Der Fachblog für CE-Kennzeichnung

Performance Level einer Sicherheitsfunktion: So wird der erforderliche Performance Level (PLr) ermittelt

Erstellt von Hanna Schubert am 29.02.24 11:01

Not-Halt-Taster, Lichtschranken oder Trittschutzmatten: Sie alle sind Schutzmaßnahmen, mit denen Bewegungen einer Maschine sicher stillgesetzt werden können – und damit gehören sie zur sogenannten funktionalen Sicherheit. Funktionale Sicherheit und die Sicherheitsfunktionen, die sie herstellen, sind Teil der Risikobeurteilung.

Im Prozess der Risikobeurteilung werden die potenziellen Gefahren analysiert, die von einer Maschine oder einem System ausgehen können, ihre Eintrittswahrscheinlichkeit und mögliche Auswirkungen bewertet. Diese Beurteilung führt zur Identifizierung von Sicherheitsfunktionen, die implementiert werden müssen, um die erkannten Risiken so weit wie möglich zu minimieren. Für die Sicherheitsfunktion wird der Performance Level required (PLr), der erforderliche Performance Level, ermittelt.

Die Norm DIN EN ISO 13849-1 stellt Sicherheitsanforderungen und einen Leitfaden für die Prinzipien der Gestaltung und Integration sicherheitsbezogener Teile von Steuerungen bereit. Sie definiert den Performance Level als „diskreter Level, der die Fähigkeit von sicherheitsbezogenen Teilen einer Steuerung spezifiziert, eine Sicherheitsfunktion unter vorhersehbaren Bedingungen auszuführen.“ Der Performance Level ist damit ein Indikator für die Güte und Zuverlässigkeit einer Sicherheitsfunktion wie einer Schutztür: Je höher der Performance Level, desto sicherer ist die Funktion. Er wird auf einer Skala von a bis e (von niedrig zu hohem PL) angegeben. Bei einem hohen Risiko wie möglicher Todesfolge muss die Sicherheitsfunktion einem entsprechend hohen Standard entsprechen.

Ist der erforderliche Performance Level (PLr) ermittelt, wird die Sicherheitsfunktion konstruiert. Danach wird sie rechnerisch validiert und damit der erreichte Performance Level bestimmt und ihre Funktionalität bestätigt. Der erreichte Performance Level muss mindestens dem erforderlichen Performance Level (PLr) entsprechen.

Der erforderliche Performance Level (PLr)

Der sogenannte Risikograph gibt den Pfad vor, der zum PLr führt, also dem Performance Level, das die betroffene Funktion mindestens erreichen muss. Drei Faktoren werden berücksichtigt, um das jeweilige Risiko zu ermitteln: die Schwere der möglichen Verletzungen, die Häufigkeit und Aufenthaltsdauer - also wie oft und wie lang sich Menschen im Gefährdungsbereich aufhalten - und wie sich die Möglichkeit zur Vermeidung der Gefährdung darstellt – also zum Beispiel, ob ein Mitarbeitender ein Sicherheitsproblem im Voraus erkennen kann und genug Platz hat, auszuweichen oder ob er an der Maschine in einer Engstelle gefangen ist.

Performance Level required (PLr): die Schwere der Verletzungen

Im ersten Schritt bei der Ermittlung des erforderlichen Performance Levels wird die Schwere der möglichen Verletzungen beim Ausfall einer Sicherheitsfunktion näherungsweise geschätzt - dabei sind nur zwei Kategorien, leichte, das heißt reversible (S1) und schwere Verletzungen (S2) bzw. Tod vorgesehen. Es muss also klar sein, ob das Risiko besteht, sich eine Fleischwunde zuzufügen, sich Körperteile zu amputieren oder sogar zu Tode zu kommen. Unternehmen tun sich oft schwer, eine Kategorie zu wählen. Hier hilft es, die üblichen Auswirkungen der Unfälle und den normalen Heilungsprozess in Betracht zu ziehen. Quetschungen und/oder Fleischwunden ohne Komplikationen würden als S1 klassifiziert, eine Amputation oder Tod als S2.

