Sicherheitsgerichtete Schalttechnik SIRIUS Safety Integrated
Sicherheitsgerichtete Schalttechnik SIRIUS Safety Integrated
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Functional Example CD-FE-I-017-V20-DE<br />
<strong>Sicherheitsgerichtete</strong> <strong>Schalttechnik</strong><br />
<strong>SIRIUS</strong> <strong>Safety</strong> <strong>Integrated</strong><br />
NotHalt mit überwachtem Start<br />
Kategorie 2 nach EN 954-1<br />
(mit Bewertung nach EN 62061<br />
und EN ISO 13849-1: 2006)<br />
mit einem <strong>SIRIUS</strong> Sicherheitsschaltgerät 3TK28
Not-Halt mit überwachtem Start Kategorie2 nach EN954-1<br />
Beitrags-ID:21672135<br />
Vorbemerkung<br />
Die Funktionsbeispiele zum Thema „<strong>Safety</strong> <strong>Integrated</strong>“ sind<br />
funktionsfähige und getestete Automatisierungskonfigurationen auf<br />
Basis von I IA/DT-Standardprodukten für die einfache, schnelle und<br />
kostengünstige Realisierung von Automatisierungsaufgaben in der<br />
Sicherheitstechnik. Jedes der vorliegenden Funktionsbeispiele deckt<br />
dabei eine häufig vorkommende Teilaufgabe einer typischen<br />
Kundenproblemstellung innerhalb der Sicherheitstechnik ab.<br />
Neben der Aufzählung aller benötigten Soft- und<br />
Hardwarekomponenten und Beschreibung deren Verschaltung<br />
miteinander, beinhalten die Funktionsbeispiele getesteten und<br />
kommentierten Code. Damit können die hier beschriebenen<br />
Funktionalitäten innerhalb kurzer Zeit nachgestellt und so auch als<br />
Basis für individuelle Erweiterungen genutzt werden.<br />
Copyright Siemens AG 2007 All rights reserved<br />
CD_FE_I_017_V20_DE<br />
Wichtiger Hinweis<br />
Die <strong>Safety</strong> Funktionsbeispiele sind unverbindlich und erheben keinen<br />
Anspruch auf Vollständigkeit hinsichtlich Konfiguration und<br />
Ausstattung sowie jeglicher Eventualitäten. Die <strong>Safety</strong><br />
Funktionsbeispiele stellen keine kundenspezifische Lösungen dar,<br />
sondern sollen lediglich Hilfestellung bieten bei typischen<br />
Aufgabenstellungen. Sie sind für den sachgemäßen Betrieb der<br />
beschrieben Produkte selbst verantwortlich.<br />
Diese <strong>Safety</strong> Funktionsbeispiele entheben Sie nicht der Verpflichtung<br />
zu sicherem Umgang bei Anwendung, Installation, Betrieb und<br />
Wartung. Durch Nutzung dieser <strong>Safety</strong> Funktionsbeispiele erkennen<br />
Sie an, dass Siemens über die oben beschriebene Haftungsregelung<br />
hinaus nicht für etwaige Schäden haftbar gemacht werden kann. Wir<br />
behalten uns das Recht vor, Änderungen an diesen <strong>Safety</strong><br />
Funktionsbeispielen jederzeit ohne Ankündigung durchzuführen. Bei<br />
Abweichungen zwischen den Vorschlägen in diesen <strong>Safety</strong><br />
Funktionsbeispielen und anderen Siemens Publikationen, wie z.B.<br />
Katalogen, hat der Inhalt der anderen Dokumentation Vorrang.<br />
I IA CD <strong>Safety</strong> <strong>Integrated</strong> Seite 2/11 CD-FE-I-001-V20-DE
Not-Halt mit überwachtem Start Kategorie2 nach EN954-1<br />
Beitrags-ID:21672135<br />
Inhaltsverzeichnis<br />
1 Gewährleistung, Haftung und Support......................................................... 4<br />
2 Funktion........................................................................................................... 5<br />
