GIT Sicherheit 09/2016: Artikel PAScal

FUNKTIONALE SICHERHEIT
Sicheres Kalkül
Safety Calculator PAScal erleichtert den
Umgang mit Normen und Richtlinien
E
N ISO 13849-1 bzw. EN/IEC 62061
schreiben die Bewertung und Berechnung von Sicherheitsfunktionen
vor. Ergebnis dieser „Rechenübung“ sind
der Performance Level (PL) bzw. der Safety
Integrity Level (SIL), welche die Ausfallwahrscheinlichkeit einer Steuerung ausdrücken.
Um die Berechnung zu erleichtern, werden
am Markt verschiedene Software-Werkzeuge
angeboten. Deren Verwendung ist in der Praxis nicht ohne Hürden: Die für die Berechnung
notwendigen Kennwerte der Komponenten
unterscheiden sich im Format von Hersteller
zu Hersteller – und nicht jedes Format lässt
sich bis dato auch in jedem Berechnungs-Tool
verwenden.
▲ Der Safety Calculator PAScal von Pilz unterstützt bei
der Berechnung des erreichbaren PL (Performance Le
vel) und SIL (Safety Integrity Level) von
Sicherheitsfunktionen in Maschinen und Anlagen
Einheitsblatt des VDMA erleichtert
Datenaustausch
Mit dem Einheitsblatt 66413 mit dem Titel
„Funktionale Sicherheit – Universelle Datenbasis für sicherheitsbezogene Kennwerte von
Komponenten oder Teilen von Steuerungen“
löste der VDMA das Problem eines fehlenden
einheitlichen Datenformats. Das Einheitsblatt
erlaubt die einheitliche und herstellerübergreifende Berechnung der sicherheitsbezogenen
Kennwerte von Steuerungen. Es beschreibt
die erforderlichen Sicherheitskenndaten und
die Form, in der diese bereitgestellt werden.
Ein Ergebnis aus dem Arbeitskreis war letztlich
die Struktur einer einheitlichen Bibliothek im
XML-Format. Mittels einer Schemadatei kön-
GIT SICHERHEIT + MANAGEMENT 9/2016, S. 186–187, WILEY-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, Weinheim
nen Programme prüfen, ob die Daten plausibel
und valide sind.
Mit Berechnungstools den Aufwand
minimieren
Geprüfte und zertifizierte Berechnungstools,
die die Formeln und Kriterien der EN ISO
13849-1 abbilden, bieten die Möglichkeit
komplette Bauteilbibliotheken von Herstellern ohne erneute Eingabe der Sicherheitskenndaten verarbeiten zu können. Die Wahrscheinlichkeit von Fehlern wird damit drastisch
reduziert und gleichzeitig der Aufwand für
die Berechnungen auf ein Minimum reduziert.
Im Safety Calculator PAScal von Pilz sind
nun die erforderlichen Kenndaten bereits im
www.gitverlag.com www.GIT-SICHERHEIT.de
© Fotos: Pilz GmbH & Co. KG
Für die Einhaltung der Maschinenrichtlinie spielt die Berechnung von
Ausfallwahrscheinlichkeiten eine
große Rolle. Sie ist die Grundlage,
um das Sicherheitsniveau einer
Sicherheitsfunktion zu ermitteln.
Das einheitliche Datenformat
66413 des VDMA und Berechnungstools wie der Safety
Calculator PAScal helfen bei
der Berechnung. Der VDMA hatte
sie im Februar in Frankfurt am Main
vorgestellt – (siehe GIT SICHERHEIT
4/2016). In einer kleinen Serie berichten die beteiligten Unternehmen
von ihren Beiträgen zur Erarbeitung
der Lösung. Es beginnt Matthias
Wimmer, Standards Specialist
Functional Safety of Machinery
bei Pilz.
◀ Für die Modellierung
der einzelnen Sicherheits
funktionen können
Komponenten mittels
„Drag and Drop“ aus den
Bibliotheken in das
Editorfenster gezogen
werden
offenen Datenformat des VDMA hinterlegt.
Damit Anwender vorhandene Datenbestände
und Berechnungen weiter nutzen können, bietet das Software-Tool die Möglichkeit mit allen
gängigen Bibliotheksformaten durchgängig
zu arbeiten. Das ist Voraussetzung für eine
möglichst unkomplizierte Berechnung der
notwendigen Kennwerte.
