Maschinen- und Anlagensicherheit: Pilz bietet Risikobeurteilung und Gefahrenanalyse

Maschinen- und Anlagensicherheit: Pilz bietet Risikobeurteilung und Gefahrenanalyse. Häufig schlummert gerade in Altanlagen ein erhöhtes Gefahrenpotential. Es ist daher oftmals nur eine Frage der Zeit, bis es dabei zu einer für die Maschinenbediener oder das Wartungspersonal kritischen Situation kommt. Aber wie lässt sich feststellen, ob die im Betrieb vorhandenen Maschinen und technischen Einrichtungen sicherheitstechnisch einwandfrei sind?

Offensichtliche sicherheitsrelevante Mängel an Maschinen, wie z. B. abgeschraubte und nicht wieder angebrachte Schutzabdeckungen, überbrückte Türschalter, unzureichende Sicherheitsabstände und vieles mehr lassen sich relativ leicht erkennen und abstellen. Dabei stellt sich die Frage ob die Schutzabdeckung aus Bequemlichkeit abgeschraubt wurde oder bspw. der Produktionsprozess einen Zugang zum Gefahrenbereich bei laufender Maschine erforderte (Abb. 1). Weiterhin sind auch allzu leichte Umgehungsmöglichkeiten von trennenden Schutzeinrichtungen häufig anzutreffen. Die Ursache sind meistens Fehler im ursprünglichen Sicherheitskonzept, die eigentlich vermeidbar wären (Abb. 2).

Kritischer zu sehen sind in der Regel jedoch versteckte Mängel in der Maschinensteuerung, da ein Maschinenbediener sich – zu Recht – auf die korrekte Funktion einer Sicherheitseinrichtung verlässt. Die Erfahrung zeigt, dass in vielen Fällen Sicherheitsfunktionen von den eigentlichen Steuerungsfunktionen einer Standard-SPS überbrückt werden. Häufig bleibt ein solcher Fehler lange Zeit unentdeckt. Mehr oder weniger zufällig kommt es dann irgendwann zu einer für den Bediener kritischen Situation, z. B. nach einer Änderung im Funktionsablauf einer SPS. Daher ist es wichtig, auch solche "Beinaheunfälle", die in keiner Statistik auftauchen, zu untersuchen.

Die immer komplexer werdenden Anforderungen an eine automatisierte Anlage setzen zunehmend eine klare Struktur in der Sicherheitstechnik voraus. Für die Funktion Not-Aus bspw. darf es für den Bediener hinsichtlich des Wirkbereichs keinerlei Interpretationsmöglichkeiten geben.

Risikobeurteilung als ganzheitlicher Prozess

Für eine ganzheitliche Risikobetrachtung auch an bestehenden Anlagen bietet sich ein iterativer Prozess an (Abb. 3). Der Risikobeurteilungsprozess umfasst die Bestimmung der Grenzen und der Gefahren, die Risikoabschätzung und die Risikobewertung. Sind die verschiedenen, von der Maschine ausgehenden Gefahren identifiziert, wozu sowohl dauerhaft vorhandene als auch unerwartet auftretende Gefährdungen zählen, gilt es, das Risiko für jede Gefährdung soweit wie möglich auf der Grundlage der quantifizierbaren Faktoren abzuschätzen. Dann ist zu entscheiden, ob das Ergebnis der Risikobewertung eine Risikominderung erforderlich macht.

Bei der Durchführung einer Risikobeurteilung muss das Risiko für jede festgestellte Gefährdung berücksichtigt werden. Für die Risikobeurteilung gibt es verschiedene Parameter. Zunächst ist die Wahrscheinlichkeit des Auftretens einer Gefährdung zu nennen, für die eine Einstufung von "nahezu unmöglich" bis "mit hoher Wahrscheinlichkeit" möglich ist. Weiterhin ist die Häufigkeit der Gefährdungsexposition in Betracht zu ziehen, die sich z. B. von jährlich bis permanent einordnen lässt. Schließlich gilt es auch die Schwere einer möglichen Verletzung sowie die Anzahl der einer Gefährdung ausgesetzten Personen zu berücksichtigen.

Ziel ist es, Gefährdungen zu beseitigen oder das Risiko zu mindern, indem man Einfluss nimmt auf die beiden Elemente, die das Risiko bestimmen. Dazu zählen zum einen das Ausmaß des Schadens, das sich aus der betrachteten Gefährdung ergibt und zum anderen die Eintrittswahrscheinlichkeit dieses Schadens.

Beispiel: Plant Assessement

Im Rahmen einer Gesamtbetrachtung des Maschinenparks eines Betreibers aus der Pharmaindustrie führte Pilz an einer Tubenfüllmaschine eine sicherheitstechnische Analyse durch. Ziel war es, eventuell vorhandene Gefährdungspotentiale an den Maschinen aufzuzeigen und Lösungsvorschläge zur Risikominderung zu unterbreiten.

Zunächst wurden die Gefahrenquellen an der Maschine ermittelt. Zum einen konnte das Bedienpersonal die Gefahrenstellen in der Maschine durch unzureichende Sicherheitsabstände erreichen, die ein Übergreifen ermöglichten. Zum anderen entsprach die steuerungstechnische Verriegelung der Schutztüren nicht Kategorie 3 nach EN 954-1. Für die Risikobeurteilung wurden folgende Parameter zugrunde gelegt:

• Wahrscheinlichkeit der Gefährdungsexposition, 
• Häufigkeit der Gefährdungsexposition
• mögliches Schadensausmaß sowie 
• die Anzahl der von der Gefährdung betroffenen Personen. 

