Manual

Servoantrieb Projektierung
Safety Integrity Level (SIL)
Die Norm IEC 61508 spezifiziert 4 Sicherheits-Integritätslevel (Safety Integrity
Level (SIL)). Sicherheits-Integritätslevel SIL1 ist die niedrigste Stufe und
Sicherheits-Integritätslevel SIL4 ist die höchste Stufe. Grundlage für die
Ermittlung des Sicherheits-Integritätslevels, das für die Anwendung erforderlich
ist, ist eine Beurteilung des Gefährdungspotenzials anhand der Gefährdungs- und
Risikoanalyse. Daraus wird abgeleitet, ob die betreffende Funktionskette als
sicherheitsbezogen gelten muss und welches Gefährdungspotenzial damit
abgedeckt werden muss.
Average Frequency of a Dangerous Failure per Hour (PFH)
Zur Aufrechterhaltung der Funktion des sicherheitsbezogenen Systems erfordert
die Norm IEC 61508, abhängig vom erforderlichen Sicherheits-Integritätslevel
(Safety Integrity Level (SIL)), abgestufte fehlerbeherrschende sowie
fehlervermeidende Maßnahmen. Alle Komponenten müssen einer
Wahrscheinlichkeitsbetrachtung unterzogen werden, um die Wirksamkeit der
getroffenen fehlerbeherrschenden Maßnahmen zu beurteilen. Bei dieser
Betrachtung wird die mittlere Häufigkeit eines gefahrbringenden Ausfalls je
Stunde (Average Frequency of a Dangerous Failure per Hour (PFH)) ermittelt.
Dies ist die Häufigkeit pro Stunde, mit der ein sicherheitsbezogenes System
gefahrbringend ausfällt und die Funktion nicht mehr korrekt ausgeführt werden
kann. Die mittlere Häufigkeit eines gefahrbringenden Ausfalls je Stunde darf
abhängig vom Sicherheits-Integritätslevel bestimmte Werte für das gesamte
sicherheitsbezogene System nicht überschreiten. Die einzelnen PFH-Werte einer
Funktionskette werden zusammengerechnet. Das Ergebnis darf den in der Norm
vorgegebenen Maximalwert nicht überschreiten.
SIL PFH bei hoher Anforderungsrate oder kontinuierlicher Anforderung
4 ≥10
-9
... <10
-8
3 ≥10
-8
... <10
-7
2 ≥10
-7
... <10
-6
1 ≥10
-6
... <10
-5
Hardware Fault Tolerance (HFT) und Safe Failure Fraction (SFF)
In Abhängigkeit vom Sicherheits-Integritätslevel (Safety Integrity Level (SIL)) für
das sicherheitsbezogene System fordert die Norm IEC 61508 eine bestimmte
Hardware-Fehler-Toleranz (Hardware Fault Tolerance (HFT)) in Verbindung mit
einem bestimmten Anteil ungefährlicher Ausfälle (Safe Failure Fraction (SFF)).
Die Hardware-Fehler-Toleranz ist die Eigenschaft eines sicherheitsbezogenen
Systems, die geforderte Funktion selbst dann ausführen zu können, wenn ein
oder mehrere Hardwarefehler vorliegen. Der Anteil ungefährlicher Ausfälle eines
sicherheitsbezogenen Systems ist definiert als das Verhältnis der Rate der
ungefährlichen Ausfälle zur Gesamtausfallrate des sicherheitsbezogenen
Systems. Gemäß der IEC 61508 wird das maximal erreichbare Sicherheits-
Integritätslevel eines sicherheitsbezogenen Systems durch die Hardware-Fehler-
Toleranz und den Anteil ungefährlicher Ausfälle des sicherheitsbezogenen
Systems mitbestimmt.
Die Norm IEC 61800-5-2 unterscheidet zwei Typen von Teilsystemen (Typ A-
Teilsystem, Typ B-Teilsystem). Diese Typen werden anhand von Kriterien
festgelegt, die in der Norm für die sicherheitsbezogenen Bauteile definiert sind.
SFF HFT Typ A-Teilsystem HFT Typ B-Teilsystem
0 1 2 0 1 2
<60 % SIL1 SIL2 SIL3
—
SIL1 SIL2
60 ... <90 % SIL2 SIL3 SIL4 SIL1 SIL2 SIL3
90 ... <99 % SIL3 SIL4 SIL4 SIL2 SIL3 SIL4
≥99 % SIL3 SIL4 SIL4 SIL3 SIL4 SIL4
70 0198441113754.12