1. Handelt es sich um eine Betriebsfunktion oder um eine Sicherheitsfunktion?
Wenn ein Ausfall oder Fehlverhalten einer Funktion zu einer möglichen Verletzung führen kann, handelt es sich um eine Sicherheitsfunktion. In der Pneumatik erfüllen oft Betriebsfunktionen die Sicherheitsaspekte. Aus diesem Grund sind die in der Sicherheitsfunktion benötigten Bauteile nach ISO 13849-2 zu validieren.
2. Sind Pneumatik-Komponenten einer sicherheitstechnischen Betrachtung zu unterziehen?
Ja, da auch pneumatische Aktoren wie Zylinder zu ernsthaften Verletzungen führen können, sind diese auch nach ISO 12100 zu bewerten und gegebenenfalls durch konstruktive oder steuerungstechnische Maßnahmen abzusichern. Pneumatische oder elektropneumatische Steuerungen sind nach ISO 13849-1 und -2 zu bewerten und zu realisieren.
3. Was versteht man unter „Schutz vor unerwartetem Anlauf“? Muss ich mich damit auseinandersetzen?
Prinzipiell ist bei jeder Sicherheitsfunktion der Schutz vor Wiederanlauf zu betrachten. Dieser gilt als eines der grundlegenden Sicherheitsprinzipien der ISO 13849-2. Der Schutz vor Wiederanlauf in der Pneumatik bedeutet z. B.: Nach einem Ausfall einer Energie (Druckluftversorgung, Kompressor bricht zusammen oder Schlauchbruch) und deren Wiederkehr darf die Maschine nicht ohne separaten Startbefehl automatisch anlaufen. Oft reicht eine Detektion eines primärseitigen Druckabfalls, welcher zu einer Verriegelung der Anlage führen muss (beachten Sie dazu auch das Beispiel auf Seite 40).
4. Dürfen bistabile Ventile in Sicherheitsfunktionen verbaut werden?
In der ISO 13849-2 Liste der bewährten Sicherheitsprinzipien findet sich der Punkt: „Gesicherte Position“, welcher von sicherheitsgerichteten Produkten und Systemen zu erfüllen ist. Dieser Begriff bedeutet, dass das bewegliche Element eines Bauteiles (Schieber des Ventils) mechanisch in einer der möglichen Positionen gehalten wird. Reibung alleine ist nicht ausreichend. Üblicherweise werden weichgedichtete, bistabile Ventile aber nur durch Reibung in einer Position gehalten und erfüllen somit dieses bewährte Prinzip nicht. Diese Prinzipien sind ab Kategorie 1 zu erfüllen.
Bistabile Ventile sind zulässig, wenn diese eine Raste (mechanische Arretierung) in den Endlagen aufweisen. Stahlschieber-Ventile und weichgedichtete Sonderventile von SMC besitzen eine solche Arretierung und können somit in sicherheitsbezogenen Steuerungen eingesetzt werden. Hierbei sind die grundlegenden und bewährten Sicherheitsprinzipien der ISO 13849-2 einzuhalten, insbesondere die Anwendung des Prinzips der Energietrennung (Ruhestromprinzip). Der sichere Zustand wird durch Freischalten von Energie erreicht. Dies bedeutet, dass die letzte Schaltstellung vor dem Freischalten der sichere Zustand ist. Des Weiteren ist im Einsetzfall zu prüfen, ob es durch Energieausfall und -wiederkehr zu unerwarteten und/oder zusätzlichen gefahrbringenden Bewegungen kommen kann.
5. Stellt ein Ventil, bei dem die Versorgungsspannung und auch separat die Pilotluft unterbrochen wird, eine zweikanalige Lösung dar?
Eine zweikanalige Lösung muss mindestens „ein Fehler sicher“ sein, das bedeutet, dass ein einzelner Fehler in der Sicherheitskette (z. B. Nichtschalten eines Ventiles) nicht zum Verlust der Sicherheitsfunktion führen darf. Bei dem Arbeitsventil des Zylinders ist das nicht so, denn ein Fehler am Schieber des Hauptventils (z. B. ein Span, der den Schieber blockiert) führt zum Versagen des gesamten Systems.
6. Gibt es einen Zusammenhang zwischen SIL (Safety Integrated Level) und PL (Performance Level)?
Ja, beide Systeme sind durch die Ausfallwahrscheinlichkeit gekoppelt und können dementsprechend umgerechnet werden. Generell ist SIL / PL nur für komplette Systeme berechenbar. Ein einzelnes Produkt kann keinen SIL / PL haben.
7. Eine Sicherheits-SPS ist sehr teuer. Kann ich meine Sicherheitsfunktion auch rein pneumatisch ausführen?
Prinzipiell ist zu sagen, dass Sicherheitsfunktionen, die elektropneumatisch umsetzbar sind, auch rein pneumatisch ausgeführt werden können. Die Rentabilität der Anschaffung einer eigenen Sicherheits- SPS hängt hierbei von der Komplexität der gewünschten Sicherheits- und den dazu gewünschten Betriebsfunktionen ab. Ein besonderes Augenmerk liegt auf der von der ISO 13849 geforderten Sensorik zur Erfüllung des Diagnosedeckungsgrades ab Kategorie 2. Diesen rein pneumatisch zu realisieren, bedeutet einen erheblichen Mehraufwand in der Konzeptionierung der Schaltung, der Bauteilquantität und den daraus resultierenden Kosten. Oftmals stellt die Anschaffung einer Sicherheits-SPS gegenüber einer rein pneumatischen Ausführung der Sicherheitsfunktion somit die kostengünstigere Lösung dar.
8. Woher bekomme ich die notwendigen sicherheitsrelevanten Kennzahlen der SMC Bauteile?
SMC stellt Ihnen gerne alle sicherheitsrelevanten Kennzahlen wie B10 und MTTF zur Verfügung. Zusätzlich bietet SMC eine verfügbare Sistema-Bibliothek an. Sistema ist ein Programm zur Berechnung Ihrer Sicherheitsfunktionen, welches vom Institut für Arbeitsschutz der Deutschen Gesetzlichen Unfallversicherung (IFA) kostenlos bereitgestellt wird. Setzen Sie sich bezüglich einer Sistema-Bibliothek mit Ihrem Vertriebsbüro in Verbindung.
9. Wie sieht eine pneumatische Wartungssicherung (Lockout-Tagout) aus?
Wartungssicherungen (engl. Lockout-Tagout, LOTO) sind technische Einrichtungen, die Stellglieder einer technischen Anlage, also Schalter, Sperr- oder Kugelhähne usw., in einer bestimmten Position fixieren. Sie werden zum Schutz vor unbefugtem Zugriff oder unbeabsichtigtem Einschalten, beispielsweise während eines Wartungsvorgangs, verwendet. Wenn der Einstell- bzw. Wartungsbetrieb im drucklosen Zustand erfolgen kann, gibt es die Möglichkeit, das Handabsperrventil von SMC (Serie VHS) in der entlüfteten Stellung zu verriegeln.
