Funktionale Sicherheit – sicherheitsbezogene Steuerungssysteme

Die Maschinenrichtlinie 2006/42/EG schreibt die Erstellung einer Risikobeurteilung vor. In dieser muss jede Gefahr analysiert und das Risiko ohne Gegenmaßnahme bewertet werden.

Wird die Gegenmaßnahme nicht durch eine inhärent sichere Konstruktion oder mechanische Schutzeinrichtung, wie Abdeckung, verhindert/minimiert, so kommen komplexe elektronische, elektromechanische (z.B. Relais), nicht elektrische (z.B. hydraulische, pneumatische) sicherheitsbezogene Steuerungsfunktion(en) als Lösungsansätze zu tragen.

 

Die Bewertung der sicherheitsbezogenen Steuerungssystem(e) erfolgt anhand nachfolgender Normen:

 

Die folgenden Schritte sind notwendig um eine „sicherheitsbezogene Steuerungsfunktion“ zu bestimmen und zu bewerten.

 

1) Durchführung einer Risikobewertung zur

  • Bestimmung des erforderlichen Performance Levels (PL) gemäß Risikograph in der EN ISO 13849-1
  • Bestimmung des erforderlichen Sicherheits-Integritätslevel (SIL) gemäß Risikograph in der EN 62061 (für Maschinen) und in der EN 61511 (für Prozessanlagen)

 

2) Aufbau der Sicherheitsfunktion (Planung der Sicherheitsfunktion)

           

3) Berechnung des erreichten Performance Levels und Sicherheits-Integritätslevels

 

4) Validierung und Verifizierung

Validierung:  Bestätigung durch Untersuchung (z. B. Tests, Analysen), dass das sicherheitsbezogene elektrische Steuerungssystem die Anforderungen zur funktionalen Sicherheit der spezifischen Anwendung erfüllt.

Verifizierung:  Bestätigung durch Untersuchung (z. B. Tests, Analysen), dass das sicherheitsbezogene elektrische Steuerungssystem, seine Teilsysteme oder Teilsystem-Elemente, die durch die zugehörige Spezifikation gestellten Anforderungen erfüllen.

BEISPIEL: Verifikationsaktivitäten schließen ein:

  • Überprüfungen von Ergebnissen (Dokumente aus allen Phasen), um Übereinstimmung mit den Zielen und Anforderungen der Phase unter Berücksichtigung der spezifischen Eingaben für diese Phase sicherzustellen
  • Überprüfungen des Entwurfs
  • Tests, die an den entworfenen Produkten ausgeführt werden, um sicherzustellen, dass die Produkte entsprechend ihrer Spezifikation arbeiten
  • Ausführung von Integrationstests, in dem verschiedene Teile eines Systems schrittweise zusammengefügt werden und durch die Ausführung von Prüfungen zu Umgebungseinflüssen sichergestellt wird, dass alle Teile in der festgelegten Art und Weise zusammenwirken.

Das V-Modell unterscheidet sich von den klassischen Ausprägungen der Phasenmodelle der Anwendungsentwicklung (Wasserfallmodell, Spiralmodell) durch die Einbeziehung der Qualitätssicherung. Die Sicherung der Qualität erfolgt über die Zuordnung von Aktivitäten der Validierung und der Verifizierung zu den Aktivitäten der Konstruktion im Prozess. Die Validierung stellt die Überprüfung der Nützlichkeit dar; mit der Verifizierung wird eine Überprüfung der Übereinstimmung mit den Vorgaben vorgenommen.
Durch die starke Betonung der Sicherstellung von Qualität als eigenes Submodell werden Fehler (durch Verifizierung) und überflüssige Eigenschaften (durch Validierung) im V-Modell meist frühzeitiger als im Arbeitsablauf nach dem Wasserfallmodell oder dem Spiralmodell aufgedeckt und damit Kosten im Projekt minimiert. Auch die Abnahme durch einen Auftraggeber wird vereinfacht.

Ablauf der Phasen und Produktfluss im V-Modell 97 (weitere Informationen bzw. Quelle: hier...)

Gerne unterstützen wir Sie bei sämtlichen Schritten zum Erreichen des Performance Levels (PL) und Sicherheits-Integritätslevels (SIL).