Funktionale Sicherheit sorgt dafür, dass eine Anlage im Gefahrenfall zuverlässig in einen sicheren Zustand geht. In Deutschland ist das keine freiwillige Zugabe, sondern rechtlich gefordert: über die Maschinenrichtlinie 2006/42/EG, die national durch die 9. Verordnung zum Produktsicherheitsgesetz (Maschinenverordnung) umgesetzt ist. Ab dem 20. Januar 2027 gilt an ihrer Stelle die Maschinenverordnung (EU) 2023/1230, die unmittelbar anzuwenden ist.
Die maßgeblichen Normen
IEC 62061 legt Sicherheits-Integritätslevel (SIL) für sicherheitsbezogene elektrische, elektronische und programmierbare elektronische Steuerungen fest. Für Maschinen reicht die Skala von SIL 1 bis SIL 3.
ISO 13849-1 definiert Performance Level (PL) für sicherheitsbezogene Teile von Steuerungen, von PL a bis PL e.
Beide Normen verfolgen dasselbe Ziel auf unterschiedlichen Wegen. In der Praxis gilt grob:
- SIL ist in der Prozessindustrie verbreitet, also Chemie, Pharma, Öl und Gas
- PL ist im Maschinenbau und in der Fertigungsautomatisierung üblich
Der Sicherheitslebenszyklus
Eine Sicherheitsfunktion entsteht nicht nebenbei, sondern in festen Schritten:
- Gefährdungsbeurteilung und Risikobeurteilung: alle Gefährdungen erfassen und je Sicherheitsfunktion das erforderliche Niveau bestimmen
- Sicherheitsanforderungen festlegen: was die Funktion leisten muss, in welcher Reaktionszeit und mit welchem Integritätsniveau
- Entwurf: sicherheitsgerichtete Komponenten auswählen und die Sicherheitslogik entwerfen
- Umsetzung: Sicherheitsprogramm erstellen und Sicherheitskreise verdrahten
- Verifizierung und Validierung: jede Sicherheitsfunktion einzeln prüfen und nachweisen
- Dokumentation: Sicherheitsbetrachtung, Validierungsbericht und Betriebsanleitung vollständig führen
- Betrieb und Instandhaltung: wiederkehrende Prüfungen über die gesamte Nutzungsdauer
Sicherheitssteuerungen
Moderne Steuerungen führen Standard- und Sicherheitsfunktionen in einem Gerät zusammen:
- Siemens S7-1500F: fehlersichere CPU, die Standard- und Sicherheitsprogramm gemeinsam im TIA Portal ausführt
- Fehlersichere Baugruppen: F-DI, F-DO und F-AI für Anforderungen bis SIL 3 und PL e
- Sicherheitsschaltgeräte: für einfache Funktionen wie Not-Halt und Schutztürüberwachung
Typische Sicherheitsfunktionen
- Not-Halt: trennt gefahrbringende Bewegungen unverzüglich
- Schutztürüberwachung: erkennt geöffnete Schutzeinrichtungen und stoppt die Gefahrbewegung
- Lichtvorhang: erkennt das Eingreifen in den Gefahrenbereich
- Zweihandschaltung: erzwingt beide Hände am Bedienelement
- Sicher begrenzte Geschwindigkeit: hält Antriebe im Einrichtbetrieb unter der zulässigen Drehzahl
- Sicher abgeschaltetes Moment (STO): verhindert, dass der Antrieb ein Drehmoment aufbaut
Sicherheitsprogrammierung im TIA Portal
Das TIA Portal bringt eine eigene Umgebung für Sicherheitsprogramme mit:
- Es steht ein eingeschränkter Befehlsvorrat zur Verfügung, damit das Verhalten deterministisch bleibt
- F-Bausteine sind zertifiziert und dürfen nicht verändert werden
- Sicherheitssignaturen sichern die Programmintegrität über Prüfsummen ab
- Der Zugriffsschutz verhindert unbefugte Änderungen am Sicherheitsprogramm
Funktionale Sicherheit bei ED WARTENS Deutschland
Unsere Kurse behandeln die Risikobeurteilung, den Entwurf sicherheitsgerichteter Steuerungen und die Programmierung fehlersicherer Siemens-CPUs. Sie lernen, Sicherheitsfunktionen so auszulegen und in Betrieb zu nehmen, dass sie den in Deutschland und der EU geltenden Anforderungen entsprechen. Eine Befähigung im Sinne einer benannten Stelle wird damit nicht erteilt.