Kontakt

Funktionale Sicherheit nach EN ISO 13849

Funktionale Sicherheit ist der Teil der Maschinensicherheit, der durch die Steuerung erreicht wird. Wenn eine Schutztür die Bewegung stoppt, ein Laserscanner die Fahrt verlangsamt oder ein Not-Halt die Energie abschaltet, muss diese Funktion mit nachgewiesener Zuverlässigkeit arbeiten. EN ISO 13849-1 legt fest, wie die sicherheitsbezogenen Teile der Steuerung dafür zu gestalten sind – EN ISO 13849-2, wie der Nachweis validiert wird.

Wir begleiten Sie durch die gesamte Kette: von der Sicherheitsfunktion, die aus Ihrer Risikobeurteilung entsteht, bis zur unterschriebenen Validierungsaufzeichnung.

Erstgespräch vereinbaren Was Sie beauftragen können

In 60 Sekunden: die Begriffe

SRP/CS
Sicherheitsbezogene Teile einer Steuerung – alles, was an der Ausführung einer Sicherheitsfunktion beteiligt ist, vom Sensor über die Logik bis zum Aktor.
Sicherheitsfunktion (SF)
Funktion, deren Ausfall zu einer unmittelbaren Erhöhung des Risikos führt, zum Beispiel „Stillsetzen bei Öffnen der Schutztür".
PLr
Erforderlicher Performance Level. Das Sicherheitsziel, abgeleitet aus der Risikobeurteilung (EN ISO 13849-1, 5.3 und Anhang A).
PL
Erreichter Performance Level. Das Ergebnis Ihrer Konstruktion (Abschnitt 6).
Nachweisziel
PL ≥ PLr – und zwar für jede einzelne Sicherheitsfunktion (Abschnitt 8).

Schnittstelle Risikobeurteilung zur funktionalen Sicherheit

Die häufigste Ursache für unbrauchbare 13849-Nachweise liegt vor der ersten Berechnung: Die Risikobeurteilung liefert nicht die Eingangsgrößen, die die Norm verlangt.

EN ISO 13849-1, 4.1 setzt eine vollständige Risikobeurteilung nach EN ISO 12100 als Eingangsbedingung voraus. 4.5 benennt die erforderlichen Informationen abschließend: die Ergebnisse der Risikobeurteilung, die Beschreibung jeder Sicherheitsfunktion einschließlich ihres Beitrags zur Risikominderung (4.2, Bild 3) sowie den PLr je Sicherheitsfunktion. Tabelle 3 zeigt die Überführung dieser Ergebnisse in die Sicherheitsanforderungen.

Wir liefern: Ableitung der Sicherheitsfunktionen aus Ihren Gefährdungssätzen, PLr-Bestimmung über den Risikographen (Bild A.1) mit dokumentierter S-/F-/P-Begründung, Prüfung auf vorrangige Typ-C-Normen und Dokumentation der Ergebnisse in der Risikobeurteilung.

Mehr zu den Leistungen der Risikobeurteilung →

Normgerechte Beschreibung von Sicherheitsfunktionen

„Not-Halt vorhanden" ist keine Sicherheitsfunktion. Die Spezifikation der Sicherheitsanforderungen (SRS) nach 5.2.1 verlangt je Funktion:

  • Auslöseereignis und ausgelöste Reaktion, also den sicheren Zustand
  • PLr und Ansprechzeit (Ermittlung nach EN ISO 13855, 5.1)
  • Betriebsarten, in denen die Funktion aktiv ist
  • Verhalten bei erkanntem Fehler und bei Energieverlust
  • Anforderungsrate, Wiederanlauf- und Rückstellverhalten
  • Prioritäten bei konkurrierenden Sicherheitsfunktionen
  • Schnittstellen zu anderen Funktionen und Steuerungsteilen

Wir liefern: vollständige SRS je Sicherheitsfunktion in prüffähiger Tabellenform, abgestimmt auf Ihre Betriebsarten, mit Überprüfung der Spezifikation nach 5.4 – der Vorstufe zur Validierung nach EN ISO 13849-2, Abschnitt 7.

Erstellen von Blockdiagrammen

Bevor gerechnet wird, muss die Architektur stehen. Nach 5.5 wird jede Sicherheitsfunktion in Teilsysteme zerlegt – Eingang, Logik, Ausgang (Bild 6). Anhang B beschreibt die Blockmethode und das sicherheitsbezogene Blockdiagramm (Bild B.1) als Grundlage der quantitativen Bewertung; die vorgesehenen Architekturen der Kategorien B bis 4 zeigen die Bilder 7 bis 11.

Das Blockdiagramm ist kein Beiwerk: EN ISO 13849-2, 4.5 Buchstabe c führt Blockdiagramme ausdrücklich als Mindestangabe der Validierungsunterlagen.

Wir liefern: sicherheitsbezogene Blockdiagramme je Sicherheitsfunktion mit Zuordnung von Kanälen, Testkanälen und Diagnosepfaden, Abgrenzung der Teilsysteme gegenüber zugekauften Baugruppen sowie die Übersetzung realer Schaltpläne in die vorgesehenen Architekturen.

