Grundlagen; Funktionale Sicherheit; Pfh - Probability Of Dangerous Failure Per Hour (Wahrscheinlichkeit Für Das Auftreten Eines Gefährlichen Hardwarefehlers Pro Stunde) - Toshiba VF-S15 Handbuch

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2.3 Grundlagen

Funktionale Sicherheit

Automatisierungstechnik und Sicherheitstechnik sind Bereiche, die in der Vergangenheit vollkommen separat betrachtet
wurden, in neuerer Zeit jedoch mehr und mehr als Einheit gesehen werden. Die Entwicklung und der Aufbau von kom-
plexen Automatisierungslösungen werden durch integrierte Sicherheitsfunktionen wesentlich vereinfacht.
Die Anforderungen an die Sicherheitstechnik hängen von der Anwendung ab und orientieren sich am Risiko sowie am
Gefährdungspotenzial, das von der speziellen Anwendung ausgeht.
Der Standard IEC 61508
Der Standard IEC 61508 „Funktionale Sicherheit sicherheitsbezogener elektrischer / elektronischer / programmierbarer
elektronischer Systeme" beschreibt die Anforderungen an die Sicherheitsfunktionen. Anstelle der einzelnen Komponen-
ten wird die komplette Funktionskette (zum Beispiel vom Sensor über die Signalverarbeitung / Prozesssteuerung bis zum
Aktuator) als Einheit betrachtet. Diese Funktionskette muss als Ganzes die Anforderungen an die jeweiligen Sicherheits-
funktionen erfüllen. Auf dieser Basis können Systeme und Komponenten, die in verschiedenen Anwendungen für Sicher-
heitsfunktionen mit vergleichbaren Risiken eingesetzt werden, entwickelt werden.
SIL - Safety Integrity Level (Sicherheits-Integritätslevel (Sicherheitsanforderungsstufe))
Der Standard IEC 61508 definiert für die Sicherheitsfunktionen vier Sicherheits-Integritätslevel, die die Wahrscheinlich-
keit für das Versagen einer Sicherheitsfunktion angeben: SIL1 ist die niedrigste Stufe, SIL4 die höchste. Eine Gefähr-
dungspotenzial- und Risikoanalyse bildet die Basis für die Festlegung des erforderlichen SIL. Daraus ergibt sich, ob die
relevante Funktionskette als Sicherheitsfunktion gilt und welches Gefährdungspotenzial sie abdecken muss.
PFH – Probability of dangerous failure per hour (Wahrscheinlichkeit für das Auftreten eines ge-
fährlichen Hardwarefehlers pro Stunde)
Um die Sicherheitsfunktion zu gewährleisten fordert der Standard IEC 61508 in Abhängigkeit vom SIL verschiedene
Maßnahmen, um Fehler zu vermeiden und erkannte Fehler zu kontrollieren. Alle Komponenten einer Sicherheitsfunktion
müssen einer Wahrscheinlichkeitsabschätzung unterzogen werden, um die Effektivität der ergriffenen Maßnahmen zur
Kontrolle von erkannten Fehlern zu evaluieren. Diese Abschätzung bestimmt die PFH (Probability of dangerous failure per
hour - Wahrscheinlichkeit für das Auftreten eines gefährlichen Hardwarefehlers pro Stunde) für ein Sicherheitssystem. PFH
gibt die Wahrscheinlichkeit pro Stunde an mit der ein sicherheitsrelevantes System in gefährlicher Weise versagt und die
Sicherheitsfunktion nicht ordnungsgemäß ausgeführt wird. In Abhängigkeit vom SIL darf der PFH-Wert bestimmte Werte
für das gesamte Sicherheitssystem nicht überschreiten. Die PFH-Werte der einzelnen Komponenten einer Funktionskette
werden addiert. Das Ergebnis darf den im Standard angegebenen Maximalwert nicht überschreiten.
SIL - Sicherheits-
niveaustufe
4
3
2
1
TOSHIBA
PFH - Wahrscheinlichkeit des Auftretens eines gefährlichen Hardwarefehlers pro Stunde bei
hohen oder kontinuierlichen Anforderungen
-9 -8
≥10 ... <10
≥10 -8 ... <10 -7
≥10 -7 ... <10 -6
≥10 -6 ... <10 -5
9