Verfügbarkeit: Sicherheit von Maschinen und funktionale Sicherheit

Sicherheit von Maschinen und funktionale Sicherheit: DIN EN ISO 13849-1 mit den Erläuterungen zur DIN EN 62061 (VDE 0113-50) verstehen, unter Bezugnahme auf europäische Richtlinien und Risikobeurteilungen, Bewertungen zahlreicher Sicherheitsfunktionen aus der Praxis

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Bibliographische Detailangaben
1. Verfasser:	Gehlen, Patrick 1966- (VerfasserIn)
Format:	Buch
Sprache:	German
Veröffentlicht:	Berlin VDE Verlag GmbH [2020]
Ausgabe:	2., neu bearbeitete und erweiterte Auflage
Schriftenreihe:	VDE-Schriftenreihe 167
Schlagworte:	DIN EN ISO 13849 DIN EN 62061 Sicherheitskritisches System Funktionssicherheit Maschine Technische Sicherheit CE-Kennzeichnung DIN EN 62061 (VDE 0113-50) DIN EN ISO 13849-1 Funktionale Sicherheit Haftung Maschinensicherheit Performance Level (PL) Risikobeurteilung Sicherheit von Maschinen Sicherheitsintegritätslevel (S Kommentar
Online-Zugang:	Inhaltsverzeichnis Inhaltsverzeichnis
Beschreibung:	418 Seiten Illustrationen 21 cm, 550 g
ISBN:	9783800753000 3800753006

Internformat

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adam_text	INHALT VORWORT ........................................................................................................................ 5 VORWORT ZUR 2. AUFLAGE ............................................................................................. 7 1 DER URSPRUNG DER DIN EN 62061 (VDE 0113-50) - DARUM MUSSTE SICH ETWAS AENDERN ............................................................ 17 1.1 DIE EG-MASCHINENRICHTLINIE UND IHRE FOLGEN .......................................... 17 1.2 GESCHICHTE DER DIN EN 954-1 - EINE NORM MIT GRENZEN ....................... 19 1.3 DIE DIN EN 61508-1 (VDE 0803-L):20 11-02 ALS GRUNDLAGE ZUR BEWERTUNG VON ELEKTRISCHEN/ELEKTRONISCHEN/PROGRAMMIERBAREN LOESUNGEN ..................................................................................................... 20 1.4 EUROPEAN PROJECT STSARCES - DIE EU MACHT DRUCK ............................ 21 1.5 DIE WELT DER THEORIE UND DER PRAXIS - EINE ANWENDEMORM IST NOTWENDIG ........................................................... 24 1.6 DER ANWENDER MUSS UMDENKEN - WAS HINDERT IHN DARAN? ........................ 25 1.7 ZUSAMMENFUHRUNG DER DIN EN 62061 (VDE 0113-50) UND DIN EN ISO 13849-1 - LAENGST UEBERFAELLIG ........................................... 26 2 MODERNE MASCHINENSICHERHEIT - DAS EUROPAEISCHE REFERENZMODELL UND DIE RICHTLINIEN ................................................................................... 29 2.1 DAS EUROPAEISCHE REGELWERK ......................................................................... 30 2.2 WARUM GRUNDLEGENDE SICHERHEITSANFORDERUNGEN? .................................... 31 2.2.1 WIE WAR DAS NOCH MAL MIT DER HAFTUNG? .................................................... 32 2.2.2 WAS MOECHTE DIE EUROPAEISCHE KOMMISSION? ............................................. 33 2.2.3 LISTE DER GRUNDLEGENDEN SICHERHEITS- UND GESUNDHEITSANFORDERUNGEN . . 37 2.3 HAFTUNG - MOTIVATION DER MASCHINENHERSTELLER ........................................ 48 2.4 DER ANSPRUCH DER HARMONISIERTEN NORMEN ............................................... 49 2.5 DIE ORGANISATION UND DAS MANAGEMENT - WARUM WIEDERENTDECKT? .... 52 2.6 RISIKOBEURTEILUNG - IMMER NOTWENDIG UND DOCH UNTERSCHAETZT ................ 53 2.7 DIE DOKUMENTATION .................................................................................... 55 2.8 DAS ZIEL VOR AUGEN - DIE CE-KONFORMITAETS- ODER DIE CE-EINBAUERKLAERUNG ............................. 56 2.9 DAS CE-KENNZEICHEN ANZUBRINGEN, ABER WOHIN DAMIT? .......................... 57 2.10 DER PROZESS IM UEBERBLICK ........................................................................... 59 2.11 WESENTLICHE VERAENDERUNG ............................................................................ 59 3 DER BEGRIFF SICHERHEITSFUNKTION - WAS IST WAHR? ................................. 63 3.1 WOHER KOMMT DER BEGRIFF EIGENTLICH? ........................................................ 63 3.2 WAS MUSS ICH BERUECKSICHTIGEN? .................................................................. 65 3.3 WEGE AUS DER KRISE ..................................................................................... 