Functional Example CD-FE-I-018-V20-DE

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1 Functional Example CD-FE-I-018-V20-DE Sicherheitsgerichtete Schalttechnik SIRIUS Safety Integrated NotHalt mit überwachtem Start Kategorie 2 nach EN (mit Bewertung nach EN und EN ISO : 2006) mit/ ohne mit einem SIRIUS Sicherheitsschaltgerät 3TK28 mit Hilfsschützen

2 Vorbemerkung Die Funktionsbeispiele zum Thema Safety Integrated sind funktionsfähige und getestete Automatisierungskonfigurationen auf Basis von I IA/DT-Standardprodukten für die einfache, schnelle und kostengünstige Realisierung von Automatisierungsaufgaben in der Sicherheitstechnik. Jedes der vorliegenden Funktionsbeispiele deckt dabei eine häufig vorkommende Teilaufgabe einer typischen Kundenproblemstellung innerhalb der Sicherheitstechnik ab. Neben der Aufzählung aller benötigten Soft- und Hardwarekomponenten und Beschreibung deren Verschaltung miteinander, beinhalten die Funktionsbeispiele getesteten und kommentierten Code. Damit können die hier beschriebenen Funktionalitäten innerhalb kurzer Zeit nachgestellt und so auch als Basis für individuelle Erweiterungen genutzt werden. Wichtiger Hinweis Die Safety Funktionsbeispiele sind unverbindlich und erheben keinen Anspruch auf Vollständigkeit hinsichtlich Konfiguration und Ausstattung sowie jeglicher Eventualitäten. Die Safety Funktionsbeispiele stellen keine kundenspezifische Lösungen dar, sondern sollen lediglich Hilfestellung bieten bei typischen Aufgabenstellungen. Sie sind für den sachgemäßen Betrieb der beschrieben Produkte selbst verantwortlich. Diese Safety Funktionsbeispiele entheben Sie nicht der Verpflichtung zu sicherem Umgang bei Anwendung, Installation, Betrieb und Wartung. Durch Nutzung dieser Safety Funktionsbeispiele erkennen Sie an, dass Siemens über die oben beschriebene Haftungsregelung hinaus nicht für etwaige Schäden haftbar gemacht werden kann. Wir behalten uns das Recht vor, Änderungen an diesen Safety Funktionsbeispielen jederzeit ohne Ankündigung durchzuführen. Bei Abweichungen zwischen den Vorschlägen in diesen Safety Funktionsbeispielen und anderen Siemens Publikationen, wie z.b. Katalogen, hat der Inhalt der anderen Dokumentation Vorrang. I IA CD Safety Integrated Seite 2/11 CD-FE-I-018-V20-DE

3 Inhaltsverzeichnis 1 Gewährleistung, Haftung und Support Funktion Beschreibung der Funktionalität Vorteile / Kundennutzen Erforderliche Komponenten Aufbau und Verdrahtung Übersicht zum Hardwareaufbau Verdrahtung der Hardwarekomponenten Bewertung nach EN und EN ISO : Sicherheitsfunktion Bewertung nach EN Bewertung nach ISO : Zusammenfassung Ansprechpartner Historie I IA CD Safety Integrated Seite 3/11 CD-FE-I-018-V20-DE

4 1 Gewährleistung, Haftung und Support Für die in diesem Dokument enthaltenen Informationen übernehmen wir keine Gewähr. Unsere Haftung, gleich aus welchem Rechtsgrund, für durch die Verwendung der in diesem Safety Funktionsbeispiel beschriebenen Beispiele, Hinweise, Programme, Projektierungs- und Leistungsdaten usw. verursachte Schäden ist ausgeschlossen, soweit nicht z.b. nach dem Produkthaftungsgesetz in Fällen des Vorsatzes, der grober Fahrlässigkeit, wegen der Verletzung des Lebens, des Körpers oder der Gesundheit, wegen einer Übernahme der Garantie für die Beschaffenheit einer Sache, wegen des arglistigen Verschweigens eines Mangels oder wegen Verletzung wesentlicher Vertragspflichten zwingend gehaftet wird. Der Schadensersatz wegen Verletzung wesentlicher Vertragspflichten ist jedoch auf den vertragstypischen, vorhersehbaren Schaden begrenzt, soweit nicht Vorsatz oder grobe Fahrlässigkeit vorliegt oder wegen der Verletzung des Lebens, des Körpers oder der Gesundheit zwingend gehaftet wird. Eine Änderung der Beweislast zu Ihrem Nachteil ist hiermit nicht verbunden. Copyright 2007 Siemens I IA/DT. Weitergabe oder Vervielfältigung dieser Applikationsbeispiele oder Auszüge daraus sind nicht gestattet, soweit nicht ausdrücklich von Siemens I IA/DT zugestanden. I IA CD Safety Integrated Seite 4/11 CD-FE-I-018-V20-DE