Performance Level required: Häufigkeit und Dauer der Gefährdungsexposition

Für die Angabe der Häufigkeit und Dauer der Gefährdungsexposition gelten die Kategorien "selten bis öfter" (F1) und "häufig bis dauernd" (F2). Auch mit dieser Einordnung tun sich manche Betriebe schwer; es gibt keine allgemeingültigen Angaben. Hilfestellungen sind in der Norm EN 13849-1 und ihrem Anhang A2.2 zu finden, die Pneumatik und Hydraulik mitberücksichtigt: F1 ist zum Beispiel vorgesehen, "wenn die gesamte Expositionsdauer 1/20 der gesamten Betriebsdauer nicht überschreitet und die Häufigkeit nicht höher als einmal je 15 Minuten ist.“ Auch ist es unerheblich, ob dieselbe oder verschiedene Personen der Gefährdung ausgesetzt werden. 

Erforderliches Performance Level: die Möglichkeit zur Vermeidung der Gefährdung bzw. Eintrittswahrscheinlichkeit

Dieser Parameter bei der Ermittlung des erforderlichen Performance Levels kombiniert die Wahrscheinlichkeit, dass ein Gefährdungsereignis eintritt mit der Wahrscheinlichkeit, dass die Gefährdung vermieden werden kann. Die Kategorien sind "kaum möglich" (P1) und "möglich unter bestimmten Bedingungen" (P2). Die erste Kategorie sollte dann gewählt werden, wenn im Falle einer Gefährdungssituation eine realistische Chance besteht, dass eine Gefährdung vermieden oder dass ihre Auswirkung deutlich verringert wird. Ist das nicht der Fall, sollte P2 gewählt werden. 

Risikobeurteilung und Performance Level ermitteln: CE-CON unterstützt

Insgesamt gilt: Die Normen geben Spielraum und am Ende entscheidet der Konstrukteur über die Einstufung. Das ist nicht immer eine einfache Aufgabe.

CE-CON unterstützt hier ganzheitlich - wir erstellen zum Beispiel Sicherheitskonzepte mit der Auswahl der geeigneten Schutzfunktionen, wir beraten bei der Auswahl der notwendigen Bauteile oder bei der Erstellung von Schaltplänen für Steuerungskomponenten und Sicherheitsfunktionen. Von der Einstufung des Performance Level required bis zu seiner Validierung mit der Software Sistema: Mit uns wird Maschinensicherheit einfacher. Übrigens: Der erforderliche Performance Level (PLr) kann mit unserer Software CE-CON Safety automatisch bestimmt werden.

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Themen: Arbeitssicherheit, Software SISTEMA, Performance Level Validierung, Software CE-CON Safety, Funktionale Sicherheit, Richtlinien und Normen

Maschinensicherheit in den USA (1) - Überblick im Behördendschungel

Erstellt von Louis Guerrero am 09.02.24 10:37

Die USA sind für europäische Maschinenhersteller ein interessanter Absatzmarkt. Doch vor dem Import stellen sich einige Fragen zur Maschinensicherheit: Wie ist sie in den USA geregelt? Welche Anforderungen müssen erfüllt sein? Wer nimmt die Maschine ab?

Im ersten Teil unserer Blog-Reihe zur Maschinensicherheit in den USA wenden wir uns den Regularien und Behörden zu.

CE-Kennzeichen für den Import von Maschinen in die USA

Das CE-Kennzeichen ist vorhanden und schon kann eine Maschine in die USA importiert werden? So leicht ist es leider nicht. Zwar ist das CE-Kennzeichen eine gute Grundlage, jedoch wird dieses in den USA nicht um die Maschinensicherheit auch in den USA erfüllen zu können. Es allein reicht aber nicht, da es nur innerhalb des Europäischen Wirtschaftsraums (EWR), sowie den EFTA-Staaten (Island, Liechtenstein und Norwegen) anerkannt ist.

