Die funktionale Sicherheit spielt im Maschinen- und Anlagenbau eine entscheidende Rolle. Insbesondere bei sicherheitsrelevanten Steuerungen ist es notwendig, Risiken gezielt zu minimieren und normgerecht nachzuweisen. Eine zentrale Kennzahl dabei ist der Performance Level (PL). Doch wie lässt sich der Performance Level berechnen, und worauf müssen Sie achten?
In diesem Beitrag erfahren Sie, wie Sie den Performance Level nach EN ISO 13849 korrekt bestimmen, Sicherheitsfunktionen richtig auslegen und die Unterschiede zu anderen Sicherheitskennzahlen wie SIL verstehen.
Um den Performance Level berechnen zu können, ist zunächst ein grundlegendes Verständnis der Norm EN ISO 13849 erforderlich. Diese beschreibt die sicherheitsbezogenen Teile von Steuerungen und definiert, wie deren Zuverlässigkeit bewertet wird. Ziel ist es, das Risiko für Mensch und Maschine auf ein akzeptables Maß zu reduzieren.
Der erste Schritt besteht darin, den erforderlichen Performance Level, auch PLr genannt, festzulegen. Dieser ergibt sich aus der
Risikobeurteilung und berücksichtigt Faktoren wie die Schwere möglicher Verletzungen, die Häufigkeit der Gefährdung und die Möglichkeit, Gefahren zu vermeiden.
Anschließend wird die tatsächliche Sicherheitsfunktion analysiert. Dabei spielen Parameter wie die mittlere Ausfallwahrscheinlichkeit gefährlicher Fehler, die Diagnosedeckung sowie die Struktur der Sicherheitssteuerung eine entscheidende Rolle. Auf Basis dieser Werte wird der erreichte Performance Level bestimmt, der von PL a (niedrig) bis PL e (hoch) reicht.
In der Praxis erfolgt die Berechnung häufig mit spezialisierten Tools wie SISTEMA. Diese ermöglichen eine strukturierte Bewertung der einzelnen Komponenten und erleichtern den normgerechten Nachweis. Wichtig ist, dass alle Annahmen und Berechnungen nachvollziehbar dokumentiert werden, da sie Teil der technischen Dokumentation sind.
Die korrekte Berechnung des Performance Levels ist nur ein Teil der
funktionalen Sicherheit. Ebenso entscheidend ist die normgerechte Auslegung der Sicherheitsfunktionen innerhalb der Sicherheitssteuerung. Eine Sicherheitsfunktion beschreibt, wie ein System auf eine erkannte Gefahr reagiert. Beispielsweise kann dies das Abschalten einer Maschine bei geöffnetem Schutzgitter sein. Damit diese Funktion zuverlässig arbeitet, muss sie so ausgelegt sein, dass sie den geforderten Performance Level erreicht. Hierbei ist ein systematisches Vorgehen entscheidend. Zunächst müssen alle sicherheitsrelevanten Funktionen identifiziert werden. Anschließend werden geeignete Komponenten ausgewählt, die den Anforderungen der EN ISO 13849 entsprechen. Dazu zählen beispielsweise Sensoren, Logiksysteme und Aktoren.
Darüber hinaus spielt die Architektur der Sicherheitssteuerung eine zentrale Rolle. Redundante Systeme, Diagnosemechanismen und eine klare Trennung sicherheitsrelevanter Funktionen tragen dazu bei, die erforderliche Zuverlässigkeit zu erreichen. Besonders bei hohen Anforderungen, wie PL d oder PL e, ist eine sorgfältige Planung unerlässlich.
Ein weiterer wichtiger Aspekt ist die Validierung. Nachdem die Sicherheitsfunktionen implementiert wurden, müssen diese überprüft und getestet werden. Nur so kann sichergestellt werden, dass die geplanten Maßnahmen auch in der Praxis zuverlässig funktionieren. Diese Validierung ist ein wesentlicher Bestandteil der funktionalen Sicherheit und muss entsprechend dokumentiert werden.
Im Zusammenhang mit funktionaler Sicherheit tauchen häufig Begriffe wie Performance Level (PL) und Safety Integrity Level (SIL) auf. Beide Konzepte verfolgen das gleiche Ziel, nämlich die Bewertung der Zuverlässigkeit sicherheitsrelevanter Systeme, unterscheiden sich jedoch in ihrer Anwendung. Der Performance Level basiert auf der EN ISO 13849 und wird vor allem im Maschinenbau eingesetzt. Er bewertet die Zuverlässigkeit von Sicherheitsfunktionen anhand von Kategorien und Wahrscheinlichkeiten. Die Einteilung reicht von PL a bis PL e, wobei PL e die höchste Sicherheitsstufe darstellt.
Der SIL hingegen stammt aus der Normenreihe IEC 61508 und wird häufig in der Prozessindustrie verwendet. Auch hier wird die Wahrscheinlichkeit eines gefährlichen Ausfalls betrachtet, jedoch erfolgt die Einteilung in diskrete Stufen von SIL 1 bis SIL 4. Ein direkter SIL Vergleich mit dem Performance Level ist möglich, allerdings nur näherungsweise. So entspricht beispielsweise ein hoher Performance Level wie PL d oder PL e in etwa einem SIL 2 oder SIL 3. Dennoch sollten beide Systeme nicht vermischt werden, da sie unterschiedliche Bewertungsmethoden und Anforderungen haben.
Für Unternehmen bedeutet das: Die Wahl der richtigen Norm hängt stark von der Anwendung und Branche ab. Im klassischen Maschinenbau ist die EN ISO 13849 mit dem Performance Level in der Regel die passende Grundlage.
Den Performance Level berechnen zu können, ist ein zentraler Bestandteil der funktionalen Sicherheit. Nur wenn Sicherheitsfunktionen korrekt ausgelegt, bewertet und validiert werden, lassen sich Risiken nachhaltig minimieren und gesetzliche Anforderungen erfüllen. Die EN ISO 13849 bietet hierfür eine klare Struktur und praxisnahe Methoden. Gleichzeitig ist ein fundiertes Verständnis der Zusammenhänge notwendig, um Fehler zu vermeiden und die Sicherheit von Maschinen und Anlagen zu gewährleisten.
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