Sicherheit für Maschinen und Anlagen
Mechanische Einheiten, elektronische Systeme und sicherheitsgerichtete Programmierung
Peter Wratil, Michael Kieviet und Werner Röhrs
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Peter Wratil, Michael Kieviet, Werner Röhrs, Sicherheit für Maschinen und Anlagen (2014), VDE Verlag, Berlin, ISBN: 9783800738175
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Beschreibung / Abstract
Selbst im sicherheitsbewussten Europa ereignen sich täglich mehrere schwerwiegende Unfälle mit Maschinen und Anlagen, teilweise mit Todesfolge. Schuld sind neben technischen
Unzulänglichkeiten oftmals menschliche Schwächen, die in ihrer Kombination zu unerwarteten Effekten führen können und damit latente Risiken beim Umgang mit der Technik beinhalten. Die Sicherheitstechnik hat es sich zur Aufgabe gemacht, die Risiken derart zu reduzieren, dass man ohne Unfälle oder Verletzungen mit den Maschinen und Anlagen umgehen kann. Jeder Hersteller und jeder Betreiber von Maschinen und Anlagen ist aufgefordert, das Ziel der Risikominimierung zu erreichen. Hierzu sind geeignete Maßnahmen zu ergreifen und der Nachweis zu erbringen, dass die Maßnahmen auch Wirkung zeigen.
Drei übergeordnete Bereiche werden in diesem Buch thematisiert:
• Zuerst wird die Sicherheitstechnik im Rahmen des Maschinenbaus mit den Themen der Gefährdungen und der Risiken beleuchtet. Hier findet man konkrete Vorgaben konstruktiver Natur, die geforderte Sicherheit zu garantieren.
• Im folgenden Teil beschäftigt sich das Buch mit den elektrischen, elektronischen und hydraulischen Einheiten, die zum Schutz und zur Verbesserung der Sicherheit Verwendung finden. Ein Schwerpunkt dieses Teils besteht in der Beschreibung der notwendigen Verfahren, die zum Nachweis der Sicherheit vonnöten sind.
• Zuletzt wird auf die programmierbaren Einrichtungen eingegangen, die ein Höchstmaß an Sicherheit überhaupt erst ermöglichen. Die Erstellung möglichst fehlerfreier Programme und geeigneter Parametrierungen wird im Detail beschrieben.
Damit zeigt dieses Buch sehr anschaulich, wie man systematisch Risiken erkennt, diese reduziert und geeignete Maßnahmen ergreift, um die geforderte Sicherheit zu erhalten.
Unzulänglichkeiten oftmals menschliche Schwächen, die in ihrer Kombination zu unerwarteten Effekten führen können und damit latente Risiken beim Umgang mit der Technik beinhalten. Die Sicherheitstechnik hat es sich zur Aufgabe gemacht, die Risiken derart zu reduzieren, dass man ohne Unfälle oder Verletzungen mit den Maschinen und Anlagen umgehen kann. Jeder Hersteller und jeder Betreiber von Maschinen und Anlagen ist aufgefordert, das Ziel der Risikominimierung zu erreichen. Hierzu sind geeignete Maßnahmen zu ergreifen und der Nachweis zu erbringen, dass die Maßnahmen auch Wirkung zeigen.
Drei übergeordnete Bereiche werden in diesem Buch thematisiert:
• Zuerst wird die Sicherheitstechnik im Rahmen des Maschinenbaus mit den Themen der Gefährdungen und der Risiken beleuchtet. Hier findet man konkrete Vorgaben konstruktiver Natur, die geforderte Sicherheit zu garantieren.
• Im folgenden Teil beschäftigt sich das Buch mit den elektrischen, elektronischen und hydraulischen Einheiten, die zum Schutz und zur Verbesserung der Sicherheit Verwendung finden. Ein Schwerpunkt dieses Teils besteht in der Beschreibung der notwendigen Verfahren, die zum Nachweis der Sicherheit vonnöten sind.
• Zuletzt wird auf die programmierbaren Einrichtungen eingegangen, die ein Höchstmaß an Sicherheit überhaupt erst ermöglichen. Die Erstellung möglichst fehlerfreier Programme und geeigneter Parametrierungen wird im Detail beschrieben.
