Ermittlung von Performance Levels für Steuerungen mit der PLC-Drehscheibe

Zur einfachen Bestimmung des Performance Levels (PL) sicherheitsbezogener Maschinensteuerungen dient die PLC-Drehscheibe. Sie wurde vom Institut für Arbeitsschutz der DGUV (IFA) entwickelt mit Unterstützung durch den Zentralverband Elektrotechnik- und Elektronikindustrie (ZVEI) - Fachverband Automation und den Verband Deutscher Maschinen- und Anlagenbau - VDMA.

Benutzungshinweise

Die Methoden der Norm DIN EN ISO 13849-1 werden durch zwei gegeneinander verdrehbare Scheiben begreifbar gemacht. Der Performance Level (PL) wird bestimmt, indem einfach eine Scheibe gedreht wird, bis der gewünschte Wert der MTTF_d (Mean Time to Failure dangerous) im unteren Fenster erscheint. Danach müssen nur die gewünschte Kategorie und diagnostic coverage (DC) neben dem oberen Fenster gewählt und der daneben im Fenster erscheinende Zahlenwert abgelesen werden. Durch Multiplikation mit einem in der Legende dargestellten Faktor (Zehnerpotenz) ergibt sich die mittlere gefährliche Ausfallwahrscheinlichkeit der Sicherheitssteuerung. Der Farbcode dient zur Auswahl des Faktors und zeigt gleichzeitig an, welcher PL erreicht wird.

Hintergrund

Die Revision der ISO 13849-1 (mit EN-Bezeichnung EN 954-1) enthält Richtlinien zur einfachen Entwicklung, Prüfung und Zertifizierung von sicherheitsbezogenen Maschinensteuerungen. Deterministische und Wahrscheinlichkeits-Anforderungen wurden dazu auf praktikable Weise miteinander kombiniert. Die Steuerungskategorie (bestimmt z.B. durch Redundanz und Testung) und Wahrscheinlichkeits-Aspekte (Ausfallraten der Komponenten und Qualität der Tests, ausgedrückt durch MTTF_d und DC, sowie Fehler gemeinsamer Ursache) liegen der Bestimmung des so genannten "Performance Levels" (PL) zu Grunde. Zur Herleitung der mittleren gefährlichen Ausfallwahrscheinlichkeit pro Stunde wurden Markov-Modelle basierend auf typischen Steuerungs-Architekturen verwendet. Die Zahlenwerte entstammen Abbildung 5 und Tabelle K.1 der DIN EN ISO 13849-1.