67 3.4 DER STREIT UM DIE GRENZEN DER SICHERHEITSFUNKTION ................................... 68 3.5 WAS SIND KEINE SICHERHEITSFUNKTIONEN UND WERDEN ES AUCH NIE SEIN? ... 69 4 SICHERHEITSFUNKTIONEN UND FUNKTIONALE SICHERHEIT - EINE SINNVOLLE KOMBINATION? .................................................................... 75 4.1 IST FUNKTIONALE SICHERHEIT ETWAS NEUES? ..................................................... 75 4.2 WARUM SOLL FUNKTIONALE SICHERHEIT DEM ANWENDER HELFEN? .................... 77 4.3 WAS KEINE FUNKTIONALE SICHERHEIT SEIN KANN ............................................. 77 4.4 DATEN UND FAKTEN .......................................................................................... 79 4.5 DIE GESCHICHTE DES SICHERHEITSBAUTEILS - WAS WURDE FRUEHER DAZU GESAGT? ................................................................. 80 4.6 WORIN LIEGT DER UNTERSCHIED ZWISCHEN SICHERHEITSBAUTEIL UND SICHERHEITSFUNKTION? .................................................................................. 82 4.7 WAS KEIN SICHERHEITSBAUTEIL SEIN KANN, ES SEI DENN .................................. 85 4.8 VERANTWORTLICHKEITEN - NICHT ALLES, WAS GLAENZT UND GELB IST, MACHT AUCH AUTOMATISCH SICHER .................................................................. 87 5 DIE ANWENDERNORM DIN EN 62061 (VDE 0113-50), IN VERBINDUNG MIT DIN EN ISO 13849-1 ............................................... 91 5.1 WELCHE NORM IST ANZUWENDEN: DIN EN ISO 13849-1 ODER DIN EN 62061 (VDE 0113-50)? ........................................................ 91 5.2 DIE ZIELSETZUNG ............................................................................................ 94 5.3 DER ANWENDUNGSBEREICH ............................................................................. 98 5.4 BEGRIFFE UND ABKUERZUNGEN ........................................................... -. ............ 102 5.5 ABKUERZUNGEN ............................................................................................... 110 5.6 DER BEGRIFF AUSFALLRATE ............................................................................. 110 5.7 PLAN DER FUNKTIONALEN SICHERHEIT - UNTERSCHAETZT UND DOCH SO WERTVOLL ............................................................. 113 5.8 SPEZIFIKATION DER ANFORDERUNGEN FUER SICHERHEITSBEZOGENE STEUERUNGSFUNKTIONEN ................................................................................ 117 5.8.1 SPEZIFIKATION DER FUNKTIONALEN ANFORDERUNGEN FUER SICHERHEITSBEZOGENE STEUERUNGSFUNKTIONEN ................................................................................ 117 5.8.2 SPEZIFIKATION DER ANFORDERUNGEN ZUR SICHERHEITSINTEGRITAET FUER SICHERHEITSBEZOGENE STEUERUNGSFUENKTIONEN ....................................... 118 5.9 ENTWURF UND INTEGRATION DES SICHERHEITSBEZOGENEN ELEKTRISCHEN STEUERUNGSSYSTEMS (SRECS) ..................................................................... 120 10 5.9.1 VERGLEICH ZU DIN EN ISO 13849-1 ........................................................ 120 5.9.2 ALLGEMEINE ANFORDERUNGEN ...................................................................... 123 5.9.3 ANFORDERUNGEN ZUM VERHALTEN BEI ERKENNUNG EINES FEHLERS ............... 124 5.9.4 ANFORDERUNGEN ZUR SYSTEMATISCHEN SICHERHEITSINTEGRITAET ...................... 126 5.10 ENTWURF DES SICHERHEITSBEZOGENEN ELEKTRISCHEN STEUERUNGSSYSTEMS. . . 129 5.10.1 ENTWURF DER SYSTEMARCHITEKTUR ................................................................ 131 5.10.2 ENTWURF DES TEILSYSTEMS (EN: SUBSYSTEM) ............................................... 134 5.10.3 ENTWURF DES TEILSYSTEMELEMENTS (EN: SUBSYSTEM ELEMENT) .................... 135 5.10.4 EIN EXEMPLARISCHES SYSTEM ...................................................................... 136 5.10.5 BESTIMMUNG DES ERREICHTEN SICHERHEITSINTEGRITAETSLEVELS (SIL) ODER PERFORMANCE LEVEL (PL) .................................................................. 138 5.11 REALISIERUNG VON TEILSYSTEMEN (UND SRP/CS) ....................................... 143 5.11.1 ANFORDERUNGEN FUER DEN ENTWURF .............................................................. 143 5.11.2 SICHERHEITSPARAMETER DES TEILSYSTEMS ...................................................... 144 5.11.3 AUSWAHL GEEIGNETER KOMPONENTEN UND GERAETE ....................................... 