Damit zeigt dieses Buch sehr anschaulich, wie man systematisch Risiken erkennt, diese reduziert und geeignete Maßnahmen ergreift, um die geforderte Sicherheit zu erhalten.
Leseprobe
Inhaltsverzeichnis
- Sicherheit für Maschinen und Anlagen
- Zu diesem Buch
- Inhaltsverzeichnis
- Vorwort
- 1 Einführung
- 1.1 Historie und Stand der Sicherheitstechnik
- 2 Grundüberlegungen zur Maschinensicherheit
- 2.1 Ermittlung von Risiko und Restrisiko
- 2.2 Auswahl von Schutzmaßnahmen
- 2.3 Hierarchie der Maßnahmen
- 2.4 Umgehung von Schutzmaßnahmen
- 3 Richtlinien, Gesetze, Normen
- 3.1 Allgemeines zu Richtlinien, Gesetzen, Normen
- 3.2 Anhänge der Maschinenrichtlinie
- 4 Risikobeurteilung
- 4.1 Grundsätzliches zur Risikobeurteilung im Maschinenbau
- 4.2 Durchführung der Risikobeurteilung
- 4.3 Dokumentation der Risikobeurteilung
- 5 Organisatorische Aspekte
- 6 Beispiel: Konformitätsbewertungsverfahren und Risikobeurteilung
- 6.1 Konformitätsbewertungsverfahren
- 6.2 Risikobeurteilung
- 7 Einstufung des Risikos nach Norm
- 7.1 Das Verfahren der Beurteilung des Risikos mithilfe von Risikografen
- 7.2 Weitere wichtige Risikografen
- 7.3 Ableitung der notwendigen Maßnahmen aus der Bewertung
- 8 Kenngrößen eines Sicherheitssystems
- 8.1 Quantifizierung der Sicherheit
- 8.2 Quantitative Kenngrößen
- 8.3 Aufteilung in Systeme, Einheiten und Komponenten
- 8.4 Darstellung als Block-Diagramm
- 9 Berechnungsmethoden
- 9.1 Sichere Auslegung einer Krananlage
- 9.2 Entwurf einer geeigneten Block-Struktur
- 9.3 Beherrschung eines Überlastfehlers
- 9.4 Nachweis der Eignung durch Berechnung
- 9.5 Abschaltung am Hubwegende
- 9.6 Verwendung von Standard-Komponenten
- 9.7 FMEA und FTA
- 10 Hydraulik und Pneumatik
- 10.1 Maschinenfunktion mit pneumatischen Einheiten
- 10.2 Aufbau der Maschine und Druckerzeugung
- 10.3 Realisierte technische Lösung
- 10.4 Nachweis der Eignung nach DIN EN ISO 13849
- 10.5 Sicherheitstechnische Verbesserung
- 10.6 Berechnung der zweikanaligen Lösung
- 11 Verwendung sicherer Antriebe
- 11.1 Wirkung sicherer Antriebe
- 11.2 Erfüllung der Anforderungen aus der MRL und den Normen
- 11.3 Die Funktion STO (Safe Torque Off)
- 11.4 Die Funktion SS1 (Safe Stop 1)
- 11.5 Technische Realisierungsprinzipien für STO und SS1
- 11.6 Weitergehende Sicherheitsfunktionen von Antrieben
- 12 Erstellung von sicherheitsrelevanter Steuerungssoftware
- 12.1 Systematische Fehler
- 12.2 Sicherheitsbezogene Software Spezifikation
- 12.3 Formulierung der Sicherheitsanforderungen
- 12.4 Sicherheitsarchitektur
- 12.5 Moduldesign
- 12.6 Codierung
- 12.7 Verifizieren und Validieren
- 12.8 Test der Module
- 12.9 Integrationstest
- 12.10 Validierung der Sicherheitsspezifikation
- 12.11 Weitere Anforderungen an das Software-Sicherheitsmanagement
- Mathematische Formeln
- Zuordnung SIL-Werte, HFT und Ausfallraten
- Begriffe und Abkürzungen
- Literaturangaben
- Stichwortverzeichnis