Schritt für Schritt zur Sicherheit
Mit dem Safety Calculator PAScal unterstützt
Pilz bei der im Rahmen der Risikobeurteilung
vorgeschriebenen Bewertung und Berechnung von Sicherheitsfunktionen. Ergebnis
dieser Berechnungen sind der Performance
Level (PL) bzw. der Safety Integrity Level (SIL),
welche die Ausfallwahrscheinlichkeit einer Sicherheitsfunktion ausdrücken. Die Software
kann mittels eines grafischen Editors diese
Sicherheitsfunktionen bzw. die eingesetzten
Komponenten modellieren und deren Struktur
sowie das Nutzungsverhalten der einzelnen
Komponenten komfortabel bewerten. Durch
umfangreiche Bibliotheksfunktionen ist es
möglich Gerätekenndaten in den gängigen
Bibliotheksformaten zu importieren oder eigene Bibliotheken zu erstellen und zu verwalten.
Das Ergebnis wird mit den erforderlichen Sicherheitskenngrößen der Sicherheitsfunktionen verglichen und grafisch dargestellt.
Im ersten Schritt werden die allgemeinen
Daten des Projekts oder der Maschine erfasst.
Das ist wahlweise anhand eines vorgegebenen
Arbeitsablaufs möglich oder direkt in einer
Projektverwaltung. Die Versionsverfolgung geschieht hierbei sowohl über eine automatische
Änderungsverfolgung mit aktuellem Datum als
auch über eine frei vergebbare Versionsnummer.
Anschließend werden die zugehörigen Sicherheitsfunktionen für alle Risiken sukzessive angelegt. Basis für die Berechnung sind
dabei die harmonisierten Sicherheitsnormen
EN ISO 13849-1 und EN/IEC 62061. Am Beispiel der EN ISO 13849-1 werden hier die Sicherheitsfunktionen benannt, deren Funktion
beschrieben und die erforderlichen PL direkt
eingegeben oder über den Risikographen ermittelt. Wahlweise ist dies auch mit der EN/
IEC 62061 (SIL) möglich.
Falls notwendig, können Dokumente, Bilder,
Schaltpläne oder andere Dokumente hinzugefügt werden, um die Beurteilung aussagekräftiger zu machen.
Bei Komponenten, deren Verschleiß von
der Zahl der Schaltzyklen abhängt, hilft ein
integriertes Umrechnungstool diese Werte zu
ermitteln. Welche Daten für das jeweilige Gerät
oder die jeweilige Struktur erforderlich sind,
zeigt PAScal an. Entsprechend erfolgt auch die
Bewertung der Fehler gemeinsamer Ursache
(CCF, Common Cause Failure) mittels Programmunterstützung. Hierbei ist der Fragenkatalog
der EN ISO 13849-1 als Checkliste, mit der Option, die Einträge zu kommentieren, umgesetzt.
Wiederverwendbarkeit spart Zeit
Solange der erforderliche Sicherheitslevel PLr
noch nicht erreicht ist, geben Warnhinweise
und Markierungen der kritischen Elemente Hilfe
für die weitere Betrachtung. Im SRP/CS-Ergebnis Tab kann hierzu während der kompletten
Modellierung der aktuelle Stand der Bewertung für alle Sicherheitsfunktionen eingesehen
werden. Der abschließende Report enthält alle
erforderlichen Informationen zur Archivierung
und kann in Umfang, Design und Sprache an
die Erfordernisse angepasst werden. Weil sich
Projekte häufig ähneln, kann der Anwender in
PAScal auf vorliegende Daten zugreifen und
beim nächsten Projekt Zeit sparen. ◾
Modellierung per „Drag and Drop“
Als nächstes folgt die Modellierung der einzelnen Sicherheitsfunktionen aus den vorhandenen Schaltplänen. Dank umfangreicher Bibliotheken können Komponenten mittels „Drag
and Drop“ aus den Bibliotheken in das Fenster
des Editors gezogen werden. Eine Suchfunktion hilft bei der Identifikation der korrekten
Komponenten. Die Auswahl zwischen den unterschiedliche Versionen oder Verwendungsarten eines Gerätes wird dabei erst nach der
grundsätzlichen Geräteauswahl erforderlich.
Matthias Wimmer,
Standards Specialist
Functional Safety of
Machinery bei Pilz
Kontakt
Pilz GmbH & Co., Ostfildern
Tel.: +49 711 34 090
[email protected]
www.pilz.de

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