EU und USA handhaben Maschinensicherheit unterschiedlich: Während  Richtlinien und Normen der EU stark auf die elektrische Sicherheit fokussieren, sind in den USA die Anforderungen an den Brandschutz ungleich höher und komplexer. Hinzu kommen technisch bedingte Unterschiede: In Nordamerika gibt es zum Beispiel unterschiedliche Stromkreisarten und auch die Symbole sind nicht die gleichen. Davon abgesehen kann eine Maschine natürlich auch so gebaut werden, dass sie den Gesetzen und Anforderungen der EU und der USA entspricht.

Die Konformitätserklärung reicht nicht

Eine Konformitätserklärung seitens des Herstellers ist in den USA nicht vorgesehen. Stattdessen wird die Maschinensicherheit von Produktstandards, Brandschutzvorschriften, elektrischen Codes und nationalen Gesetzen geregelt, ein Konglomerat aus Normen, Richtlinien und Vorschriften. Die Einhaltung der Regularien wird von Bundes-, Landes- und /oder Kommunalbehörden überprüft: Vor der Inbetriebnahme inspiziert eine lokale Behörde, Authorities Having Jurisdiction (AHJ), die Maschine und gibt sie frei.

Folgende Organisation regeln die Maschinensicherheit in den USA:

·      Occupational Safety & Health Administration (OSHA)

·      American National Standards Institute (ANSI)

·      Underwriters Laboratories (UL)

·      National Fire Protection Association (NFPA) 


Occupational Safety & Health Administration (OSHA) für den Arbeitsschutz

Die OSHA ist eine Agentur des US-Arbeitsministeriums. Ihr Arbeitsschutzgesetz (OSHA Act) verpflichtet Arbeitgeber dazu, einen sicheren Arbeitsplatz zu gewährleisten; seine Generalklausel bestimmt, dass am Arbeitsplatz keine gravierenden Gefahren auftreten dürfen. Dafür legt die OSHA Normen fest, die eingehalten werden müssen: Die Richtlinien für die Arbeitssicherheit definiert zum Beispiel der Occupational Safety and Health Standard OSHA 29 CFR1910. Er ist damit auch Teil des Standards für Maschinen in den USA.

OSHA-Vorschriften sind mit europäischen Richtlinien vergleichbar, allerdings gehen sie mehr ins Detail, und formulieren konkrete, spezifische und vorgeschriebene technische Anforderungen, wie Normen, während europäische Richtlinien in der Regel abstrakter formuliert sind. Ein weiterer Unterschied besteht im Adressaten: EU-Richtlinien sind in erster Linie für Hersteller von Maschinen gedacht, OSHA-Normen richten sich an alle Beteiligten: Hersteller, Erbauer, Betreiber und somit auch die Arbeitgeber bzw. das Management.

In den meisten US-Staaten regeln die OSHA-Vorschriften Arbeitssicherheit und Gesundheit am Arbeitsplatz. Es gibt aber auch Bundesstaaten, die eigene Normen erlassen – teilweise auch zu Gefährdungen, die von den OSHA Standards nicht abgedeckt werden. Die OSHA schreibt ebenfalls vor, dass, sollten Staaten eigene Standards definieren, diese mindestens so effektiv wie die national gültigen Normen sein müssen.

American National Standards Institute (ANSI) für freiwillige Industriestandards

Zu den verpflichtenden OSHA-Vorschriftenkommen Arbeitssicherheits-Standards hinzu, die mit freiwilligen Industriestandards vergleichbar sind. Diese werden vom American National Standards Institute (ANSI) formuliert und koordiniert, einer privaten Organisation. ANSI-Normen können allerdings verpflichtend sein, wenn sie Teil eines Vertrags sind. Oft basiert eine verpflichtende OSHA-Norm auf einer alten ANSI-Norm.

Underwriters Laboratories (UL) – Normen für elektrische Komponenten

Underwriters Laboratories ist eine private Organisation, die Sicherheitsnormen für elektrische Geräte und Komponenten herausgibt – ihr Fokus liegt auf der Abwehr von Bränden und Stromschlägen. Eine typische UL-Norm ist die UL 508A für industrielle Steuerschränke. Hier ist der Knackpunkt, dass sich UL-Normen stark von internationalen IEC-Normen (International Electrotechnical Commission) und europäischen EN-Normen unterscheiden können. Teilweise sind sie sogar widersprüchlich. Manche UL-Normen gibt es auch als ANSI-Normen, da sie bei der ANSI eingereicht wurden.