Recherche und Interpretation sicherheitsrelevanter Kennwerte

Herstellerangaben sind uneinheitlich. Anhang O der EN ISO 13849-1 unterscheidet vier Gerätetypen mit jeweils unterschiedlichen Pflichtangaben – mal PL und PFH, mal nur B10D. Wir ordnen ein und rechnen um:

  • MTTFD je Kanal (6.1.4) – mittlere Zeit bis zum gefahrbringenden Ausfall, bei verschleißbehafteten Bauteilen aus B10D und der Schaltspielzahl je Jahr zu berechnen
  • DC und DCavg (6.1.5) – Anteil der gefahrbringenden Ausfälle, den die Diagnose tatsächlich erkennt
  • CCF (6.1.6) – Ausfälle infolge gemeinsamer Ursache, die redundante Kanäle gleichzeitig treffen
  • Begründete Fehlerausschlüsse (6.1.10) – Fehler, deren Auftreten nachweislich vernachlässigbar ist und die deshalb nicht betrachtet werden müssen

Wir liefern: belastbare Kennwertrecherche inklusive Quellenangabe, Plausibilitätsprüfung nach EN ISO 13849-2, begründete Fehlerausschlüsse und eine nachvollziehbare Ableitung von nop aus Ihrem Schaltspielprofil.

Modellierung von Sicherheitsfunktionen in SISTEMA

SISTEMA, das kostenfreie Werkzeug des Instituts für Arbeitsschutz, bildet das vereinfachte Verfahren nach 6.1.8 und Bild 12 rechnerisch ab. Der Nutzen entsteht nicht durch das Werkzeug, sondern durch die korrekte Abbildung: Was ist ein Teilsystem, was ein Kanal, welcher Baustein trägt welchen DC?

Wir modellieren Ihre Sicherheitsfunktionen vollständig, kombinieren die Teilsysteme zum Gesamt-PL – bei bekannten PFH-Werten durch Addition nach 6.2.2, sonst über die Reduktionsregel der Tabelle 9 – und dokumentieren das Ergebnis so, dass es Teil Ihrer technischen Dokumentation nach Abschnitt 12 werden kann.

Wir liefern: übergabefähige SISTEMA-Projektdatei mit Herstellerbibliotheken und PL-Nachweis je Sicherheitsfunktion.

Ihre Steuerungstechniker sollen das selbst können? Im zweitägigen Inhouse-Seminar rechnen sie einen ganzen Tag lang eigene Schutzkreise mit SISTEMA durch.

Zum Seminar →

Validierung von Sicherheitsfunktionen

Seit der Ausgabe 2023 ist die Validierung als Abschnitt 10 in EN ISO 13849-1 integriert; EN ISO 13849-2:2012 bleibt der Werkzeugkasten mit Fehlerlisten, Sicherheitsprinzipien und Prüfverfahren. Der Ablauf ist festgelegt:

  1. Validierungsplan (EN ISO 13849-2, 4.2)
  2. Validierung durch Analyse (Abschnitt 5)
  3. Validierung durch Prüfung (Abschnitt 6)
  4. Fehlersimulation (9.1)
  5. Verifizierung PL ≥ PLr (9.6)
  6. Validierungsaufzeichnung (4.6 bzw. EN ISO 13849-1, 10.8)

Wir liefern: Validierungsplan, Analyse- und Prüfprotokolle, Fehlerlisten mit begründeten Ausschlüssen und die abschließende Validierungsaufzeichnung mit klarer Aussage „PL ≥ PLr erfüllt" oder „nicht erfüllt" je Sicherheitsfunktion.

Unabhängigkeit: EN ISO 13849-2, 4.1 fordert die Validierung durch Personen, die nicht an der Gestaltung beteiligt waren. „Unabhängig" bedeutet dabei nicht zwingend „Dritte" – wir übernehmen diese Rolle, ohne dass Sie interne Ressourcen binden.

Validierung sicherheitsbezogener Software

Sobald Software an einer Sicherheitsfunktion beteiligt ist, gilt zusätzlich Abschnitt 7 der EN ISO 13849-1 mit dem V-Modell des Software-Sicherheitslebenszyklus (Bild 14). Unterschieden wird zwischen eingebetteter Software (SRESW, 7.3) und Anwendungssoftware (SRASW, 7.4) sowie zwischen Sprachen mit eingeschränktem (LVL) und nicht eingeschränktem Sprachumfang (FVL, 7.2).

Die Validierung nach EN ISO 13849-2, 9.5 prüft das Funktionsverhalten auf der Zielhardware, Vollständigkeit und Widerspruchsfreiheit der Spezifikation, Black- und Grey-Box-Prüffälle sowie Fehlersimulationen. Bei PL d und PL e kommen Prüffälle aus der Grenzwertanalyse hinzu. Geänderte Software ist in angemessenem Umfang erneut zu validieren.