2.1 Beschreibung der Funktionalität ....................................................................... 5<br />
2.2 Vorteile / Kundennutzen ................................................................................... 5<br />
3 Erforderliche Komponenten .......................................................................... 6<br />
4 Aufbau und Verdrahtung ............................................................................... 7<br />
4.1 Übersicht zum Hardwareaufbau ....................................................................... 7<br />
4.2 Verdrahtung der Hardwarekomponenten ......................................................... 7<br />
Copyright Siemens AG 2007 All rights reserved<br />
CD_FE_I_017_V20_DE<br />
5 Bewertung nach EN 62061 und EN ISO 13849-1:2006................................. 8<br />
5.1 Sicherheitsfunktion ........................................................................................... 8<br />
5.2 Bewertung nach EN 62061............................................................................... 9<br />
5.3 Bewertung nach ISO 13849-1:2006 ............................................................... 10<br />
5.4 Zusammenfassung ......................................................................................... 11<br />
6 Ansprechpartner........................................................................................... 11<br />
7 Historie .......................................................................................................... 11<br />
I IA CD <strong>Safety</strong> <strong>Integrated</strong> Seite 3/11 CD-FE-I-001-V20-DE
Not-Halt mit überwachtem Start Kategorie2 nach EN954-1<br />
Beitrags-ID:21672135<br />
1 Gewährleistung, Haftung und Support<br />
Copyright Siemens AG 2007 All rights reserved<br />
CD_FE_I_017_V20_DE<br />
Für die in diesem Dokument enthaltenen Informationen übernehmen<br />
wir keine Gewähr.<br />
Unsere Haftung, gleich aus welchem Rechtsgrund, für durch die<br />
Verwendung der in diesem <strong>Safety</strong> Funktionsbeispiel beschriebenen<br />
Beispiele, Hinweise, Programme, Projektierungs- und Leistungsdaten<br />
usw. verursachte Schäden ist ausgeschlossen, soweit nicht z.B. nach<br />
dem Produkthaftungsgesetz in Fällen des Vorsatzes, der grober<br />
Fahrlässigkeit, wegen der Verletzung des Lebens, des Körpers oder<br />
der Gesundheit, wegen einer Übernahme der Garantie für die<br />
Beschaffenheit einer Sache, wegen des arglistigen Verschweigens<br />
eines Mangels oder wegen Verletzung wesentlicher Vertragspflichten<br />
zwingend gehaftet wird. Der Schadensersatz wegen Verletzung<br />
wesentlicher Vertragspflichten ist jedoch auf den vertragstypischen,<br />
vorhersehbaren Schaden begrenzt, soweit nicht Vorsatz oder grobe<br />
Fahrlässigkeit vorliegt oder wegen der Verletzung des Lebens, des<br />
Körpers oder der Gesundheit zwingend gehaftet wird. Eine Änderung<br />
der Beweislast zu Ihrem Nachteil ist hiermit nicht verbunden.<br />
Copyright© 2007 Siemens I IA/DT. Weitergabe oder Vervielfältigung<br />
dieser Applikationsbeispiele oder Auszüge daraus sind nicht<br />
gestattet, soweit nicht ausdrücklich von Siemens I IA/DT<br />
zugestanden.<br />
I IA CD <strong>Safety</strong> <strong>Integrated</strong> Seite 4/11 CD-FE-I-001-V20-DE