145 5.11.4 BESTIMMUNG DER SICHERHEITSBEZOGENEN LEISTUNGSFAEHIGKEIT DES TEILSYSTEMS ......................................................................................... 145 5.11.5 STRUKTURELLE EINSCHRAENKUNGEN DER SICHERHEITSINTEGRITAET DER HARDWARE VON TEILSYSTEMEN ....................................................................................... 146 5.11.6 ABSCHAETZUNG DES ANTEILS SICHERER AUSFAELLE (SFF) ................................... 151 5.11.7 ANFORDERUNGEN ZUR WAHRSCHEINLICHKEIT GEFAHR BRINGENDER ZUFAELLIGER HARDWAREAUSFALLE VON TEILSYSTEMEN ........................................................ 153 5.12 ABSCHAETZUNG DER WAHRSCHEINLICHKEIT GEFAHR BRINGENDER ZUFAELLIGER HARDWAREAUSFAELLE VON TEILSYSTEMEN ........................................................ 155 5.12.1 EMPFEHLUNG Z? 10 -WERTE UNTER STANDARDBEDINGUNGEN, SIEMENS AG .... 156 5.12.2 EMPFEHLUNG SS 10D - UND MTTF D - WERTE NACH DIN EN ISO 13849-1 ... 158 5.12.3 BASIS-TEILSYSTEMARCHITEKTUREN A BIS D ................................................... 160 5.13 BESTIMMUNG DES ERFORDERLICHEN SICHERHEITSINTEGRITAETSLEVELS SIL - WAS WILL ICH EIGENTLICH? ............................................................................ 170 5.14 FAKTOR DER AUSFAELLE INFOLGE GEMEINSAMER URSACHE SS (CCF-FAKTOR) ... 174 5.15 BENUTZERINFORMATIONEN DES SICHERHEITSBEZOGENEN ELEKTRISCHEN STEUERUNGSSYSTEMS (SRECS) .................................................................... 178 5.16 VALIDIERUNG DES STEUERUNGSSYSTEMS .......................................................... 179 5.17 MODIFIKATION ............................................................................................. 180 5.18 DOKUMENTATION EINES SRECS .................................................................. 181 5.19 LEITFADEN FUER DEN ENTWURF EINES SICHERHEITSBEZOGENEN STEUERUNGSSYSTEMS (SRECS) .................................................................... 183 5.20 EIN BEISPIEL ZUR PRAKTISCHEN VORGEHENSWEISE ......................................... 185 5.21 VEREINFACHTE VORGEHENSWEISE MIT B 10D , MTTF^ UND ERREICHBARER PFH D .......................................................................................................... 196 11 5.21.1 BEISPIEL MIT DER VEREINFACHTEN VORGEHENSWEISE ..................................... 199 5.22 ZUSAMMENFASSUNG - SCHRITT FUER SCHRITT ..................................................... 201 6 DAS VDMA-EINHEITSBLATT 66413 ............................................................ 203 6.1 MOTIVATION DER KOMPONENTENHERSTELLER UND MASCHINENHERSTELLER .......... 203 6.2 WARUM ERST JETZT? - EIN ERKLAERUNGSVERSUCH ............................................. 204 6.3 GERAETETYPEN - OHNE SIE GEHT NICHTS MEHR HEUTE ....................................... 204 6.4 KENNWERTE AUF BASIS DER GERAETETYPEN - SCHLUSS MIT DEN DISKUSSIONEN 208 6.5 ANWENDUNG DER GERAETETYPEN - DIE PRAXIS IST MASSGEBEND ...................... 209 6.5.1 ANWENDUNG GERAETETYP 1 ...........................................................................209 6.5.2 ANWENDUNG GERAETETYP 2 ...........................................................................210 6.5.3 ANWENDUNG GERAETETYP 3 ...........................................................................212 6.5.4 ANWENDUNG GERAETETYP 4 ........................................................................... 214 6.6 AUSTAUSCH ELEKTRONISCHER DATEN FUER ALLE LESBAR - XML SOLL HELFEN .... 215 6.7 ERLAEUTERUNGEN ZU EINIGEN WICHTIGEN KENNWERTEN ...................................216 7 TYPISCHE GRUNDLEGENDE ARCHITEKTUREN .................................................. 221 7.1 ARCHITEKTUREN IM UEBERBLICK ........................................................................ 221 7.2 DIAGNOSEDECKUNGSGRAD ( Q ....................................................................222 7.3 EINKANALIG OHNE TESTUNG ...........................................................................226 7.4 EINKANALIG MIT TESTUNG .............................................................................227 7.5 ZWEIKANALIG OHNE TESTUNG ......................................................................... 230 7.6 ZWEIKANALIG MIT GERINGER BIS MITTLERER TESTUNG ....................................... 231 7.7 ZWEIKANALIG MIT HOHER TESTUNG ................................................................ 