Auf dieser Basis wurde eine Priorisierung des Risikopotentials durchgeführt.

Auf Basis dieser Risikoanalyse wurde in einem zweiten Schritt eine sicherheitstechnische Nachrüstung durchgeführt. Zur Risikominderung wurde die Schutzumhausung durch eine trennende Schutzeinrichtung (Poly-Carbonat) in Alu-Profilrahmen optimiert. Damit lassen sich jetzt die Sicherheitsabstände gemäß EN 294 einhalten. Weiterhin ermöglichte die Installation eines zweiten Sicherheitsschalters das Erreichen von Kategorie 3 nach EN 954-1. Der Schaltschrank wurde mit einem Sicherheitsschaltgerät der Familie PNOZ X nachgerüstet. In den Rückführkreis des Sicherheitsschaltgeräts wurden auch die externen Schütze eingebunden. In einem abschließenden Review wurden die zuvor umgesetzten Maßnahmen erneut zu bewertet und das nun vorhandene Restrisiko als akzeptabel eingestuft (Abb. 4).

Dienstleistungen rund um die Sicherheit von Maschinen und Anlagen

Neben Prüfstellen wie z. B. Berufsgenossenschaften und TÜV bietet auch Pilz entsprechende Dienstleistungen an. Diese umfassen u. a. Risikobeurteilung, Überprüfung der funktionalen Sicherheit von Steuerungen oder Erstellung von Sicherheitskonzepten für Hersteller und Betreiber von Maschinen. Als langjähriger Anbieter von sicherheitsrelevanten Produkten für die Automatisierungstechnik bietet Pilz ein komplettes, auf die Anforderungen abgestimmtes Paket an Dienstleistungen, Konzepten und Lösungen an. Hierzu zählen insbesondere die Durchführung von Risikoanalysen und die Erstellung von Sicherheitskonzepten.

Die Erstellung einer dokumentierten Risikoanalyse ist durch die Maschinenrichtlinie 98/37/ EG (MRL) ausdrücklich vom Hersteller einer Maschine/ Anlage gefordert. Der Hersteller einer Maschine muss die Anforderungen des Anhangs I der Maschinenrichtlinie in jedem Fall erfüllen, da hier die „grundsätzlichen Sicherheits- und Gesundheitsanforderungen an alle Maschinen, die per Definition in den Anwendungsbereich der MRL fallen“, geregelt sind:

• Auflistung aller Sicherheitsanforderungen zur Gewährleistung der Maschinensicherheit 
• Analyse und Bewertung der Gefahren und Risiken einer Maschine 
• Untersuchung und Kategorisierung aller sicherheitsrelevanten Steuerungsteile 
• Dokumenterstellung und Bewertung mit entsprechenden Lösungsvorschlägen zur erforderlichen Risikoreduzierung 
• Optional: Zusätzlich Erstellung eines detaillierten Sicherheitskonzepts 

Für die Betreiber von Maschinen und Anlagen bietet sich eine Sicherheitsanalyse des Maschinenparks, das bereits erwähnte "Plant Assessment" an. Hierfür wird zunächst eine Abschätzung des sicherheitstechnischen Zustands der Maschinen und Anlagen durchgeführt. Hinzu kommen eine Priorisierung der Maschinen nach Gefährdungspotential sowie das Aufzeigen von grundlegenden Verbesserungsvorschlägen. Eine grobe Kostenabschätzung für eventuell notwendige weitere Umbaumaßnahmen rundet das Dienstleistungspaket ab.

Natürlich kann das ausgearbeitete Dokument als Basis für weiterführende Detailanalysen dienen:

• Kurze Analyse und Bewertung von Gefahren der einzelnen Maschinen 
• Vorschlag für konstruktive Maßnahmen zur Gefahrenminderung 
• Dokumenterstellung mit Priorisierung der Maschinen nach Gefährdungspotential 

Weitere wichtige Leistungsmerkmale im Bereich der Dienstleistung sind CE-Beratung und -Zertifizierung. Alle erforderlichen Aktivitäten werden hinsichtlich "CE-Konformität" koordiniert und durchgeführt:

• Risikoanalyse nach DIN EN ISO 12100 und DIN EN 1050 
• Erstellung eines Sicherheitskonzeptes Betriebsanleitungen 
• Prüfungen und Vorgaben 
• Sicherheitstechnische Prüfungen der Gesamtanlage (Checklisten, Spiegelung Risikoanalyse und Sicherheitskonzept, diverse Messungen) 
• Wahrnehmung der „Bauleiterfunktion“ im Sinn der MRL 
• Funktionales-Sicherheitsmanagement-System (Dokumentenverwaltung, Projektmanagement Sicherheit, Datenarchivierung, Ausstellung der Konformitätserklärung mit CE-Kennzeichnung) 

Die immer komplexer werdenden Anforderungen in der Sicherheitstechnik erfordern detaillierte Kenntnisse von Normen und Richtlinien. Daher kann eine frühzeitige Einbindung von Prüfstellen sowie der Systemlieferanten bei der Erstellung des Sicherheitskonzepts kostenintensive Nachrüstungen vermeiden.

KONTAKT

Pilz GmbH & Co. KG, Ostfildern
Tel.: 0711/3409-0
Fax: 0711/3409-133
pilz.gmbh@pilz.de
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