National Fire Protection Association (NFPA) - Brandschutz und NEC

Die National Fire Protection Association ist eine gemeinnützige Organisation, die den National Electrical Code (NEC) als ANSI/NFPA 70 herausgibt. Der NEC definiert die Standards für die sichere Installation elektrischer Leitungen, um Brände und elektrische Unfälle zu verhindern. Der ANSI/NFPA 79 Standard, ebenfalls von der NFPA veröffentlicht, ist der elektrische Standard für industrielle Maschinen und ist mit der EN/IEC 60204-1 Sicherheit von Maschinen – Elektrische Ausrüstungen von Maschinen – Teil 1: Allgemeine Anforderungen vergleichbar. Zwar ist seine Einhaltung eigentlich freiwillig, manche Bundesstaaten und Behörden fordern ihn aber ein.

Nationally Recognized Testing Laboratories (NTRL) – die akkreditierten Prüflabore

Staatlich anerkannte Prüflabore, die Nationally Recognized Testing Laboratories (NRTL), stellen Zertifizierungen für die Einhaltung von OSHA,- ANSI,- und UL-Anforderungen und Normen aus. Die OSHA veröffentlicht Listen mit jenen Prüfstellen, die akkreditiert sind – dazu zählen auch deutsche Organisationen wie dem TÜV Rheinland oder TÜV SÜD.

Eine Maschine gilt zum Beispiel nur dann als sicher, wenn ihr ein NRTL ein Prüfzeichen ausstellt. Auch UL-Anforderungen werden überprüft; ein Prüfzeichen bestätigt die Einhaltung von UL-Normen. Die OSHA fordert dies sogar für fast alle elektrischen Geräte und Kabel an Arbeitsplätzen. UL-Zertifizierungen sind zudem für die lokale Abnahme von Maschinen von Bedeutung: Inspektoren orientieren sich an ihnen im Bereich der Elektrotechnik, Maschinen ohne Prüfzeichen werden in der Regel nicht abgenommen.

Maschinensicherheit: So greifen die Regelungen der US-Behörden ineinander

Die OSHA reguliert den Produktionsstandort und/oder die Fabrikhalle, ANSI unterstützt bei Treppen, Plattformen und Strukturen. UL sind für Komponenten, Motorsteuerungen, Förderbänder oder Formpressmaschinen zuständig. UL formuliert auch die Norm für die Feuerbeständigkeit von Materialien wie Dachziegeln und Isolationsarten. Der National Electrical Code wiederum regelt die elektrische Sicherheit der Installation und Verkabelung der Komponenten.

Beispiel: An einem Förderband werden die Steckverbinder, die Kabel für die Steuerung, die Stromversorgung und die Benutzeroberfläche mit Touchscreen durch eine UL-Norm geregelt. Die Konstruktion muss auch den OSHA/ANSI-Normen entsprechen. Die ANSI-Vorschriften werden auch bei der Montage durch das Bedienpersonal angewendet. OSHA schreibt auch ANSI-Sicherheitsmaßnahmen wie Treppen, Geländer und Fallschutzsysteme vor.

Maschinensicherheit in den USA einfach umsetzen – mit CE-CON

Welche Vorschriften und Richtlinien gelten nun für mein Produkt? Brauche ich das Prüfzeichen eines NTRL und wenn ja von welchem? Für diese Fragen stehen wir gern zur Verfügung: CE-CON ist Experte für internationale Konformität mit einer Niederlassung in den USA. Wir beraten und unterstützen bei Fragen zur Maschinensicherheit und zur Konformität in den USA, aber auch für Kanada und Teile von Mittel- und Südamerika.