234 8 TIPPS UND BEISPIELE ................................................................................. 237 8.1 LISTE OFT VERWENDETER SICHERHEITSFUNKTIONEN ............................................237 8.2 ALLGEMEINE BETRACHTUNGEN ........................................................... 238 8.2.1 DEFINIEREN EINER SICHERHEITSFUENKTION EINFACH GEMACHT .......................... 238 8.2.2 WARUM DARF MAN MIT DER DIN EN 62061 (VDE 0113-50) NICHT ELEKTROMECHANISCHE KOMPONENTEN (Z. B. VENTILE) BERECHNEN? 240 8.2.3 WAS TUN MIT DEN KATEGORIEN DER C-NORMEN? .......................................... 241 8.2.4 DIE BERECHNUNGSMETHODE DER DIN EN 62061 (VDE 0113-50):2016-05, ABSCHNITT 6.7.8.2 IST NORMATIV , WARUM IST DIE DER DIN EN ISO 13849-1:2016-06, ANHAENGE C UND K DAGEGEN NUR INFORMATIV ? ..............................................................................................242 8.2.5 AEF7TF D -WERT GLEICH PFH D -WERT .............................................................. 246 8.2.6 VERSCHLEISSBEHAFTETE KOMPONENTEN UND DIE KATEGORIE 2 .........................247 8.2.7 WAS BEDEUTET T X ALS PROOF-TEST ODER LEBENSDAUER IN DER PRAXIS? ...........249 8.2.8 T 10D UND T V WANN GILT WAS UND WARUM? .................................................. 251 12 8.2.9 DEN BETAETIGUNGSZYKLUS C (1/H) IM VERHAELTNIS ZU DEN EFFEKTIVEN BETRIEBSSTUNDEN IM JAHR UMRECHNEN? ..................................................... 253 8.2.10 BEI EINER EINKANALIGEN ARCHITEKTUR GILT PFH D - (1 -DC) * A D - WAS PASSIERT MIT DEM DIAGNOSE-TESTINTERVALL T 2 ? .................................. 254 8.2.11 WELCHES ERFORDERLICHE TESTINTERVALL IST FUER WELCHEN SIL SINNVOLL? .... 255 8.3 GRUNDSAETZLICHE BETRACHTUNGEN - SENSORIK ............................................... 257 8.3.1 NOT-HALT-BEFEHLSGERAETE - JEDES FUER SICH IST TEIL EINER ENTSPRECHENDEN ERGAENZENDEN 46 SICHERHEITSFUNKTION ......................................................... 257 8.3.2 VERSCHLEISSBEHAFTETE KOMPONENTEN HABEN KEINEN ANTEIL SICHERER AUSFAELLE (SFF) - OB SENSOR ODER AKTOR .................................................. 258 8.3.3 SIL 2 IN EINER ZWEIKANALIGEN ARCHITEKTUR OHNE DIAGNOSE (SFF = 80 %?) - BRINGT DAS ETWAS? .........................................................260 8.3.4 MUSS EIN ZUSTIMMSCHALTER ALS TEIL EINER SICHERHEITSFUNKTION BERUECKSICHTIGT WERDEN? ............................................................................ 261 8.3.5 PL E ODER SIL 3 MIT EINEM POSITIONSSCHALTER MIT GETRENNTEM BETAETIGER? ................................................................................................... 262 8.3.6 DREHZAHLUEBERWACHUNG - WANN DUERFEN DIE GEBER AUSSER ACHT GELASSEN WERDEN? ............................ 264 8.3.7 STROMWERTUEBERWACHUNG EINES MOTORS IN SIL 2 ...................................... 265 8.4 GRUNDSAETZLICHE BETRACHTUNGEN - AKTORIK ................................................. 268 8.4.1 MUSS EIN ANTRIEB (MOTOR) IN EINER SICHERHEITSFUNKTION BERUECKSICHTIGT WERDEN? .................................................................................................... 268 8.4.2 ZWEI LASTSCHUETZE AN EINEM EINZELNEN SICHERHEITSGERICHTETEN AUSGANG MIT SIL 3 .................................................................................................. 269 8.4.3 ZWANGSGEFUHRTE KONTAKTELEMENTE VON HILFSSCHUETZEN UND SPIEGELKONTAKTE VON LEISTUNGSSCHUETZEN .......................................... 269 8.4.4 IST EINE UEBERWACHUNG VON HILFS- ODER LEISTUNGSSCHUETZEN DURCH NICHT SICHERHEITSGERICHTETE EINGANGSBAUGRUPPEN MOEGLICH? ......... 272 8.4.5 WELCHER PL ODER SIL KANN MIT EINEM EINZELNEN LEISTUNGSSCHUETZ ERREICHT WERDEN? ........................................................................................ 273 8.4.6 BEWERTEN VON STANDARD-AUSGANGSBAUGRUPPEN 66 ................................. 274 8.4.7 BEWERTUNG VON HILFSSCHUETZEN ODER KOPPELRELAIS IN EINER SICHERHEITSFUNKTION ...................................................................... 277 8.4.8 STERN-DREIECK-SCHALTUNG SICHERHEITSGERICHTET BEWERTEN ........................ 280 8.4.9 LASTFREIES SCHALTEN MIT LEISTUNGSSCHUETZEN ODER HILFSSCHUETZEN .............. 282 8.4.10 WAS TUN, WENN KEINE MTTF D - WERTE VORLIEGEN? .................................... 282 9 BERECHNUNGEN VON TYPISCHEN SICHERHEITSFUNKTIONEN ......................... 