Not-Halt mit überwachtem Start Kategorie2 nach EN954-1<br />
Beitrags-ID:21672135<br />
2 Funktion<br />
2.1 Beschreibung der Funktionalität<br />
Befinden sich Menschen (z.B. in der Fertigungstechnik) in der Nähe von<br />
Maschinen, müssen diese durch technische Einrichtungen angemessen geschützt<br />
werden. Das Not-Halt -Befehlsgerät stellt dabei eine weit verbreitete<br />
Komponente dar, um Menschen, Anlagen und die Umwelt vor Gefahren zu<br />
schützen.<br />
In diesem <strong>Safety</strong> Functional Example wird das Not-Halt -Befehlsgerät mit einem<br />
zwangsöffnenden Kontakt durch ein <strong>SIRIUS</strong> Sicherheitsschaltgerät 3TK28 mit<br />
Hilfsschützen gemäß Kategorie 2 nach EN 954-1 überwacht. Wird der Not-Halt betätigt,<br />
schaltet das Sicherheitsschaltgerät über seine Hilfsschütze mit Zwangsführung<br />
gemäß Stoppkategorie 0 nach EN 60204-1 ab. Vor dem Wiedereinschalten<br />
bzw. Quittieren der Not-Halt -Abschaltung mittels des Starttasters wird überprüft,<br />
ob der Kontakt des Not-Halt -Befehlsgerätes geschlossen ist und die Schütze des<br />
Sicherheitsschaltgerätes abgeschaltet haben.<br />
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CD_FE_I_017_V20_DE<br />
Hinweis<br />
Einrichtungen, funktionelle Aspekte und Gestaltungsleitsätze zum Not-Halt<br />
sind in der EN ISO 13850: 2006 hinterlegt. Zusätzlich ist noch die Norm<br />
EN 60204-1: 2006 zu beachten.<br />
2.2 Vorteile / Kundennutzen<br />
• Reines Hardware- Engineering ohne Softwareprojektierung<br />
• Geringe und einfache Verdrahtung<br />
• Platzsparender Aufbau durch kompakte Sicherheitskombination<br />
• Einfach erweiterbar durch Erweiterungsgeräte<br />
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Not-Halt mit überwachtem Start Kategorie2 nach EN954-1<br />
Beitrags-ID:21672135<br />
3 Erforderliche Komponenten<br />
Hardwarekomponenten<br />
Tabelle 3-1<br />
Komponente Typ MLFB / Bestellangaben Anz. Hersteller<br />
Not-Halt<br />
Pilzdrucktaster 1Ö 40mm,<br />
mit gelbem Oberteil<br />
3SB3 801-0DG3<br />
1<br />
ohne Schutzkragen<br />
Sicherheitsschaltgerät 3TK28<br />
mit Hilfsschützen<br />
3TK28 3TK2850-1BB40 1<br />
Leer Gehäuse eine 3SB3 801-0AA3<br />
Befehlsstelle<br />
1<br />
Schaltelement 1S für 3SB3 420-OB<br />
Siemens AG<br />
1<br />
Bodenbefestigung<br />
Starttaster<br />
Drucktaster schwarz mit 3SB3 000-0AA11<br />
flachem Druckknopf<br />
1<br />
Nenndurchmesser 22mm<br />
optional:<br />
3SB3 906-1EL<br />
Beschriftungsschild<br />
1<br />
„Start“<br />
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Hinweis<br />
Die Funktionalität wurde mit den angegebenen Hardwarekomponenten getestet. Es<br />
können auch ähnliche, von obiger Liste abweichende Produkte (z.B. ein anderes Sicherheitsschaltgerät<br />
3TK28) verwendet werden. Bitte beachten Sie in einem solchen<br />
Fall, dass ggf. Änderungen bei der Verdrahtung der Hardwarekomponenten (z.B. andere<br />
Anschlussbelegung) notwendig werden<br />
I IA CD <strong>Safety</strong> <strong>Integrated</strong> Seite 6/11 CD-FE-I-001-V20-DE
Not-Halt mit überwachtem Start Kategorie2 nach EN954-1<br />
Beitrags-ID:21672135<br />
4 Aufbau und Verdrahtung<br />
4.1 Übersicht zum Hardwareaufbau<br />
„Erfassen“<br />
Not-Halt<br />
Start<br />
Sicherheitsschaltgerät 3TK28<br />