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Themen: Arbeitssicherheit, CE-Kennzeichnung, EG-Konformitätserklärung, Maschinenrichtlinie, Richtlinien und Normen, Internationale Konformität

Lebensmittelindustrie: Sichere Maschinen mit Hygienic Design

Erstellt von Jörn Henneke am 17.10.23 11:50

Maschinensicherheit minimiert das Verletzungsrisiko für Beschäftigte und erhöht die Arbeitssicherheit, so dass Unfälle vermieden werden können.

Die Maschinenrichtlinie Anhang I, Unterpunkt 2.1. verlangt, dass Maschinen, Bauteile und Komponenten für Lebensmittel so konstruiert und gebaut werden müssen, dass kein Risiko von Infektion, Krankheit und Ansteckung für Konsumenten aus ihnen hervorgeht. Ähnliches gilt für die neue Maschinenverordnung, die die Maschinenrichtlinie ablösen wird.

Sichere Lebensmittel benötigen zunächst einmal sichere Rohstoffe, sonst ist das Endprodukt nicht sicher. Darüber hinaus dürfen die Maschinen, die die Zutaten und Rohstoffe verarbeiten und das Lebensmittel herstellen, das Produkt nicht negativ beeinflussen: Es darf keine Kontamination stattfinden. 

Ein zentraler Faktor bei der Konstruktion von Maschinen für den Lebensmittelbereich ist ihre Reinigbarkeit. Die dafür notwendige reinigungsgerechte Gestaltung von Bauteilen, Komponenten und Produktionsanlagen wird durch Hygienic Design (hygienisches Design) bei Planung und Bau erreicht. Hygienic Design reguliert zum Beispiel die eingesetzten Materialien und ihre Verbindungen, die Fertigungsverfahren genauso wie Oberflächenbeschichtungen und die Formgebung von Maschinen, Komponenten und Teilen.

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Themen: Arbeitssicherheit, Risikobeurteilung, Maschinenrichtlinie, Richtlinien und Normen

Einfache Risikobeurteilung mit Software CE-CON Safety

Erstellt von Sven de Vries am 14.08.23 10:00

Elektrik, Mechanik und Thermik, Lärmemission, kinetische Energie oder Strahlung: Maschinen und Anlagen stecken voller potenzieller Gefahrenquellen. Um diese abzustellen oder so weit es geht zu mindern und die Maschine sicher zu machen, erstellen Maschinenbauer im Rahmen des Konformitätsbewertungsverfahrens für das CE-Kennzeichen eine Risikobeurteilung. So sieht es die Maschinenrichtlinie vor. Die Norm DIN EN ISO 12100 „Sicherheit von Maschinen – Allgemeine Gestaltungsleitsätze – Risikobeurteilung und Risikominderung“ konkretisiert dabei, wie die Sicherheitsanforderungen aussehen und wie die Risikobeurteilung erfolgen soll. 

Diese Risikobeurteilung lässt sich mit der passenden Software – CE-CON Safety – einfacher erstellen. Wir erklären heute, warum das so ist und wo die Prozesserleichterung erfolgt: 

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Themen: Risikobeurteilung, CE-Kennzeichnung, EG-Konformitätserklärung, Maschinenrichtlinie, Technische Dokumentation, Software CE-CON Safety, Richtlinien und Normen

Technische Dokumentation: Dem Dokumentationslümmel auf der Spur

Erstellt von Lucia Gefken am 03.05.23 08:00

Wir kennen sie alle: die frechen Dokumentationslümmel, die sich in unsere Technische Dokumentation einschleichen wollen. Angefangen bei der falschen Sprache, über unzureichende Inhalte bis zum fehlenden Dokument kann alles dabei sein. Doch wie können wir solche fehlerhafte Technische Dokumentation erkennen oder vielleicht sogar im Vorfeld vermeiden?