285 9.1 SICHERHEITSBEZOGENE STOPPFUNKTION, EINGELEITET DURCH EINE BEWEGLICHTRENNENDE SCHUTZEINRICHTUNG (SCHUTZTUER, -KLAPPE, ...) . 287 13 9.2 SICHERHEITSBEZOGENE STOPPFUNKTION, EINGELEITET DURCH EINE NICHT TRENNENDE SCHUTZEINRICHTUNG (LICHTVORHAENGE, LASERSCANNER, ...) ......... 295 9.3 HANDBETAETIGTE BEFEHLSEINRICHTUNGEN (HANDSTEUERUNG) .......................... 297 9.4 ZWEIHANDSCHALTUNG ...................................................................................299 9.5 MANUELLES AUFHEBEN VON SICHERHEITSFUNKTIONEN ..................................... 301 9.6 EINRICHTEN, TEACHEN, UMRUESTEN, DIE FEHLERSUCHE SOWIE FUER REINIGUNGS ODER INSTANDHALTUNGSARBEITEN ..................................................................... 303 9.7 SICHERE BEWEGUNGEN ................................................................................. 305 9.8 SICHERE POSITIONSERFASSUNG ....................................................................... 307 9.9 AUSWAHL VON STEUERUNGS- UND BETRIEBSARTEN ........................................... 310 9.10 ZUHALTUNG EINER SCHUTZEINRICHTUNG .......................................................... 312 9.11 FUNKTION ZUM STILLSETZEN IM NOTFALL .......................................................... 315 9.12 SIL 1 UND SIL 2 GLEICH SIL 3 ................... 322 10 MAL KRITISCH HINTERFRAGT ......................................................................... 327 10.1 DIE NOT-HALT-FUNKTION SINNVOLL BEWERTEN ............................................... 327 10.2 BETRIEBSARTEN .............................................................................................. 332 10.3 DIE ZUHALTUNG EINER VERRIEGELUNGSREINRICHTUNG BERUECKSICHTIGEN ........ 337 10.4 NICHT ALLES MUSS BERECHNET WERDEN ..........................................................339 10.5 NUR SINNVOLLE DIAGNOSEDECKUNGSGRADE VERWENDEN .................................. 341 10.6 *STANDARDS-KOMPONENTEN MIT VORSICHT WAEHLEN ........................................ 343 10.7 EIN VERGLEICH MIT DEM ANHANG K DER DIN EN ISO 13849-1 :20 16-06 LOHNT SICH .................................................................................................... 345 10.8 DIE EINSTUFUNG DES RISIKOS EINMAL ANDERS VORNEHMEN .......................... 350 10.9 DEN PROZESS ALS HILFSMITTEL NUTZEN .......................................................... 352 11 DIE MATHEMATIK UND DAS WARUM .......................................................... 353 11.1 DEFINITION DER WAHRSCHEINLICHKEIT GEFAHR BRINGENDER AUSFAELLE ............ 353 11.1.1 TEILSYSTEMELEMENTE UND TEILSYSTEME ........................................................ 353 11.1.2 AUSFALLRATEN ................................................................................................ 353 11.1.3 DEFINITION DES PFH D .................................................................................354 11.2 EINKANALIGE ARCHITEKTUR ..............................................................................354 11.2.1 ANNAHMEN ..................................................................................................354 11.2.2 LOGISCHE DARSTELLUNG ................................................................................. 354 11.2.3 WAHRSCHEINLICHKEITSBLOCKDIAGRAMM ......................................................... 355 11.2.4 BERECHNUNG ................................................................................................ 356 11.2.5 PFFL Q DER TEILSYSTEMARCHITEKTUR C ........................................................... 356 11.3 ZWEIKANALIGE ARCHITEKTUR .......................................................................... 356 11.3.1 ANNAHMEN .................................................................................................. 356 11.3.2 LOGISCHE DARSTELLUNG ................................................................................. 357 14 11.3.3 WAHRSCHEINLICHKEITSBLOCKDIAGRAMM ....................................................... 358 11.3.4 BERECHNUNG ............................................................................................... 359 11.3.5 PFH D DER TEILSYSTEMARCHITEKTUR D ......................................................... 361 11.4 DISKUSSION DER ERGEBNISSE DER EINKANALIGEN ARCHITEKTUR ....................... 