5 2 Funktion 2.1 Beschreibung der Funktionalität Befinden sich Menschen (z.b. in der Fertigungstechnik) in der Nähe von Maschinen, müssen diese durch technische Einrichtungen angemessen geschützt werden. Das -Befehlsgerät stellt dabei eine weit verbreitete Komponente dar, um Menschen, Anlagen und die Umwelt vor Gefahren zu schützen. In diesem Safety Functional Example wird das -Befehlsgerät mit einem zwangsöffnenden Kontakt durch ein SIRIUS Sicherheitsschaltgerät 3TK28 mit Hilfsschützen gemäß Kategorie 2 nach EN überwacht. Wird der betätigt, schaltet das Sicherheitsschaltgerät über seine Hilfsschütze mit Zwangsführung gemäß Stoppkategorie 0 nach EN ab. Vor dem Wiedereinschalten bzw. Quittieren der -Abschaltung mittels des Starttasters wird überprüft, ob der Kontakt des -Befehlsgerätes geschlossen ist und die Schütze des Sicherheitsschaltgerätes abgeschaltet haben. Es besteht die Möglichkeit des betriebsmäßigen Schaltens (Ein/Aus) der Schütze. Entweder wird ein potentialfreier Kontakt zwischen Klemme 3 und 4 oder ein potentialgebundener Ausgang (24V DC) z.b. von einer Standard SPS an Klemme 4 angeschlossen. Das betriebsmäßige Schalten ist der Sicherheitsfunktion untergeordnet. Wenn das betriebsmäßige Schalten nicht benötig wird, ist eine Drahtbrücke zwischen Klemme 3 und 4 anzuschließen (siehe Punkt 3.2). Hinweis Einrichtungen, funktionelle Aspekte und Gestaltungsleitsätze zum sind in der EN ISO 13850: 2006 hinterlegt. Zusätzlich ist noch die Norm EN : 2006 zu beachten. 2.2 Vorteile / Kundennutzen Reines Hardware- Engineering ohne Softwareprojektierung Geringe und einfache Verdrahtung Platzsparender Aufbau durch kompakte Sicherheitskombination Einfach erweiterbar durch Erweiterungsgeräte I IA CD Safety Integrated Seite 5/11 CD-FE-I-018-V20-DE

6 3 Erforderliche Komponenten Hardwarekomponenten Tabelle 3-1 Komponente Typ MLFB / Bestellangaben Anz. Hersteller Pilzdrucktaster 1Ö 40mm, mit gelbem Oberteil 3SB DG3 1 ohne Schutzkragen Sicherheitsschaltgerät 3TK28 mit Hilfsschützen 3TK28 3TK2853-1BB40 1 Leer Gehäuse eine 3SB AA3 Befehlsstelle 1 Schaltelement 1S für 3SB3 420-OB Siemens AG 1 Bodenbefestigung Starttaster Drucktaster schwarz mit 3SB AA11 flachem Druckknopf 1 Nenndurchmesser 22mm optional: 3SB EL Beschriftungsschild 1 Start Hinweis Die Funktionalität wurde mit den angegebenen Hardwarekomponenten getestet. Es können auch ähnliche, von obiger Liste abweichende Produkte (z.b. ein anderes Sicherheitsschaltgerät 3TK28) verwendet werden. Bitte beachten Sie in einem solchen Fall, dass ggf. Änderungen bei der Verdrahtung der Hardwarekomponenten (z.b. andere Anschlussbelegung) notwendig werden. I IA CD Safety Integrated Seite 6/11 CD-FE-I-018-V20-DE

7 4 Aufbau und Verdrahtung 4.1 Übersicht zum Hardwareaufbau Erfassen Start Sicherheitsschaltgerät 3TK28 mit Hilfsschützen Auswerten und Reagieren 4.2 Verdrahtung der Hardwarekomponenten L+(24V DC) NOT- HALT Start Q1...Qn * A1 A2 1 2 Y11 Y12 Y35 Y21 Y22 Y32 Y33 Y A1 A TK2853-1BB M Q1 Qn * Brücke zwischen Klemme 3 und 4 bei Nichtverwenden der Funktion betriebsmäßiges Schalten I IA CD Safety Integrated Seite 7/11 CD-FE-I-018-V20-DE

8 5 Bewertung nach EN und EN ISO : Sicherheitsfunktion Vorbemerkung ist kein Mittel zur Risikominderung ist eine ergänzende Sicherheitsfunktion Ergänzende Sicherheitsfunktion Für die weitere Betrachtung wird die folgende ergänzende Sicherheitsfunktion zu Grunde gelegt: ergänzende Sicherheitsfunktion SF 1 Wenn betätigt wird, muss der Motor ausgeschaltet werden. Im Folgenden wird die oben genannte Sicherheitsfunktion nach den beiden Normen EN und EN ISO : 2006 bewertet. I IA CD Safety Integrated Seite 8/11 CD-FE-I-018-V20-DE