mit Hilfsschützen<br />
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CD_FE_I_017_V20_DE<br />
„Auswerten“ und<br />
„Reagieren“<br />
4.2 Verdrahtung der Hardwarekomponenten<br />
3TK2850-1BB40<br />
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Not-Halt mit überwachtem Start Kategorie2 nach EN954-1<br />
Beitrags-ID:21672135<br />
5 Bewertung nach EN 62061 und EN ISO 13849-1:2006<br />
5.1 Sicherheitsfunktion<br />
Vorbemerkung<br />
• Not-Halt ist kein Mittel zur Risikominderung<br />
• Not-Halt ist eine „ergänzende Sicherheitsfunktion“<br />
Ergänzende Sicherheitsfunktion<br />
Für die weitere Betrachtung wird die folgende ergänzende Sicherheitsfunktion zu<br />
Grunde gelegt:<br />
ergänzende<br />
Sicherheitsfunktion<br />
SF 1<br />
Wenn „Not-Halt“ betätigt wird, muss der Motor ausgeschaltet werden.<br />
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Im Folgenden wird die oben genannte Sicherheitsfunktion nach den beiden Normen<br />
EN 62061 und EN ISO 13849-1: 2006 bewertet.<br />
I IA CD <strong>Safety</strong> <strong>Integrated</strong> Seite 8/11 CD-FE-I-001-V20-DE
Not-Halt mit überwachtem Start Kategorie2 nach EN954-1<br />
Beitrags-ID:21672135<br />
5.2 Bewertung nach EN 62061<br />
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CD_FE_I_017_V20_DE<br />
Parameter zur Berechnung von PFH D für "Erfassen" (Not-Halt) und "Reagieren"(Schütz)<br />
Parameter Wert Begründung Festlegung<br />
B10<br />
Not-Halt<br />
Schütz<br />
Anteil gefahrbringender<br />
Ausfälle<br />
Not-Halt<br />
Schütz<br />
T1<br />
Gebrauchsdauer<br />
C<br />
Anzahl Betätigungen des<br />
Not-Halt<br />
Anzahl Betätigungen<br />
Schütze<br />
DC<br />
Diagnosedeckungsgrad<br />
Parameter Auswerten<br />
1 * 10 5<br />
1 * 10 6 Herstellerangabe<br />
0,2<br />
0,75<br />
175.200h<br />
(20Jahre)<br />
6 * 10 -3 /h<br />
6 * 10 -3 /h<br />
0<br />
(0%)<br />
Herstellerangabe<br />
(20%)<br />
(75%)<br />
Herstellerangabe<br />
Annahmen:<br />
Einmal pro Woche (7 * 24 Stunden) erfolgt<br />
eine Betätigung (Test Not-Halt).<br />
An allen Tagen im Jahr (365 Tage) können<br />
Betätigungen stattfinden.<br />
Die Schütze sind immer angezogen und werden<br />
nur bei Betätigung des Not-Halt betätigt.<br />
Es wird keine Fehlerreaktion eingeleitet.<br />
(Worst Case Betrachtung).<br />
Siemens<br />
Anwender<br />
Parameter Komponente Wert Festlegung<br />
PFH D (3TK) 3TK2850 1,14 * 10 -8 Siemens<br />
Zusammenfassung<br />
EN 62061<br />
SIL CL<br />
PFH D<br />
Erfassen 1<br />
Hardwarefehlertoleranz: HFT = 0<br />
1,2 * 10 -09 Architektur: Basis-<br />
Anteil sicherer Ausfälle: SFF = 0 (0%)<br />
Teilsystemarchitektur A<br />
Verwendung von bewährten Bauteilen<br />
Auswerten 2<br />
Herstellerangabe<br />
1,14 * 10 -08 Herstellerangabe<br />
Reagieren 1<br />
Hardwarefehlertoleranz: HFT = 0<br />
4,5 * 10 -10 Architektur: Basis-<br />
Anteil sicherer Ausfälle: SFF = 0 (0%)<br />
Teilsystemarchitektur A<br />
Verwendung von bewährten Bauteilen<br />
Ergebnis 1 SIL CL aller Aufgaben der ergänzenden Sicherheitsfunktion ist mindestens<br />
1. Der PFH D (=1,3 * 10 -08 ) der gesamten ergänzenden Sicherheitsfunktion<br />
ist kleiner als SIL1.<br />
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Not-Halt mit überwachtem Start Kategorie2 nach EN954-1<br />
Beitrags-ID:21672135<br />