361 11.4.1 DIAGNOSEDECKUNGSGRAD 60 % .................................................................... 361 11.4.2 DIAGNOSEDECKUNGSGRAD 90 % .................................................................... 362 11.4.3 SCHLUSSFOLGERUNG ....................................................................................... 363 11.5 DISKUSSION DER ERGEBNISSE DER ZWEIKANALIGEN ARCHITEKTUR .................... 364 11.5.1 DIAGNOSEDECKUNGSGRAD 60 % .................................................................... 364 11.5.2 DIAGNOSEDECKUNGSGRAD 90 % .................................................................... 364 11.5.3 DIAGNOSEDECKUNGSGRAD 99 % .................................................................... 364 11.5.4 SCHLUSSFOLGERUNG ...................................................................................... 364 12 AUSBLICK ................................................................................................... 369 13 TERMINOLOGIE ............................................................................................. 371 14 FACHWOERTERBUCH ...................................................................................... 403 LITERATUR ................................................................................................................ 413 STICHWORTVERZEICHNIS ........................................................................................... 417 15
adam_txt	INHALT VORWORT . 5 VORWORT ZUR 2. AUFLAGE . 7 1 DER URSPRUNG DER DIN EN 62061 (VDE 0113-50) - DARUM MUSSTE SICH ETWAS AENDERN . 17 1.1 DIE EG-MASCHINENRICHTLINIE UND IHRE FOLGEN . 17 1.2 GESCHICHTE DER DIN EN 954-1 - EINE NORM MIT GRENZEN . 19 1.3 DIE DIN EN 61508-1 (VDE 0803-L):20 11-02 ALS GRUNDLAGE ZUR BEWERTUNG VON ELEKTRISCHEN/ELEKTRONISCHEN/PROGRAMMIERBAREN LOESUNGEN . 20 1.4 EUROPEAN PROJECT STSARCES - DIE EU MACHT DRUCK . 21 1.5 DIE WELT DER THEORIE UND DER PRAXIS - EINE ANWENDEMORM IST NOTWENDIG . 24 1.6 DER ANWENDER MUSS UMDENKEN - WAS HINDERT IHN DARAN? . 25 1.7 ZUSAMMENFUHRUNG DER DIN EN 62061 (VDE 0113-50) UND DIN EN ISO 13849-1 - LAENGST UEBERFAELLIG . 26 2 MODERNE MASCHINENSICHERHEIT - DAS EUROPAEISCHE REFERENZMODELL UND DIE RICHTLINIEN . 29 2.1 DAS EUROPAEISCHE REGELWERK . 30 2.2 WARUM GRUNDLEGENDE SICHERHEITSANFORDERUNGEN? . 31 2.2.1 WIE WAR DAS NOCH MAL MIT DER HAFTUNG? . 32 2.2.2 WAS MOECHTE DIE EUROPAEISCHE KOMMISSION? . 33 2.2.3 LISTE DER GRUNDLEGENDEN SICHERHEITS- UND GESUNDHEITSANFORDERUNGEN . . 37 2.3 HAFTUNG - MOTIVATION DER MASCHINENHERSTELLER . 48 2.4 DER ANSPRUCH DER HARMONISIERTEN NORMEN . 49 2.5 DIE ORGANISATION UND DAS MANAGEMENT - WARUM WIEDERENTDECKT? . 52 2.6 RISIKOBEURTEILUNG - IMMER NOTWENDIG UND DOCH UNTERSCHAETZT . 53 2.7 DIE DOKUMENTATION . 55 2.8 DAS ZIEL VOR AUGEN - DIE CE-KONFORMITAETS- ODER DIE CE-EINBAUERKLAERUNG . 56 2.9 DAS CE-KENNZEICHEN ANZUBRINGEN, ABER WOHIN DAMIT? . 57 2.10 DER PROZESS IM UEBERBLICK . 59 2.11 WESENTLICHE VERAENDERUNG . 59 3 DER BEGRIFF SICHERHEITSFUNKTION - WAS IST WAHR? . 63 3.1 WOHER KOMMT DER BEGRIFF EIGENTLICH? . 63 3.2 WAS MUSS ICH BERUECKSICHTIGEN? . 65 3.3 WEGE AUS DER KRISE . 67 3.4 DER STREIT UM DIE GRENZEN DER SICHERHEITSFUNKTION . 68 3.5 WAS SIND KEINE SICHERHEITSFUNKTIONEN UND WERDEN ES AUCH NIE SEIN? . 69 4 SICHERHEITSFUNKTIONEN UND FUNKTIONALE SICHERHEIT - EINE SINNVOLLE KOMBINATION? . 75 4.1 IST FUNKTIONALE SICHERHEIT ETWAS NEUES? . 75 4.2 WARUM SOLL FUNKTIONALE SICHERHEIT DEM ANWENDER HELFEN? . 77 4.3 WAS KEINE FUNKTIONALE SICHERHEIT SEIN KANN . 77 4.4 DATEN UND FAKTEN . 79 4.5 DIE GESCHICHTE DES SICHERHEITSBAUTEILS - WAS WURDE FRUEHER DAZU GESAGT? . 80 4.6 WORIN LIEGT DER UNTERSCHIED ZWISCHEN SICHERHEITSBAUTEIL UND SICHERHEITSFUNKTION? . 82 4.7 WAS KEIN SICHERHEITSBAUTEIL SEIN KANN, ES SEI DENN . 85 4.8 VERANTWORTLICHKEITEN - NICHT ALLES, WAS GLAENZT UND GELB IST, MACHT AUCH AUTOMATISCH SICHER . 87 5 DIE ANWENDERNORM DIN EN 62061 (VDE 0113-50), IN VERBINDUNG MIT DIN EN ISO 13849-1 . 91 5.1 WELCHE NORM IST ANZUWENDEN: DIN EN ISO 13849-1 ODER DIN EN 62061 (VDE 0113-50)? . 91 5.2 DIE ZIELSETZUNG . 94 5.3 DER ANWENDUNGSBEREICH . 98 5.4 BEGRIFFE UND ABKUERZUNGEN . -. . 102 5.5 ABKUERZUNGEN . 110 5.6 DER BEGRIFF AUSFALLRATE . 110 5.7 PLAN DER FUNKTIONALEN SICHERHEIT - UNTERSCHAETZT UND DOCH SO WERTVOLL . 113 5.8 SPEZIFIKATION DER ANFORDERUNGEN FUER SICHERHEITSBEZOGENE STEUERUNGSFUNKTIONEN . 