9 5.2 Bewertung nach EN Parameter zur Berechnung von PFH D für "Erfassen" () und "Reagieren"(Schütz) Parameter Wert Begründung Festlegung B10 Schütz Anteil gefahrbringender Ausfälle Schütz T1 Gebrauchsdauer C Anzahl Betätigungen des Anzahl Betätigungen Schütze DC Diagnosedeckungsgrad Parameter Auswerten 1 * * 10 6 Herstellerangabe 0,2 0, h (20Jahre) 6 * 10-3 /h 6 * 10-3 /h 0 (0%) Herstellerangabe (20%) (75%) Herstellerangabe Annahmen: Einmal pro Woche (7*24 Stunden) erfolgt eine Betätigung (Test ). An allen Tagen im Jahr (365 Tage) können Betätigungen stattfinden. Die Schütze sind immer angezogen und werden nur bei Betätigung des s betätigt. Es wird keine Fehlerreaktion eingeleitet. (Worst Case Betrachtung). Siemens Anwender Parameter Komponente Wert Festlegung PFH D (3TK) 3TK2853 1,08 * Siemens Zusammenfassung EN SIL CL PFH D Erfassen 1 Hardwarefehlertoleranz: HFT = 0 1,2 * Architektur: Basis- Anteil sicherer Ausfälle: SFF = 0 (0%) Teilsystemarchitektur A Auswerten 3 Verwendung von bewährten Bauteilen Herstellerangabe 1,08 * Herstellerangabe Reagieren 1 Hardwarefehlertoleranz: HFT = 0 4,5 * Architektur: Basis- Anteil sicherer Ausfälle: SFF = 0 (0%) Teilsystemarchitektur A Verwendung von bewährten Bauteilen Ergebnis 1 SIL CL aller Aufgaben der ergänzenden Sicherheitsfunktion ist mindestens 1. Der PFH D (=1,24 * ) der gesamten ergänzenden Sicherheitsfunktion ist kleiner als SIL1. I IA CD Safety Integrated Seite 9/11 CD-FE-I-018-V20-DE

10 5.3 Bewertung nach ISO :2006 Parameter zur Berechnung von MTTF d für "Erfassen" () und "Reagieren"(Schütz) Parameter Wert Begründung Festlegung B10 Herstellerangabe Schütz 1 * * 10 6 Siemens Anteil gefahrbringender Ausfälle Schütz 0,2 0,75 Herstellerangabe (20%) (75%) d op mittlere Betriebszeit in Tagen pro Jahr h op mittlere Betriebszeit in Stunden pro Tag t Zyklus mittlere Zeit zwischen dem Beginn zweier aufeinander folgender Zyklen des Bauteils Schütz 365 Tage pro Jahr 24 Stunden pro Tag 168h/Zyklus 168h/Zyklus Annahme: An allen Tagen im Jahr finden Betätigungen statt. Annahme: Zwischen dem Betätigen des (Test ) und der Schütze liegt eine Woche (7 * 24 Stunden). Zwischenergebnisse (sind in diesem Beispiel identisch für und Schütz): Zwischenergebnis Begründung MTTF d hoch MTTF d 30 Jahre DC kein DC=0% Anwender Maßnahmen nicht relevant gegen CCF Kategorie 1 Systemverhalten: Das Auftreten eines Fehlers kann zum Verlust der Sicherheitsfunktion führen. Parameter Auswerten Parameter Komponente Wert Festlegung PFH D (3TK) 3TK2853 1,08 * Siemens Ergebnis ISO :2006 PL Durchschnittliche Wahrscheinlichkeit eines gefährlichen Ausfalls je Stunde Erfassen c 1,14 * (aus Anhang K; siehe Hinweis) Auswerten e 1,08 * Reagieren c 1,14 * (aus Anhang K; siehe Hinweis) Ergebnis c PL aller Aufgaben der ergänzenden Sicherheitsfunktion ist mindestens c. Hinweis: Die MTTF d für jeden Kanal ist auf ein Maximum von 100 Jahren begrenzt! I IA CD Safety Integrated Seite 10/11 CD-FE-I-018-V20-DE

11 5.4 Zusammenfassung EN ISO :2006 SIL CL PFH D PL Durchschnittliche Wahrscheinlichkeit eines gefährlichen Ausfalls je Stunde Erfassen 1 1,2 * c 1,14 * Auswerten 3 1,08 * e 1,08 * Reagieren 1 4,5 * c 1,14 * Ergebnis SIL1 PL c 6 Ansprechpartner Technical Assistance für Niederspannungs-Schalttechnik Persönlich von Mo - Fr bis (CET) Telefon: +49 (911) [email protected] Internet: 1http:// Per Fax rund um die Uhr Fax: +49 (911) Historie Tabelle 7-1 Historie Version Datum Änderung V Erste Ausgabe V Überarbeitung der Übersicht zum Hardwareausbau - Neues Kapitel: Bewertung nach EN und EN ISO I IA CD Safety Integrated Seite 11/11 CD-FE-I-018-V20-DE