5.3 Bewertung nach ISO 13849-1:2006<br />
Parameter zur Berechnung von MTTF d für "Erfassen" (Not-Halt) und "Reagieren"(Schütz)<br />
Copyright Siemens AG 2007 All rights reserved<br />
CD_FE_I_017_V20_DE<br />
Parameter Wert Begründung Festlegung<br />
B10<br />
Herstellerangabe<br />
Not-Halt<br />
1 * 10 5<br />
Siemens<br />
Schütz<br />
1 * 10 6<br />
Anteil gefahrbringender Ausfälle<br />
Not-Halt<br />
Schütz<br />
d op<br />
mittlere Betriebszeit in Tagen pro Jahr<br />
h op<br />
mittlere Betriebszeit in Stunden pro Tag<br />
t Zyklus<br />
mittlere Zeit zwischen dem Beginn zweier<br />
aufeinander folgender Zyklen des Bauteils<br />
Not-Halt<br />
Schütz<br />
0,2<br />
0,75<br />
365 Tage<br />
pro Jahr<br />
24 Stunden<br />
pro Tag<br />
168h/Zyklus<br />
168h/Zyklus<br />
Herstellerangabe<br />
(20%)<br />
(75%)<br />
Annahme:<br />
An allen Tagen im Jahr<br />
finden Betätigungen statt.<br />
Annahme:<br />
Zwischen dem Betätigen<br />
des Not-Halt (Test Not-Halt)<br />
und der Schütze liegt eine<br />
Woche (7 * 24 Stunden).<br />
Zwischenergebnisse (sind in diesem Beispiel identisch für Not-Halt und Schütz):<br />
Zwischenergebnis<br />
Begründung<br />
MTTF d hoch MTTF d ≥30 Jahre<br />
DC kein DC=0%<br />
Anwender<br />
Maßnahmen nicht relevant<br />
gegen CCF<br />
Kategorie 1 Systemverhalten: Das Auftreten eines Fehlers kann zum Verlust<br />
der Sicherheitsfunktion führen.<br />
Parameter Auswerten<br />
Parameter Komponente Wert Festlegung<br />
PFH D (3TK) 3TK2850 1,14 * 10 -8 Siemens<br />
Ergebnis<br />
ISO 13849-1:2006<br />
PL Durchschnittliche Wahrscheinlichkeit eines<br />
gefährlichen Ausfalls je Stunde<br />
Erfassen c 1,14 * 10 -06 (aus Anhang K; siehe Hinweis)<br />
Auswerten d 1,14 * 10 -08<br />
Reagieren c 1,14 * 10 -06 (aus Anhang K; siehe Hinweis)<br />
Ergebnis c PL aller Aufgaben der ergänzenden Sicherheitsfunktion<br />
ist mindestens c.<br />
Hinweis: Die MTTF d für jeden Kanal ist auf ein Maximum von 100 Jahren begrenzt!<br />
I IA CD <strong>Safety</strong> <strong>Integrated</strong> Seite 10/11 CD-FE-I-001-V20-DE
Not-Halt mit überwachtem Start Kategorie2 nach EN954-1<br />
Beitrags-ID:21672135<br />
5.4 Zusammenfassung<br />
EN 62061 ISO 13849-1:2006<br />
SIL CL PFH D PL Durchschnittliche Wahrscheinlichkeit<br />
eines gefährlichen Ausfalls<br />
je Stunde<br />
Erfassen 1 1,2 * 10 -10 c 1,14 * 10 -06<br />
Auswerten 2 1,14 * 10 -08 d 1,14 * 10 -08<br />
Reagieren 1 4,5 * 10 -10 c 1,14 * 10 -06<br />
Ergebnis SIL1 PL c<br />
6 Ansprechpartner<br />
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CD_FE_I_017_V20_DE<br />
Technical Assistance für Niederspannungs-<strong>Schalttechnik</strong><br />
Persönlich von Mo - Fr. 8.00 bis 17.00 (CET)<br />
Telefon: +49 (911)-895-5900<br />
E-Mail: technical-assistance@siemens.com<br />
Internet: 1http://www.siemens.de/lowvoltage<br />
Per Fax rund um die Uhr<br />
Fax: +49 (911)-895-5907<br />
7 Historie<br />
Tabelle 7-1 Historie<br />
Version Datum Änderung<br />
V1.0 31.05.2005 Erste Ausgabe<br />
V2.0 08.09.2009 - Überarbeitung der Übersicht zum Hardwareausbau<br />
- Neues Kapitel: Bewertung nach EN 62061 und<br />
EN ISO 13849-1<br />
I IA CD <strong>Safety</strong> <strong>Integrated</strong> Seite 11/11 CD-FE-I-001-V20-DE
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