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Themen: Risikobeurteilung, CE-Kennzeichnung, Technische Dokumentation, Richtlinien und Normen

Gemeinsam statt einsam –neue Blog-Reihe (3)

Erstellt von Jörg Handwerk am 21.04.23 07:55

Mit der Risikobeurteilung von Maschinen und Anlagen die Maschinensicherheit gewährleisten: Wir haben im ersten und zweiten Teil unserer Blog-Reihe zum Thema bereits festgestellt, dass es keine gute Idee ist, die Risikobeurteilung den KonstrukteurInnen zuzuschieben und sie gemäß dem Motto “Augen zu und durch" möglichst schnell zusammenzubasteln. Wer das Thema ganzheitlich angehen will, weiß, dass das Erstellen der Risikobeurteilung Teamarbeit ist - gemeinsam statt einsam. Doch wie kann das im Detail aussehen? Darum soll es in diesem dritten Blogbeitrag zur Risikobeurteilung gehen.

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Themen: Risikobeurteilung, Maschinenrichtlinie, Software CE-CON Safety, Richtlinien und Normen

Die liebe Not um Not-Halt und Not-Aus

Erstellt von Jörg Handwerk am 21.03.23 19:17

Not-Halt, Not-Stopp, Not-Aus oder Not-Halt-Befehlsgeräte? Maschinenrichtlinie und harmonisierte Normen werfen mit verschiedenen Begriffen um sich und die Verwirrung unserer Kunden ist groß. Doch keine Sorge, so kompliziert ist es gar nicht. Wir erklären in diesem Blog-Beitrag welche Notbefehlseinrichtungen es gibt, wie sie richtigerweise heißen und wann sie eingesetzt werden (müssen).

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Themen: Arbeitssicherheit, Maschinenrichtlinie, Richtlinien und Normen

Risikobeurteilung mit ganzheitlichem Blick – Perspektivwechsel auf ein lästiges Übel – neue Blog-Reihe (2)

Erstellt von Jörg Handwerk am 21.03.23 18:41

Wer die Pflicht zur Risikobeurteilung als Beitrag zur Maschinensicherheit ganzheitlich betrachtet, kann sich von alten Annahmen – notwendiges Übel, lästige Mehrarbeit – lösen und die Chancen dahinter erkennen: eine sorgfältig erstellte Risikobeurteilung schafft nicht nur Rechtssicherheit für Unternehmen, sie kann auch interne Prozesse verbessern und wertvolle Einsichten generieren.


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Themen: Risikobeurteilung, Maschinenrichtlinie, Software CE-CON Safety, Richtlinien und Normen

Neue Maschinenverordnung – und jetzt?

Erstellt von Jörg Handwerk am 27.01.23 10:00

Erst war es ein Gerücht, dann kristallisierte sich heraus, dass es etwas Neues geben würde: Eine Maschinenverordnung (MVO) soll es werden, keine neue Richtlinie. Aber das hat ja noch Zeit, denkst du dir. Es gibt ja noch nicht einmal ein Datum des Inkrafttretens. Wann sollte man anfangen, sich auf das, was da kommt, vorzubereiten? Eilt es bereits, oder haben wir noch Zeit oder ist gar schon fast zu spät?

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Themen: CE-Kennzeichnung, Maschinenrichtlinie, wesentliche Veränderung, Digitalisierung, Richtlinien und Normen

Maschinensicherheit: So bestimmst du die passende Schutzeinrichtung

Erstellt von Jörg Handwerk am 04.10.22 10:00

Wie erreicht man Maschinensicherheit? Ein Mix aus jahrelanger Erfahrung der Konstrukteure und Wissen auf dem aktuellen Stand der Technik. Dieser ist in den harmonisierten Normen der EU abgebildet. Der Konstruktion, dem Bau oder Umbau einer Maschine sollte deswegen die sogenannte Normen- und Richtlinienrecherche vorausgehen. Hier finden Konstrukteure konkrete Hinweise zur Auswahl von Schutzeinrichtungen und zu deren Umsetzung. Damit Maschinensicherheit und die Anforderungen der Produktion nicht kollidieren, ist stets die Abstimmung mit den späteren Betreibern der Maschine notwendig.

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Themen: Gefährdungsbeurteilung, Arbeitssicherheit, Risikobeurteilung, Performance Level Validierung, CE-Kennzeichnung, EG-Konformitätserklärung, Maschinenrichtlinie, wesentliche Veränderung, Technische Dokumentation, Funktionale Sicherheit, Richtlinien und Normen

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