Berechnung des Performance Level nach EN ISO 13849-1

In diesem Artikel erfahren Sie wie die Berechnung des Performance Level funktioniert. Die Ermittlung des Performance Level wird durch die Sicherheitsnorm „EN ISO 13849-1 - Sicherheit von Maschinen - Sicherheitsbezogene Teile von Steuerungen – Allgemeine Gestaltungsleitsätze“ erforderlich. Diese löste im September 2009 die EN 954 vollständig ab. Der Performance Level (Abkürzung = PL) stellt in dieser NORM eine wichtige Kenngröße für die Bewertung der Zuverlässigkeit von sicherheitsbezogenen Funktionen dar.

Bedeutung des Performance Levels (PL)

Der PL ist nach der Norm EN 13849 definiert als: „Diskreter Level, der die Fähigkeit von sicherheitsbezogenen Teilen einer Steuerung spezifiziert, eine Sicherheitsfunktion unter vorhersehbaren Bedingungen auszuführen.“

Vereinfacht ausgedrückt heißt das: Der Performance Level (PL) ist ein Maß für die Zuverlässigkeit einer Sicherheitsfunktion.

Der Performance Level wird dabei auf einer Skala von a (geringster PL) bis e (höchster PL) bemessen.

Anhand des PL wird die Sicherheit einer Funktion oder auch eines Bauteils angegeben. Je höher der PL, desto sicherer und zuverlässiger ist die betrachtete Funktion. Der angegebene Wert für den Performance Level hat damit auch Auswirkungen darauf, wo ein bestimmtes Bauteil eingesetzt werden darf, da der PL immer mindestens so hoch sein muss, wie der Risikowert an der betrachteten Stelle. Ergibt sich also ein Risikowert von z.B. c, muss die Funktion ebenfalls mindestens den Performance Level c oder höher haben (also c, d oder e).

Zwei Performance Level erforderlich

Bei der Auslegung der jeweiligen Maschine oder Anlage auf Sicherheit nach EN ISO 13849 muss man immer zwei Performance Level berechnen. Zum einen muss man den erforderlichen PL ermitteln, zum anderen den erreichten PL.

1. Der erforderliche Performance Level:

Die Risikobeurteilung nach EN ISO 13849 funktioniert ähnlich wie nach EN 954-1. Sie wird durch die Bewertung des Risikos anhand von Schadensausmaß, Häufigkeit und Aufenthaltsdauer und Möglichkeit zur Vermeidung der Gefährdung bewertet. Am Ende der Bewertung erfolgt die Ermittlung des erforderlichen Performance Level.

2. Der erreichte Performance Level:

Zur Berechnung des erreichten Performance Level wird der Aufbau der Steuerung bzw. der Sicherheitsbauteile sowie die Gefährdungssituation betrachtet. Es kommt bei dieser Bewertung auf die die Steuerungskategorien (B, 1, 2, 3, 4), die MTTF-Werte (engl. Mean Time To Failure = mittlere Zeit bis zum gefahrbringenden Ausfall) und die Werte für den Diagnosedeckungsgrad (DC) an. Diese hängen unter anderem von der Architektur der Steuerung ab.

Bestimmen des erforderlichen Performance Levels (PLr)

Um den erforderlicher Performance Level (PLr) zu ermitteln kann man ein relativ einfaches Diagramm, welches oft auch als Risikograph bezeichnet wird. Darin wird das Risiko für eine betrachtete Stelle anhand von drei Kriterien bewertet:

Schwere der Verletzungen:
S1: leichte Verletzungen
S2: schwere Verletzungen

Häufigkeit und Aufenthaltsdauer:
F1: selten bis öfter
F2: häufig bis dauernd

Möglichkeit zur Vermeidung der Gefährdung:
P1: möglich unter bestimmten Bedingungen
P2: kaum möglich

Bestimmung des Performance Level mit dem Risikographen

Der erforderliche Performance Level kann dann durch das Verfolgen der entsprechenden Pfade im Risikographen ermittelt werden. Man kommt dann an einem bestimmten Performance Level heraus, welches a, b, c, d oder e sein kann.
Dies ist der PL, welchen die betroffene Funktion mindestens erreichen muss.

Ein Software-Tool zur Berechnung des Performance Level ist SISTEMA, welches man kostenlos erhältlich ist.