Was ist eigentlich... Ein Performance Level?

Was ist eigentlich ein Performance Level?
Diese Frage wird von der ISO 13849-1 mit einem Satz beantwortet. Der Performance Level (PL) ist ein: „diskreter Level, der die Fähigkeit von sicherheitsbezogenen Teilen einer Steuerung spezifiziert, eine Sicherheitsfunktion unter vorhersehbaren Bedingungen auszuführen“. Dieser Satz bedarf sicher einer weiteren Erläuterung.

Die europäische Maschinenrichtlinie verlangt, dass für jede Maschine, die auf den Markt gebracht wird, eine Risikobewertung durchgeführt wird. Dabei wird abgeschätzt, ob den identifizierten und bewerteten Gefahren für Leib und Leben, die von dieser Maschine ausgehen, genügend Maßnahmen entgegengestellt wurden, die diese Gefahren in hinreichender Weise abmindern.

Ist also das Verletzungsrisiko, das von einer Maschine ausgeht, hoch, so muss die Qualität der technischen Schutzmaßnahmen, die dieses Risiko mindern sollen, ebenfalls hoch sein.

Der PL ist dabei das numerische Maß für diese Qualität und wird in den Stufen a bis e angegeben. Es entsteht einerseits als Ergebnis der Risikobewertung (PLr) und beschreibt andererseits die Fähigkeit der technischen Schutzmaßnahme, das Risiko angemessen zu reduzieren (PL). Dieser allgemeinen Beschreibung folgt glücklicherweise eine ganz Konkrete, denn hinter dem PL steht eine mathematische Größe mit der Einheit 1/h, die die Wahrscheinlichkeit eines gefährlichen Ausfalls der technischen Schutzeinrichtung beschreibt (PFHD). Auf diese Weise ist beispielsweise dem PL a ein PFHD von 10-5 - 10-4 1/h zugeordnet.

Je nach Maschinenauslastung entspricht dies etwa der Wahrscheinlichkeit eines gefährlichen Ausfalles nach 1 bis 10 Jahren. Ein solcher Wert ist sicher nur für Maschinen akzeptabel, bei denen die Risikobewertung nur ein geringes Verletzungsrisiko ergeben hat. Dem entgegen steht der PL e, bei dem ein gefährlicher Ausfall erst nach 10.000 bis 100.000 Jahren auftritt.

Aufgabe des Maschinenkonstrukteurs ist es jetzt, für jede Gefahrenstelle dem aus der Risikobewertung ermittelten PL eine technische Schutzmaßnahme zur Risikominderung entgegenzusetzen und dann nachzuweisen, dass diese Schutzmaßnahme auch zur Risikominderung geeignet ist. Kurz gesagt, der PL der Schutzmaßnahme muss gleich oder besser als der PL der Risikobewertung sein. Es gilt also nun, den PFHD Wert der entworfenen technischen Schutzmaßnahme zu bestimmen.

Der steuerungstechnische Teil der Schutzeinrichtung besteht aus einer Sensorik zur Erkennung des gefährlichen Zustands, einer Logik zur Verarbeitung der Signale und einer Aktorik zum Abschalten der gefährlichen Maschinenbewegung. Im einfachsten Fall haben die Produkte dieser drei Ebenen bereits einen vom Hersteller definierten PL. Denn dann kann der PL der technischen Schutzmaßnahme nach einem in ISO 13849-1 beschriebenen vereinfachten Verfahren simpel hergeleitet werden.

Das hier in aller Kürze dargestellte Basiswissen über Performance Level bedarf für ein umfangreiches Verständnis mehr Informationen als in diesem Rahmen möglich ist. Für eine ausführlichere Erläuterung sei darüber hinaus auch auf den IFA-Report 2/2017 verwiesen, der hier kostenlos heruntergeladen werden kann: https://bit.ly/2TuoMwI