117 5.8.1 SPEZIFIKATION DER FUNKTIONALEN ANFORDERUNGEN FUER SICHERHEITSBEZOGENE STEUERUNGSFUNKTIONEN . 117 5.8.2 SPEZIFIKATION DER ANFORDERUNGEN ZUR SICHERHEITSINTEGRITAET FUER SICHERHEITSBEZOGENE STEUERUNGSFUENKTIONEN . 118 5.9 ENTWURF UND INTEGRATION DES SICHERHEITSBEZOGENEN ELEKTRISCHEN STEUERUNGSSYSTEMS (SRECS) . 120 10 5.9.1 VERGLEICH ZU DIN EN ISO 13849-1 . 120 5.9.2 ALLGEMEINE ANFORDERUNGEN . 123 5.9.3 ANFORDERUNGEN ZUM VERHALTEN BEI ERKENNUNG EINES FEHLERS . 124 5.9.4 ANFORDERUNGEN ZUR SYSTEMATISCHEN SICHERHEITSINTEGRITAET . 126 5.10 ENTWURF DES SICHERHEITSBEZOGENEN ELEKTRISCHEN STEUERUNGSSYSTEMS. . . 129 5.10.1 ENTWURF DER SYSTEMARCHITEKTUR . 131 5.10.2 ENTWURF DES TEILSYSTEMS (EN: SUBSYSTEM) . 134 5.10.3 ENTWURF DES TEILSYSTEMELEMENTS (EN: SUBSYSTEM ELEMENT) . 135 5.10.4 EIN EXEMPLARISCHES SYSTEM . 136 5.10.5 BESTIMMUNG DES ERREICHTEN SICHERHEITSINTEGRITAETSLEVELS (SIL) ODER PERFORMANCE LEVEL (PL) . 138 5.11 REALISIERUNG VON TEILSYSTEMEN (UND SRP/CS) . 143 5.11.1 ANFORDERUNGEN FUER DEN ENTWURF . 143 5.11.2 SICHERHEITSPARAMETER DES TEILSYSTEMS . 144 5.11.3 AUSWAHL GEEIGNETER KOMPONENTEN UND GERAETE . 145 5.11.4 BESTIMMUNG DER SICHERHEITSBEZOGENEN LEISTUNGSFAEHIGKEIT DES TEILSYSTEMS . 145 5.11.5 STRUKTURELLE EINSCHRAENKUNGEN DER SICHERHEITSINTEGRITAET DER HARDWARE VON TEILSYSTEMEN . 146 5.11.6 ABSCHAETZUNG DES ANTEILS SICHERER AUSFAELLE (SFF) . 151 5.11.7 ANFORDERUNGEN ZUR WAHRSCHEINLICHKEIT GEFAHR BRINGENDER ZUFAELLIGER HARDWAREAUSFALLE VON TEILSYSTEMEN . 153 5.12 ABSCHAETZUNG DER WAHRSCHEINLICHKEIT GEFAHR BRINGENDER ZUFAELLIGER HARDWAREAUSFAELLE VON TEILSYSTEMEN . 155 5.12.1 EMPFEHLUNG Z? 10 -WERTE UNTER STANDARDBEDINGUNGEN, SIEMENS AG . 156 5.12.2 EMPFEHLUNG SS 10D - UND MTTF D - WERTE NACH DIN EN ISO 13849-1 . 158 5.12.3 BASIS-TEILSYSTEMARCHITEKTUREN A BIS D . 160 5.13 BESTIMMUNG DES ERFORDERLICHEN SICHERHEITSINTEGRITAETSLEVELS SIL - WAS WILL ICH EIGENTLICH? . 170 5.14 FAKTOR DER AUSFAELLE INFOLGE GEMEINSAMER URSACHE SS (CCF-FAKTOR) . 174 5.15 BENUTZERINFORMATIONEN DES SICHERHEITSBEZOGENEN ELEKTRISCHEN STEUERUNGSSYSTEMS (SRECS) . 178 5.16 VALIDIERUNG DES STEUERUNGSSYSTEMS . 179 5.17 MODIFIKATION . 180 5.18 DOKUMENTATION EINES SRECS . 181 5.19 LEITFADEN FUER DEN ENTWURF EINES SICHERHEITSBEZOGENEN STEUERUNGSSYSTEMS (SRECS) . 183 5.20 EIN BEISPIEL ZUR PRAKTISCHEN VORGEHENSWEISE . 185 5.21 VEREINFACHTE VORGEHENSWEISE MIT B 10D , MTTF^ UND ERREICHBARER PFH D . 196 11 5.21.1 BEISPIEL MIT DER VEREINFACHTEN VORGEHENSWEISE . 199 5.22 ZUSAMMENFASSUNG - SCHRITT FUER SCHRITT . 201 6 DAS VDMA-EINHEITSBLATT 66413 . 203 6.1 MOTIVATION DER KOMPONENTENHERSTELLER UND MASCHINENHERSTELLER . 203 6.2 WARUM ERST JETZT? - EIN ERKLAERUNGSVERSUCH . 204 6.3 GERAETETYPEN - OHNE SIE GEHT NICHTS MEHR HEUTE . 204 6.4 KENNWERTE AUF BASIS DER GERAETETYPEN - SCHLUSS MIT DEN DISKUSSIONEN 208 6.5 ANWENDUNG DER GERAETETYPEN - DIE PRAXIS IST MASSGEBEND . 209 6.5.1 ANWENDUNG GERAETETYP 1 .209 6.5.2 ANWENDUNG GERAETETYP 2 .210 6.5.3 ANWENDUNG GERAETETYP 3 .212 6.5.4 ANWENDUNG GERAETETYP 4 . 214 6.6 AUSTAUSCH ELEKTRONISCHER DATEN FUER ALLE LESBAR - XML SOLL HELFEN . 215 6.7 ERLAEUTERUNGEN ZU EINIGEN WICHTIGEN KENNWERTEN .216 7 TYPISCHE GRUNDLEGENDE ARCHITEKTUREN . 221 7.1 ARCHITEKTUREN IM UEBERBLICK . 221 7.2 DIAGNOSEDECKUNGSGRAD ( Q .222 7.3 EINKANALIG OHNE TESTUNG .226 7.4 EINKANALIG MIT TESTUNG .227 7.5 ZWEIKANALIG OHNE TESTUNG . 230 7.6 ZWEIKANALIG MIT GERINGER BIS MITTLERER TESTUNG . 231 7.7 ZWEIKANALIG MIT HOHER TESTUNG . 234 8 TIPPS UND BEISPIELE . 237 8.1 LISTE OFT VERWENDETER SICHERHEITSFUNKTIONEN .237 8.2 ALLGEMEINE BETRACHTUNGEN . 238 8.2.1 DEFINIEREN EINER SICHERHEITSFUENKTION EINFACH GEMACHT . 238 8.2.2 WARUM DARF MAN MIT DER DIN EN 62061 (VDE 0113-50) NICHT ELEKTROMECHANISCHE KOMPONENTEN (Z. B. VENTILE) BERECHNEN? 240 8.2.3 WAS TUN MIT DEN KATEGORIEN DER C-NORMEN? . 241 8.2.4 DIE BERECHNUNGSMETHODE DER DIN EN 62061 (VDE 0113-50):2016-05, ABSCHNITT 6.7.8.2 IST NORMATIV , WARUM IST DIE DER DIN EN ISO 13849-1:2016-06, ANHAENGE C UND K DAGEGEN NUR INFORMATIV ? .242 8.2.5 AEF7TF D -WERT GLEICH PFH D -WERT . 246 8.2.6 VERSCHLEISSBEHAFTETE KOMPONENTEN UND DIE KATEGORIE 2 .247 8.2.7 WAS BEDEUTET T X ALS PROOF-TEST ODER LEBENSDAUER IN DER PRAXIS? .249 8.2.8 T 10D UND T V WANN GILT WAS UND WARUM? . 251 12 8.2.9 DEN BETAETIGUNGSZYKLUS C (1/H) IM VERHAELTNIS ZU DEN EFFEKTIVEN BETRIEBSSTUNDEN IM JAHR UMRECHNEN? . 