Ergänzend behandeln wir die softwarebasierte manuelle Parametrierung nach 6.3 – Plausibilitätsprüfung, Schreibschutz, Bestätigung der Eingabe und Verifizierung des Parametrierwerkzeugs.

Wir liefern: Review der Sicherheitsapplikation gegen die Vorgaben für den angestrebten PL, Prüffallkatalog inklusive Grenzwertanalyse, Dokumentation nach V-Modell und Bewertung eingesetzter Bibliotheksbausteine.

Angebot

Was Sie beauftragen können

Sie können die ganze Kette vergeben oder einzelne Bausteine – etwa nur die Kennwertrecherche oder nur die Validierung eines bereits gerechneten Nachweises.

  • Sicherheitsfunktionen und PLr aus Ihren Gefährdungssätzen ableiten, PLr über den Risikographen mit dokumentierter S-/F-/P-Begründung, Prüfung auf vorrangige Typ-C-Normen
  • Spezifikation der Sicherheitsanforderungen je Funktion in prüffähiger Tabellenform, abgestimmt auf Ihre Betriebsarten
  • Sicherheitsbezogene Blockdiagramme mit Kanälen, Testkanälen und Diagnosepfaden, inklusive Abgrenzung gegenüber zugekauften Baugruppen
  • Kennwertrecherche mit Quellenangabe, Plausibilitätsprüfung, begründeten Fehlerausschlüssen und nachvollziehbarer Ableitung von nop
  • SISTEMA-Modellierung und PL-Nachweis je Sicherheitsfunktion, als übergabefähige Projektdatei mit Herstellerbibliotheken
  • Validierung mit Validierungsplan, Analyse- und Prüfprotokollen, Fehlerlisten und der Validierungsaufzeichnung mit eindeutiger Aussage zu PL ≥ PLr
  • Software-Review gegen die Vorgaben für den angestrebten PL, mit Prüffallkatalog samt Grenzwertanalyse und Dokumentation nach V-Modell

Preis auf Anfrage. Wir schätzen den Aufwand nach Sichtung von Risikobeurteilung und Schaltplan ein – und sagen Ihnen dabei auch, wenn zuerst die Risikobeurteilung nachgezogen werden muss.

Angebot anfragen

Häufige Fragen

Was ist funktionale Sicherheit bei Maschinen?

Funktionale Sicherheit ist der Anteil der Maschinensicherheit, der durch das korrekte Funktionieren der sicherheitsbezogenen Teile der Steuerung erreicht wird. Grundlage für Maschinen ist EN ISO 13849-1, alternativ EN IEC 62061.

Wann brauche ich einen Nachweis nach EN ISO 13849-1?

Sobald eine Schutzmaßnahme aus Ihrer Risikobeurteilung steuerungstechnisch umgesetzt wird – etwa Verriegelung, Not-Halt, sicher begrenzte Geschwindigkeit oder Zweihandschaltung. Für jede dieser Sicherheitsfunktionen ist ein PLr festzulegen und PL ≥ PLr nachzuweisen.

Wie wird der erforderliche Performance Level (PLr) bestimmt?

Über den Risikographen in Bild A.1 der EN ISO 13849-1 anhand der Parameter S (Schwere), F (Häufigkeit/Dauer der Exposition) und P (Möglichkeit zur Vermeidung). Das Verfahren ist informativ; eine Typ-C-Norm für Ihre Maschinenart hat Vorrang.

Was ist der Unterschied zwischen Verifizierung und Validierung?

Die Verifizierung (EN ISO 13849-1, Abschnitt 8) weist rechnerisch nach, dass der erreichte PL mindestens dem PLr entspricht. Die Validierung (Abschnitt 10 in Verbindung mit EN ISO 13849-2) bestätigt durch Analyse und Prüfung, dass die Sicherheitsfunktion in der realen Steuerung so ausgeführt wird wie spezifiziert.

Ist SISTEMA verpflichtend?

Nein. SISTEMA ist ein Werkzeug, kein Normbestandteil. Verpflichtend ist der nachvollziehbare Nachweis nach Abschnitt 6 der EN ISO 13849-1 – SISTEMA bildet ihn nur besonders effizient und prüferfreundlich ab.

Gilt EN ISO 13849 auch unter der neuen Maschinenverordnung?

Ja. Die EN ISO 13849 ist eine gültige Norm und bildet den Stand der Technik für sicherheitsbezogene Steuerungen ab. Sie ist unter der Maschinenrichtlinie 2006/42/EG harmonisiert. Die Maschinenverordnung ist ab dem 20. Januar 2027 anzuwenden. Die Listung der harmonisierten Normen unter der Maschinenverordnung ist in Vorbereitung.

Können Sie eine bestehende Dokumentation prüfen?

Ja. Wir bewerten vorhandene Sicherheitsnachweise gegen EN ISO 13849-1 und -2, benennen Lücken nach Schweregrad und liefern eine priorisierte Empfehlung.

Nächster Schritt

Senden Sie uns Risikobeurteilung und Schaltplan – wir melden uns mit einer Ersteinschätzung zum Aufwand.

Erstgespräch vereinbaren