Mechanische Druck- und Temperaturschalter übernehmen in sicherheitsrelevanten Anwendungen sensible Aufgaben, z. B. die Sicherheitsfunktion und die Überwachung von Grenzwerten. Ihre funktionale Sicherheit muss entsprechend gewährleistet sein. Das ist immer dann der Fall, wenn die Geräte die Anforderungen des korrespondierenden Safety Integrity Level (SIL) gemäß der Norm IEC 61508 erfüllen. WIKA-Schaltern wurde die SIL-Zulassung aufgrund ihrer nachweislichen Betriebsbewährtheit ausgestellt.
Beispiele für WIKA-Schalter, deren funktionale Sicherheit SIL-zertifiziert ist: ein Kompakt-Temperaturschalter mit druckfester Kapselung Ex d (Typ TCA; links), ein Druckschalter mit Rohrfeder (Typ BA/BAX; rechts oben) und ein Miniatur-Druckschalter (Typ PXS; rechts unten).
In der Prozessindustrie genießt Sicherheit oberste Priorität. Gefahren für Mensch, Umwelt und Anlage, die von kritischen Verfahren ausgehen können, müssen daher auf ein vertretbares Minimum reduziert werden. Die IEC 61508 der International Electrotechnical Commission (IEC) liefert als Grundnorm die dafür notwendigen Maßgaben. Einen Überblick der verwendeten Begriffe finden Sie in unserem Artikel Drucksensoren nach SIL – Häufig verwendete Begriffe und Abkürzungen.
Die Grundnorm nimmt die verantwortlichen Prozessentwickler sowie die Hersteller der notwendigen Komponenten gleichermaßen in die Pflicht. Sie definiert für jedes Gerät Grenzwerte für die Ausfallwahrscheinlichkeit einer sicherheitsrelevanten Funktion. Sie gibt zugleich Kriterien vor, um die Möglichkeit systematischer Fehler zu beherrschen und zu vermeiden.
Was beinhaltet die Norm IEC 61508?
Die Norm IEC 61508 ist eine international anerkannte Norm und legt Anforderungen fest, um sicherzustellen, dass Sicherheitsfunktionen in verschiedenen Branchen wie der Automobil-, Luftfahrt- und Medizintechnik zuverlässig und effektiv sind. Sie nimmt damit die verantwortlichen Prozessentwickler sowie die Hersteller der notwendigen Komponenten gleichermaßen in die Pflicht. Sie definiert für jedes Gerät Grenzwerte für die Ausfallwahrscheinlichkeit einer sicherheitsrelevanten Funktion. Zeitgleich gibt sie Kriterien vor, um die Möglichkeit systematischer Fehler zu beherrschen und zu vermeiden. Insgesamt besteht die Norm aus 7 Teilen (IEC 61508-1 bis IEC 61508-7). Die Teile IEC 61508-1 bis IEC 61508-3 sind normativ und müssen eingehalten werden, um die Konformität mit der Norm zu gewährleisten. Die Teile IEC 61508-4 bis IEC 61508-7 sind informative Leitfäden, die Vorschläge für Tools und Ansätze bieten, welche im Bedarfsfall herangezogen werden können, um Anforderungen der normativen Abschnitte zu erfüllen.
Darstellung der Beziehung zwischen den verschiedenen Teilen der IEC 61508-Norm. Die Pfeile verdeutlichen den Ablauf und die Wechselwirkungen zwischen den normativen und informativen Teilen der Norm.
Was sind die Unterschiede zwischen IEC 61508, DIN EN 61508 und DIN 61508?
Die IEC 61508 ist eine Norm der International Electrotechnical Commission (IEC), die weltweit anerkannt ist und als Leitfaden für die Entwicklung, Prüfung und Zertifizierung von elektrischen und elektronischen Geräten und Systemen dient. Die DIN EN 61508 legt spezifische Anforderungen für den deutschen Markt fest, während die EN 61508 die spezifischen Anforderungen für den europäischen Markt festlegt, basierend auf der IEC 61508. Diese Normen ermöglichen eine einheitliche Herangehensweise an die Entwicklung, Prüfung und Zertifizierung von sicherheitsrelevanten elektrischen und elektronischen Systemen.