253 8.2.10 BEI EINER EINKANALIGEN ARCHITEKTUR GILT PFH D - (1 -DC) * A D - WAS PASSIERT MIT DEM DIAGNOSE-TESTINTERVALL T 2 ? . 254 8.2.11 WELCHES ERFORDERLICHE TESTINTERVALL IST FUER WELCHEN SIL SINNVOLL? . 255 8.3 GRUNDSAETZLICHE BETRACHTUNGEN - SENSORIK . 257 8.3.1 NOT-HALT-BEFEHLSGERAETE - JEDES FUER SICH IST TEIL EINER ENTSPRECHENDEN ERGAENZENDEN 46 SICHERHEITSFUNKTION . 257 8.3.2 VERSCHLEISSBEHAFTETE KOMPONENTEN HABEN KEINEN ANTEIL SICHERER AUSFAELLE (SFF) - OB SENSOR ODER AKTOR . 258 8.3.3 SIL 2 IN EINER ZWEIKANALIGEN ARCHITEKTUR OHNE DIAGNOSE (SFF = 80 %?) - BRINGT DAS ETWAS? .260 8.3.4 MUSS EIN ZUSTIMMSCHALTER ALS TEIL EINER SICHERHEITSFUNKTION BERUECKSICHTIGT WERDEN? . 261 8.3.5 PL E ODER SIL 3 MIT EINEM POSITIONSSCHALTER MIT GETRENNTEM BETAETIGER? . 262 8.3.6 DREHZAHLUEBERWACHUNG - WANN DUERFEN DIE GEBER AUSSER ACHT GELASSEN WERDEN? . 264 8.3.7 STROMWERTUEBERWACHUNG EINES MOTORS IN SIL 2 . 265 8.4 GRUNDSAETZLICHE BETRACHTUNGEN - AKTORIK . 268 8.4.1 MUSS EIN ANTRIEB (MOTOR) IN EINER SICHERHEITSFUNKTION BERUECKSICHTIGT WERDEN? . 268 8.4.2 ZWEI LASTSCHUETZE AN EINEM EINZELNEN SICHERHEITSGERICHTETEN AUSGANG MIT SIL 3 . 269 8.4.3 ZWANGSGEFUHRTE KONTAKTELEMENTE VON HILFSSCHUETZEN UND SPIEGELKONTAKTE VON LEISTUNGSSCHUETZEN . 269 8.4.4 IST EINE UEBERWACHUNG VON HILFS- ODER LEISTUNGSSCHUETZEN DURCH NICHT SICHERHEITSGERICHTETE EINGANGSBAUGRUPPEN MOEGLICH? . 272 8.4.5 WELCHER PL ODER SIL KANN MIT EINEM EINZELNEN LEISTUNGSSCHUETZ ERREICHT WERDEN? . 273 8.4.6 BEWERTEN VON STANDARD-AUSGANGSBAUGRUPPEN 66 . 274 8.4.7 BEWERTUNG VON HILFSSCHUETZEN ODER KOPPELRELAIS IN EINER SICHERHEITSFUNKTION . 277 8.4.8 STERN-DREIECK-SCHALTUNG SICHERHEITSGERICHTET BEWERTEN . 280 8.4.9 LASTFREIES SCHALTEN MIT LEISTUNGSSCHUETZEN ODER HILFSSCHUETZEN . 282 8.4.10 WAS TUN, WENN KEINE MTTF D - WERTE VORLIEGEN? . 282 9 BERECHNUNGEN VON TYPISCHEN SICHERHEITSFUNKTIONEN . 285 9.1 SICHERHEITSBEZOGENE STOPPFUNKTION, EINGELEITET DURCH EINE BEWEGLICHTRENNENDE SCHUTZEINRICHTUNG (SCHUTZTUER, -KLAPPE, .) . 287 13 9.2 SICHERHEITSBEZOGENE STOPPFUNKTION, EINGELEITET DURCH EINE NICHT TRENNENDE SCHUTZEINRICHTUNG (LICHTVORHAENGE, LASERSCANNER, .) . 295 9.3 HANDBETAETIGTE BEFEHLSEINRICHTUNGEN (HANDSTEUERUNG) . 297 9.4 ZWEIHANDSCHALTUNG .299 9.5 MANUELLES AUFHEBEN VON SICHERHEITSFUNKTIONEN . 301 9.6 EINRICHTEN, TEACHEN, UMRUESTEN, DIE FEHLERSUCHE SOWIE FUER REINIGUNGS ODER INSTANDHALTUNGSARBEITEN . 303 9.7 SICHERE BEWEGUNGEN . 305 9.8 SICHERE POSITIONSERFASSUNG . 307 9.9 AUSWAHL VON STEUERUNGS- UND BETRIEBSARTEN . 310 9.10 ZUHALTUNG EINER SCHUTZEINRICHTUNG . 312 9.11 FUNKTION ZUM STILLSETZEN IM NOTFALL . 315 9.12 SIL 1 UND SIL 2 GLEICH SIL 3 . 322 10 MAL KRITISCH HINTERFRAGT . 327 10.1 DIE NOT-HALT-FUNKTION SINNVOLL BEWERTEN . 327 10.2 BETRIEBSARTEN . 332 10.3 DIE ZUHALTUNG EINER VERRIEGELUNGSREINRICHTUNG BERUECKSICHTIGEN . 337 10.4 NICHT ALLES MUSS BERECHNET WERDEN .339 10.5 NUR SINNVOLLE DIAGNOSEDECKUNGSGRADE VERWENDEN . 341 10.6 *STANDARDS-KOMPONENTEN MIT VORSICHT WAEHLEN . 343 10.7 EIN VERGLEICH MIT DEM ANHANG K DER DIN EN ISO 13849-1 :20 16-06 LOHNT SICH . 345 10.8 DIE EINSTUFUNG DES RISIKOS EINMAL ANDERS VORNEHMEN . 350 10.9 DEN PROZESS ALS HILFSMITTEL NUTZEN . 352 11 DIE MATHEMATIK UND DAS WARUM . 353 11.1 DEFINITION DER WAHRSCHEINLICHKEIT GEFAHR BRINGENDER AUSFAELLE . 353 11.1.1 TEILSYSTEMELEMENTE UND TEILSYSTEME . 353 11.1.2 AUSFALLRATEN . 353 11.1.3 DEFINITION DES PFH D .354 11.2 EINKANALIGE ARCHITEKTUR .354 11.2.1 ANNAHMEN .354 11.2.2 LOGISCHE DARSTELLUNG . 354 11.2.3 WAHRSCHEINLICHKEITSBLOCKDIAGRAMM . 355 11.2.4 BERECHNUNG . 356 11.2.5 PFFL Q DER TEILSYSTEMARCHITEKTUR C . 356 11.3 ZWEIKANALIGE ARCHITEKTUR . 356 11.3.1 ANNAHMEN . 356 11.3.2 LOGISCHE DARSTELLUNG . 357 14 11.3.3 WAHRSCHEINLICHKEITSBLOCKDIAGRAMM . 358 11.3.4 BERECHNUNG . 359 11.3.5 PFH D DER TEILSYSTEMARCHITEKTUR D . 361 11.4 DISKUSSION DER ERGEBNISSE DER EINKANALIGEN ARCHITEKTUR . 361 11.4.1 DIAGNOSEDECKUNGSGRAD 60 % . 361 11.4.2 DIAGNOSEDECKUNGSGRAD 90 % . 362 11.4.3 SCHLUSSFOLGERUNG . 363 11.5 DISKUSSION DER ERGEBNISSE DER ZWEIKANALIGEN ARCHITEKTUR . 364 11.5.1 DIAGNOSEDECKUNGSGRAD 60 % . 364 11.5.2 DIAGNOSEDECKUNGSGRAD 90 % . 364 11.5.3 DIAGNOSEDECKUNGSGRAD 99 % . 364 11.5.4 SCHLUSSFOLGERUNG . 364 12 AUSBLICK . 369 13 TERMINOLOGIE . 371 14 FACHWOERTERBUCH . 403 LITERATUR . 413 STICHWORTVERZEICHNIS . 417 15
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