Dokumente · Standards Übergangszeit bis 15. Mai 2027
ISO 13849-1
Sicherheit von Maschinen · Sicherheitsbezogene Teile von Steuerungen · Allgemeine Gestaltungsleitsätze
Der Rahmen für Entwurf, Bewertung und Validierung sicherheitsbezogener Steuerungsteile an Maschinen. Jede Sicherheitsfunktion erhält einen Performance Level von PL a bis PL e.
01 · Grundlagen ISO/TC 199 · Working Group 8
Was es ist.
ISO 13849-1 ist ein internationaler Standard mit dem Titel Safety of machinery · Safety-related parts of control systems · Part 1: General principles for design. Er bietet einen Rahmen für Entwurf, Bewertung und Validierung sicherheitsbezogener Steuerungsteile an Maschinen. Jede Sicherheitsfunktion wird einem von fünf Performance Levels zugeordnet, PL a bis PL e, die mit einer quantifizierten Wahrscheinlichkeit gefährlicher Ausfälle pro Stunde verbunden sind.
Ursprung
und Pflege.
ISO 13849 wird von ISO/TC 199, Working Group 8, gepflegt. Der Standard löste EN 954-1 ab, die stärker qualitativ mit Kategorien arbeitete. Die erste Ausgabe erschien 1999, die zweite 2006, die dritte 2015. Die vierte Ausgabe ISO 13849-1:2023 ist die aktuelle ISO-Fassung. EN ISO 13849-1:2015 bleibt in der EU während der Übergangszeit bis 15. Mai 2027 relevant.
Welches Problem
es löst.
Wenn eine Maschine ein Risiko für Bediener erzeugt, muss ihr Steuerungssystem dieses Risiko auf ein tolerierbares Maß reduzieren. ISO 13849 verbindet qualitative Risikobeurteilung mit quantitativen Zuverlässigkeitszielen und beschreibt Architektur- und Berechnungsregeln, um dieses Ziel zu erreichen. Dadurch entsteht eine gemeinsame technische Sprache für Maschinenbauer, Integratoren und Betreiber.
02 · Kernstruktur Risikograph in Anhang A
Kernstruktur.
Anhang A · Risikograph
Erforderlicher Performance Level (PLr)
Der Prozess beginnt mit einem Risikographen in Anhang A. Drei binäre Parameter bestimmen den erforderlichen PL.
- S · Schwere der Verletzung
- S1: leichte, reversible Verletzung. S2: schwere, irreversible Verletzung oder Tod.
- F · Häufigkeit und Dauer der Exposition
- F1: selten bis wenig häufig und kurz. F2: häufig bis dauernd und lang.
- P · Möglichkeit der Vermeidung
- P1: Vermeidung unter bestimmten Bedingungen möglich. P2: Vermeidung kaum möglich.
Die Kombination aus S, F und P ergibt einen erforderlichen Performance Level zwischen a und e.
PFHd je Stunde
Performance Level und Ausfallraten
| Performance Level | Wahrscheinlichkeit gefährlicher Ausfälle je Stunde |
|---|---|
| PL a | 10-5 ≤ PFHd < 10-4 |
| PL b | 3 × 10-6 ≤ PFHd < 10-5 |
| PL c | 10-6 ≤ PFHd < 3 × 10-6 |
| PL d | 10-7 ≤ PFHd < 10-6 |
| PL e | 10-8 ≤ PFHd < 10-7 |
Kat. B · 1 · 2 · 3 · 4
Architektur-Kategorien
Der Standard definiert fünf vorgesehene Architekturen, die Kategorien B, 1, 2, 3 und 4, die den erreichbaren Performance Level begrenzen.
- Kategorie B
- Einkanalig, grundlegende Komponenten. Maximal erreichbar: PL b.
- Kategorie 1
- Einkanalig, bewährte Komponenten mit hohem MTTFd. Maximal: PL c.
- Kategorie 2
- Einkanalig mit periodischer Diagnoseprüfung. Maximal: PL d.
- Kategorie 3
- Redundant zweikanalig mit Quervergleich. Ein einzelner Fehler führt nicht zum Verlust der Sicherheitsfunktion. Maximal: PL e.
- Kategorie 4
- Redundant zweikanalig mit hohem MTTFd, DCavg ≥ 99 % und beherrschter Fehleranhäufung. Maximal: PL e.
MTTFd · DCavg · CCF
Auslegungsparameter
Der erreichte Performance Level wird aus drei quantitativen Parametern berechnet.
- MTTFd
- Mean Time to Dangerous Failure jedes Kanals.
- DCavg
- Durchschnittliche Diagnoseabdeckung aller sicherheitsrelevanten Komponenten.
- CCF
- Common-Cause-Failure-Bewertung. Für die Kategorien 2, 3 und 4 sind mindestens 65 Punkte erforderlich.
03 · Stand und Praxis ISO 13849-1:2023
Aktuelle
Version.
Die vierte Ausgabe ISO 13849-1:2023 übernimmt die normativen Validierungsanforderungen aus ISO 13849-2 in ihren Abschnitt 10. Die informativen Anhänge und ISO 13849-2:2012 selbst bleiben bestehen. Sie erweitert Hinweise zu Software-Sicherheit und präzisiert Regeln zur PL-Ermittlung. EN ISO 13849-1:2015 bleibt bis 15. Mai 2027 in der Übergangszeit relevant.
Praktische Bedeutung
für Hersteller.
Jede Maschine auf dem EU-Markt muss ihre Sicherheitsfunktionen gegen einen erforderlichen Performance Level bewerten. Das beeinflusst Komponentenwahl, Verdrahtung, Softwareentwicklung und Validierung. PL d oder PL e, typisch für Roboter, Pressen oder automatisierte Verpackungslinien, erfordert redundante Architekturen, Diagnosen und belastbare Fault-Exclusion-Argumente.
04 · Tanocrix Sicherheits-Compliance-Block im Schema
Bezug von Tanocrix
zu ISO 13849.
Das Tanocrix Schema enthält einen Sicherheits-Compliance-Block, der auf ISO 13849 abgebildet werden kann. Wenn ein KI-System eine industrielle Aktion vorschlägt, die eine Maschinensteuerung berührt, hält Tanocrix Sicherheitskontext, Performance Level, AI-Involvement-Level und Adaptergrenzen fest. Aktionen außerhalb der deklarierten Sicherheitsgrenzen werden blockiert, bevor sie das physische System erreichen.