreibt. Welche Prüfungen oder Abnahmen sind vor der Erstinbetriebnahme von BGV C1-Hebezeugen erforderlich? Heinz: Formal sind für maschinentechnische Einrichtungen, die szenisch eingesetzt werden und aus der Maschinenrichtlinie ausgenommen sind, Vor-, Bau- und Abnahmeprüfungen erforderlich. Dabei muss der Sachverständige zum Beispiel prüfen, ob für eine komplexe Steuerung nach DIN ein Nachweis einer unabhängigen Prüforganisation über den SIL 3 aller Sicherheitsfunktionen vorliegt. Für Maschinen, die in den Geltungsbereich der Maschinenrichtlinie fallen, sind diese Prüfungen formal nicht vorgeschrieben, sondern werden durch die Konformitätserklärung zusammen mit einer Sicht- und Funktionsprüfung ersetzt (siehe hierzu auch Abschnitt der BBG 912). Wann ist bei einer Veranstaltung eine Systemprüfung notwendig und wann ist lediglich der Nachweis der Prüfung der einzelnen Hebezeuge ausreichend? Heinz: Der einfachste Fall ist der, dass einzelne Hebezeuge so eingesetzt werden, dass sie sich in keiner Weise gegenseitig beeinflussen und auch keine Personen damit bewegt werden. Dann reicht, wie eben bereits gesagt, die Konformitätserklärung des Herstellers mit einer Sicht- und Funktionsprüfung der mechanischen und elektrischen Ausrüstung jedes einzelnen Hebezeuges aus. Sobald Hebezeuge aber in einem System zusammenwirken und die Sicherheit des Gesamtsystems von einzelnen Komponenten abhängig ist, ist auch eine Bewertung des Gesamtsystems erforderlich - zum Beispiel bei komplexen Systemen. Also Systeme, bestehend aus mehreren C1-Hebezeugen, die eine gemeinsame Last bewegen, bei denen ein Gleichlauf gewährleistet sein muss oder vielleicht auch Kollisionsgefahr besteht. Immer dann ist eine Prüfung durch einen ermächtigten Sachverständigen durchzuführen, der überprüfen muss, ob ein Nachweis bzgl. der Steuerung vorliegt. Welche Dokumente, Bescheinigungen und Zertifikate muss der Hersteller und Bereitsteller von szenischen Hebezeugen und Steuerungen generell erbringen? Heinz: Hier gibt es einerseits Dokumente, die der Hersteller dem Benutzer übergeben muss (Benutzerinformation). Dazu zählen z.b. die CE-Konformitätserklärung, die Bedienungsund Montageanleitung, die Wartungsanleitung, Prüfanweisung und Prüfkriterien, bis hin zu Vorgaben für die Außerbetriebnahme. Soweit durch den Hersteller zu erbringen, zählen hierzu auch Prüfnachweise. Daneben gibt es eine viel größere Zahl an Dokumenten, die der Hersteller ebenfalls erbringen muss, die er jedoch nicht dem Nutzer übergeben muss. Diese sind aber für einen Prüfenden, z. B. eine Prüfstelle oder einen Sachverständigen, von großer Bedeutung.

9 Hier reicht das Spektrum von der Gefahren- und Risikoanalyse über Planungs- und Fertigungsunterlagen bis hin zu Werkszeugnissen. Siehe hierzu auch DIN Was sind die Prüfgrundsätze und was beinhalten sie? Heinz: Prüfgrundsätze für die Veranstaltungstechnik sind die in der BGG 912 Grundsätze für die Prüfung maschinentechnischer Einrichtungen in Bühnen und Studios beschriebenen Verfahren. Diese Grundsätze beruhen auf den Anforderungen der BGV C1 und der Betriebssicherheitsverordnung. Sie beschreiben die Arten der durchzuführenden Prüfungen, die erforderliche Dokumentation sowie die Qualifikation der Personen, die Prüfungen durchführen. Und sie verweisen im Anhang auf anwendbare Normen. Sie beinhalten auch die Regelungen für die wiederkehrenden Prüfungen und Hilfen für die Ermittlung von Prüffristen. Allgemein gilt, dass D8 plus- und C1-Elektrokettenzüge mindestens einmal jährlich durch einen Sachkundigen und alle 4 Jahre durch einen ermächtigten Sachverständigen zu prüfen sind. Verantwortlich für die Veranlassung der Prüfung ist der Betreiber/Benutzer, für die ordnungsgemäße Durchführung der jeweilige Prüfer selbst. Heinz: Als befähigte Personen für die Prüfung von maschinentechnischen Einrichtungen gelten vorrangig Sachkundige und ermächtigte Sachverständige. Sachkundige sind in der Regel Mitarbeiter der Hersteller, aber auch durch den Hersteller besonders geschulte Fachkräfte. Ermächtige Sachverständige sind Ingenieure, die vom Unfallversicherungsträger besonders ermächtigt sind. Je nach Ermächtigungsumfang sind diese befugt, die verschiedenen Arten von Prüfungen an maschinentechnischen Einrichtungen durchzuführen. Hierbei kann es erforderlich sein, dass für besondere Technologien besonders qualifizierte Sachverständige, z.b. für die Bewertung von Steuerungen, hinzugezogen werden müssen (siehe auch Abschnitt 4.2, BGG 912). Was ist hinsichtlich der Prüfungen bei der Benutzung von Elektrokettenzügen für den Einsatz bei Flugwerken zu beachten? Heinz: Als Flugwerke werden hauptsächlich Prospektzuganlagen oder klassische Punktzüge der Theatertechnik benutzt. In der mobilen Veranstaltungswelt können auch Punktzüge in Form von C1-Elektrokettenzügen eingesetzt werden. Sind C1-Elektrokettenzüge für den Einsatz bei Flugwerken vorgesehen, gilt die Ausnahme der Maschinenrichtlinie. Damit ist eine einfache Konformitätserklärung nicht mehr ausreichend. Vielmehr sind Vor-, Bau- und Abnahmeprüfung wie in der BGG 912 beschrieben durch ermächtigte Sachverständige durchzuführen. Wer darf welche Prüfungen durchführen? Dipl.-Ing. Johannes Heinz ist bei der Verwaltungs-Berufsgenossenschaft (VBG) in Mainz beschäftigt und dort Leiter des Sachgebiets Bühnen und Studios. 70 VPLT.Magazin.61