CE-Kennzeichen Auf den Nachweis kommt es an

Die Norm DIN EN ISO 13849 regelt die Gestaltung und Integration sicherheitsbezogener Teile von Steuerungen. Richtig angewandt spart sie Zeit und Kosten.

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Mehr als nur ärgerlich: Wenn bei der abschließenden Bewertung einer Maschine Zweifel bestehen, ob alle Sicherheitsfunktionen normkonform sind, kann der Hersteller seinem Produkt kein CE-Kennzeichen ausstellen. Ursache für dieses Problem können etwa Abstimmungsfehler, mangelndes Know-how oder fehlerhafte Routinen sein. Auf den Punkt gebracht: Technisch kann die Maschine noch so gut gebaut sein, doch wird der Abgleich von erforderlichem und tatsächlichem Performance Level (PL) vernachlässigt, treten die daraus entstehenden Fehler oft erst bei der Prüfung der Maschine zu Tage.

Normkonformität von Anfang berücksichtigen

So wie die Risikobeurteilung den gesamten Planungs- und Konstruktionsprozess begleitet, muss die Normkonformität bereits vor der Konstruktionsphase berücksichtigt werden. Sowohl bei Planung wie Bau der Maschine müssen alle Beteiligten bis hin zum Dokumentationsbevollmächtigten fortlaufend das Einhalten der Norm nachweisen.

Als Sicherheitsfachgrundnorm (B-Norm) enthält die ISO 13849 zwar konkrete Konstruktionsleitsätze, allerdings keine ausdrücklichen Vorgaben zur Ausführung einer sicheren Steuerung. Der Konstrukteur muss die Eignung der geplanten Schutzkreise selbst nachweisen. Dabei kann es zu Fehlern kommen, da die Risikobewertung auf einer probabilistischen Methodik basiert: Der Planer muss die Wahrscheinlichkeit eines gefahrbringenden Ausfalls von Komponenten, Bauteilen und Schutzkreisen berücksichtigen und die dafür nötigen Daten, z.B. Zuverlässigkeitswerte, selbst zusammensuchen.

Relevante Daten oft erst auf Anfrage

Bei Sicherheitsbauteilen stellen meist die Komponentenhersteller alle nötigen Angaben bereit. Doch bei Standardbauteilen, die in Sicherheitskreisen eingesetzt werden, tun sie sich oft schwer: Sie stellen die Daten nur auf Anfrage zur Verfügung oder müssen erst über deren Sinn und Zweck aufgeklärt werden; andere müssen die Werte erst in Dauerversuchen ermitteln. Und manche zögern aus Wettbewerbsgründen mit der Herausgabe: Mit diesen Informationen ließen sich schließlich verschiedene Produkte hinsichtlich Qualität und Langlebigkeit vergleichen.

Tatsächlich müssen Maschinenbauer die erforderlichen Zuverlässigkeitsangaben meist selbst recherchieren oder die Werte eigenständig ermitteln – mit bisweilen enormen Arbeitsaufwand. Immerhin wurde in der aktuellen Fassung das Verfahren vereinfacht, den Performance Level adäquat abzuschätzen, wenn sicherheitsbezogene Komponenten der Steuerung valide Zuverlässigkeitskennwerte vermissen lassen. Außerdem wurden die Kennwerte zur Abschätzung der MTTFD (Mean Time To Dangerous Failure, mittlere Zeit bis zum gefahrbringenden Ausfall) bei hydraulische Bauteilen mit Sicherheitsfunktion optimiert.

Methodisch auf dem neuesten Stand

Im Übrigen hat das Normungskomitee Formulierungen angepasst, Gliederung und Struktur überarbeitet und die Norm methodisch auf den neuesten Stand gebracht. Die aktuelle DIN EN ISO 13849-1 ist seit dem 1. Juli 2016 gültig und nach der europäischen Maschinenrichtlinie 2006/42/EG harmonisiert. Maschinen, die nach den Vorgaben und Gestaltungsleitsätzen der Norm entwickelt, konstruiert und gebaut werden, entsprechen, gemäß Vermutungswirkung, dem Stand der Technik. Hersteller können damit ein CE-Kennzeichen ausstellen und die Maschine in Verkehr bringen.

Die Vorteile der DIN EN ISO 13849-1 liegen unter anderem darin, dass sie Gewissheit bringt bezüglich des Sicherheitsniveaus einer Maschinensteuerung. Dadurch, dass Komponenten gezielt hinsichtlich ihrer Zuverlässigkeit und Lebensdauer ausgewählt werden können und der Maschinenbauer verschiedene Sicherheitsfunktionen vergleichen kann, sind Hersteller in der Lage, günstiger zu planen und zu bauen. Das Sicherheitsniveau kann durch die Einbeziehung der berechneten Zeit bis zum gefahrbringenden Ausfall über die vorgesehene Lebensdauer der Anlage aufrechterhalten werden. Der Betreiber erhält somit konkrete Vorgaben, wann Komponenten vorsorglich zu tauschen sind, sollten diese vorzeitig unsicher werden.

Functional Management System verwenden

Für den gesamten Prozess ist der Einsatz eines Functional Management Systems (FMS) zu empfehlen. Nur so wird sichergestellt, dass alle Teilprozesse auch aus der Perspektive der funktionalen Sicherheit betrachtet und optimiert werden.

Im Schadensfall bietet eine korrekte Nachweisführung Rechtssicherheit für Konstrukteure und Maschinenhersteller. Wer bei der Auswahl und Anwendung der richtigen Norm oder der Implementierung eines geeigneten FMS auf Unterstützung zurückgreifen will, sollte das am besten schon in der Planungsphase tun. Die unabhängigen Experten von TÜV SÜD helfen Unternehmen bei allen zugehörigen Fragen. Werden sie frühzeitig einbezogen, minimiert das Kosten und Risiken zugleich. (jv)

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* Pascal Staub-Lang ist Leiter Kompetenzzentrum Maschinensicherheit, TÜV SÜD Industrie Service

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