Bewertung der Sicherheit von Maschinensteuerungen

Für die Einhaltung der Maschinenrichtlinie spielt die Berechnung von Ausfallwahrscheinlich­keiten eine große Rolle. Sie ist die Grundlage, um das Sicherheitsniveau einer Sicherheitsfunk­tion zu ermitteln. Das einheitliche Datenformat 66413 des VDMA und Berechnungstools helfen bei der Berechnung. Der VDMA hatte sie im Februar in Frankfurt am Main vorgestellt – (siehe GIT SICHERHEIT 4/2016). In einer kleinen Serie berichten die beteiligten Unternehmen von ­ihren Beiträgen zur Erarbeitung der Lösung. Es geht weiter mit einem Beitrag von Dr. Michael Huelke vom Institut für Arbeitsschutz der Deutschen Gesetzlichen Unfallversicherung (IFA).

Die lizenzfreie Software Sistema (Sicherheit von Steuerungen an Maschinen) dient 60.000 registrierten Nutzern der Bewertung der Sicherheit von Maschinensteuerungen im Rahmen der DIN EN ISO13849-1. Das Windows-Tool bildet die Struktur der sicherheitsbezogenen Steuerungsteile auf der Basis der sogenannten vorgesehenen Architekturen nach und berechnet Zuverlässigkeitswerte auf verschiedenen Detailebenen einschließlich des erreichten Performance Level (PLr). Risikoparameter zur Bestimmung des erforderlichen Performance Level (PLr), die Kategorie, die Maßnahmen gegen Fehler gemeinsamer Ursache (CCF) bei mehrkanaligen Systemen, die mittlere Bauteilgüte (MTTFD) und die mittlere Testqualität (DCavg) von Bauelementen bzw. Blöcken lassen sich Schritt für Schritt erfassen. Die Auswirkung jeder Parameteränderung auf das Gesamtsystem wird direkt angezeigt und kann als Report ausgedruckt werden.

2016 wurde eine völlig überarbeitete und erweiterte Version 2 der Software veröffentlicht. Die Neuerungen in Sistema 2.0 [1] ergaben sich durch folgende Anlässe:

• Änderungen in der 3. Ausgabe der DIN EN ISO 13849-1:2016, beschrieben in einer IFA-Information [2]. Die bisherigen Versionen Sistema 1.x.x bezogen sich auf die 2. Ausgabe der Norm.
• Implementierung einer Importschnittstelle und einer zusätzlichen Bedienoberfläche für Kennwert-Bibliotheken im Format des VDMA-Einheitsblattes 66413;
• Erweiterung der Sistema-Datenbasis (Werte und Textfelder) aufgrund von Verbesserungsvorschlägen aus der praktischen Anwendung;
• Weitere aus der Praxis gewünschte Funktionen.

Import von VDMA-Bibliotheken
Zum Einlesen von Kennwert-Bibliotheken im Format des VDMA-Einheitsblattes 66413 wurden eine neue Importschnittstelle und eine zusätzliche Bedienoberfläche als eigenes Windows-Fenster realisiert. Im Folgenden werden die wesentlichen Funktionen kurz beschrieben. Alle diese Neuerungen sind im Sistema-Kochbuch 5 (Version 2) [3] ausführlich dargestellt.

Das neue Fenster wird über den Befehl „VDMA-Bibliothek“ geöffnet. Kennwert-Bibliotheken werden lokal oder direkt – ohne Datenserver – über das Netzwerk geöffnet und sind im linken Navigationsfenster nach Herstellern sortiert dargestellt (rote Symbole „MA“). Diese Liste der Hersteller und Bibliotheken wird in der Windows-Registrierungsdatenbank gespeichert und die angezeigten Bibliotheken können mit einem Klick erneut geladen werden. Jede Bibliothek (gelbe Symbole „LB“) enthält Geräte (grüne Symbole „De“) nur eines Herstellers. Jedes Gerät kann mit einem oder mehreren Anwendungsfällen eingetragen sein. Ein Anwendungsfall ist das niedrigste Objekt in dieser Hierarchie. Das Symbol vor einem Anwendungsfall ist eine Kombination der vier Gerätetypen (Ziffern 1 bis 4 nach Einheitsblatt) und den Sistema-Symbolen für Subsystem (grünes SB), Block (blaues B) und Element (violettes E). Die letztgenannten Sistema-Symbole zeigen an, wie die Anwendungsfälle in Sistema eingefügt werden können.

Fazit
Die Software wurde mit der Version 2 den Wünschen aus der Praxis entsprechend verbessert und an die durch die 3. Ausgabe der DIN EN ISO 13849-1 entstandenen neuen Möglichkeiten angepasst. Zusätzlich wurden eine neue Importschnittstelle und eine zusätzliche Bedienoberfläche zum Einlesen von Kennwert-Bibliotheken im Format des VDMA-Einheitsblattes 66413 realisiert. Die Software wird weiterhin das eigene Format der Sistema-Bibliotheken unterstützen und deren Funktionen ausbauen. Für den Maschinen- und Steuerungsbau bieten die Sistema-Bibliotheken nach wie vor die einzige Möglichkeit, selber auch Bauteile und komplexere Steuerungsteile für die Wiederverwendung zu speichern.

Alle Praxishilfen des IFA zur DIN EN ISO 13849 werden sukzessive an die Änderung der Norm angepasst und verfügbar gemacht [4]. Die Reports 2/2008 und 7/2013 werden an den neuen Stand der Norm angepasst und deren Schaltungsbeispiele mit Sistema 2.0 berechnet.

Weiterführende Informationen
[1] Huelke, M.; Lungfiel, A.; Hauke, M.: Sistema 2.0 – Die wesentlichen Neuerungen im Überblick. Hrsg.: Institut für Arbeitsschutz der Deutschen Gesetzlichen Unfallversicherung (IFA), Sankt Augustin 2016, www.dguv.de/webcode/m1242008
[2] Hauke, M.; Apfeld, R.; Bömer, T.; Huelke, M.; Rempel, P.; Ostermann, B.: Änderung der DIN EN ISO 13849-1 – Die wesentlichen Neuerungen aus 2015 im Überblick. Hrsg.: Institut für Arbeitsschutz der Deutschen Gesetzlichen Unfallversicherung (IFA), Sankt Augustin 2015,
www.dguv.de/webcode/m812394
[3] Sistema-Kochbücher. Hrsg.: Deutsche Gesetzliche Unfallversicherung (DGUV), Berlin 2016,
http://www.dguv.de/webcode/d109240
[4] Praxishilfen zur „Sicherheit von Maschinensteuerungen nach DIN EN ISO 13849“
http://www.dguv.de/ifa/13849

---

SERIE
Standardisierte Kennwertbibliotheken für den Maschinenbau
das könnte Sie auch interessieren:

• VDMA 66413, Rollout im Maschinenbau
• Sicheres Kalkül, Safety Calculator PAScal erleichtert den Umgang mit Normen und Richtlinien
• Safety Evaluation Tool, Sicherheitsfunktionen normenkonform und herstellerunabhängig berechnen
• Maschinensicherheit planen, Design-Tool für funktionale Sicherheit erleichtert Konstrukteuren die Arbeit