Wird in Fachkreisen das Thema „Funktionale Sicherheit“ im Zusammenhang mit einer SIL-Zulassung erörtert, geht es meist um elektrische Systeme. In sicherheitsrelevanten Anwendungen sind aber auch zahlreiche mechanische Komponenten integriert. Darunter fallen Messgeräte, die fremdenergiefrei und daher auch bei Stromausfall zuverlässig arbeiten. Eine SIL-Zulassung bedeutet auch bei ihnen eine eindeutige Aussage zur Funktionssicherheit. Im Fall mechanischer Teile geht es in erster Linie um die Auswirkungen von Alterung und Verschleiß.
Einzeln verbaut: SIL 2, redundant kombiniert: SIL 3
Das SIL-Zertifikat für die Druck- und Temperaturschalter von WIKA wurde im Jahr 2019 von dem global anerkannten Prüfunternehmen exida ausgestellt. Nach dessen Bewertung erfüllen die Geräte, einzeln verbaut, die Anforderungen von SIL 2, in redundanter Kombination sogar die der Stufe SIL 3.
Zwei Wege zur Bewertung
Das Zertifikat für die WIKA-Schalter enthält neben der eigentlichen Klassifizierung noch den Zusatz „Route 2H“. Im Prinzip gibt es zwei Wege, um zu einer SIL-Bewertung zu gelangen: „Route 1H“ sagt aus, dass die betreffenden Geräte oder Komponenten entsprechend den jeweiligen SIL-Vorgaben entwickelt und hergestellt worden sind. „Route 2H“ hingegen bestätigt, dass die Bewertung wie bei den WIKA-Schaltern zusätzlich aufgrund ihrer Betriebsbewährtheit erfolgte. Die bescheinigte Fehlerrate errechnet sich aus Daten, die während des Einsatzes in einer Applikation im Feld gesammelt und an exida übermittelt werden. Die SIL-Bewertung der funktionalen Sicherheit erfolgt somit auf einer realistischen Grundlage: Für jede Komponente eines Geräts müssen mindestens 100 Millionen Betriebsstunden nachgewiesen sein.
Erfahrungswerte in einer Datenbank
Die SIL-Bewertung gemäß Route 2H bezieht sich auf die Erfahrungswerte aus dem Feldeinsatz, der in einer exida-Datenbank hinterlegt ist. Dabei werden spezifische Einsatzbedingungen, wie Temperaturen, Vibrationen etc., berücksichtigt.
Hinweis
Detailinformationen zu den Schaltern mit SIL-Zertifikat – Druckschalter der Serien M, B, A, D, PC und PX sowie Temperaturschalter der Serie T – sind auf der WIKA-Webseite zu finden. Dort ist auch die Zulassungsurkunde als PDF-Datei hinterlegt. Für weitergehende Fragen steht Ihnen Ihr Ansprechpartner gerne zur Verfügung.
Infobox
Was ist ein sicherheitsbezogenes System nach IEC 61508?
Die internationale Normenreihe IEC 61508 standardisiert die Entwicklung von elektrischen, elektronischen sowie programmierbaren elektronischen Systemen und Produkten. Die Norm befasst sich mit Geräten oder Systemen, die automatisierte Sicherheitsfunktionen ausführen. So zum Beispiel einige SIL-zertifizierte Sensoren und Schalter von WIKA. Die Norm IEC 61508 „Funktionale Sicherheit sicherheitsbezogener elektrischer/elektronischer/programmierbarer elektronischer Systeme“ besteht aus sieben Teilen und wurde 1998 zuerst veröffentlicht.
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