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Festo Didactic
574143 de
Die sichere Anlage
MPS®
Ausbildungsunterlage
Mit CD-ROM
Bestell-Nr.: 574143
Stand: 02/2011
Autoren: Jürgen Hasel, Andrea Meles
Grafik: Frank Ebel
Layout: 05/2011
© Festo Didactic GmbH & Co. KG, 73770 Denkendorf, 2013
Internet: www.festo-didactic.com
E-Mail: [email protected]
Der Käufer erhält ein einfaches, nicht-ausschließliches, zeitlich unbeschränktes und geografisch nur auf die
Nutzung innerhalb des Standortes/Sitz des Käufers beschränktes Nutzungsrecht wie folgt.
Der Käufer ist berechtigt, die Inhalte des Werkes zur Fortbildung seiner Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter,
des Standortes zu nutzen und hierzu auch Teile der Inhalte zur Erstellung eigener Fortbildungsunterlagen
zur Fortbildung seiner Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter des Standortes unter Angabe der Quelle zu
verwenden und für die Fortbildung am Standort zu kopieren. Bei Schulen/Hochschulen und
Ausbildungsstätten umfasst das Nutzungsrecht auch die Nutzung für deren Schüler, Lehrgangsteilnehmer
und Studenten des Standortes für den Unterricht.
Ausgeschlossen ist in jedem Fall das Recht zur Veröffentlichung sowie zur Einstellung und Nutzung in
Intranet- und Internet- sowie LMS-Plattformen und Datenbanken wie z. B. Moodle, die den Zugriff einer
Vielzahl von Nutzern auch außerhalb des Standortes des Käufers ermöglichen.
Weitere Rechte zu Weitergabe, Vervielfältigungen, Kopien, Bearbeitungen, Übersetzungen,
Mikroverfilmungen sowie die Übertragung, Einspeicherung und Verarbeitung in elektronischen Systemen,
unabhängig ob ganz oder in Teilen, bedürfen der vorherigen Zustimmung der Festo Didactic GmbH & Co. KG.
Hinweis
Die Verwendung nur einer Geschlechtsform soll keine geschlechtsspezifische Benachteiligung sein,
sondern dient nur der besseren Lesbarkeit und dem besseren Verständnis der Formulierungen.
Sicherheitshinweis
Diese Ausbildungsunterlage dient dem Lernenden, sich das Gebiet der Sicherheit zu erschließen.
Die Ausbildungsunterlage bietet Hinweise und zeigt ein mögliches Vorgehen vereinfacht auf.
Bei der Umsetzung einer konkreten Maschine ist es jedoch zwingend erforderlich, alle für die
Maschine geltenden Richtlinien und Normen zu beachten und einzuhalten. Dazu muss mehr mit
diesen Richtlinien und Normen gearbeitet werden, als es in dieser Ausbildungsunterlage der Fall ist.
© Festo Didactic GmbH & Co. KG 574143 III
Inhalt
Bestimmungsgemäße Verwendung __________________________________________________________ V
Didaktische Hinweise _____________________________________________________________________ VI
Einführung _____________________________________________________________________________ VIII
Projektaufgaben und Lösungen
Projektaufgabe 1: FMEA Station Handhaben ____________________________________________________ 3
Projektaufgabe 2: Risikobeurteilung Station Handhaben ________________________________________ 15
Projektaufgabe 3: Sicherheitseinrichtungen Station Handhaben __________________________________ 33
Projektaufgabe 4: Sichere Verdrahtung über Sicherheitsrelais (Not-Halt-Schlagtaster) ________________ 39
Projektaufgabe 5: Sichere Verdrahtung über Sicherheitsrelais (Tür) _______________________________ 45
Projektaufgabe 6: Sichere Verdrahtung über Sicherheitsrelais (Tür mit Zuhaltung) ___________________ 49
Projektaufgabe 7: Sichere Verdrahtung über Sicherheitsrelais (Lichtvorhang) _______________________ 53
Projektaufgabe 8: Zweikanaligkeit betrachten und dokumentieren ________________________________ 57
Projektaufgabe 9: Sichere Eingänge und Ausgänge für eine SPS __________________________________ 61
Projektaufgaben und Arbeitsblätter
Projektaufgabe 1: FMEA Station Handhaben ____________________________________________________ 3
Projektaufgabe 2: Risikobeurteilung Station Handhaben ________________________________________ 15
Projektaufgabe 3: Sicherheitseinrichtungen Station Handhaben __________________________________ 33
Projektaufgabe 4: Sichere Verdrahtung über Sicherheitsrelais (Not-Halt-Schlagtaster) ________________ 39
Projektaufgabe 5: Sichere Verdrahtung über Sicherheitsrelais (Tür) _______________________________ 45
Projektaufgabe 6: Sichere Verdrahtung über Sicherheitsrelais (Tür mit Zuhaltung) ___________________ 49
Projektaufgabe 7: Sichere Verdrahtung über Sicherheitsrelais (Lichtvorhang) _______________________ 53
Projektaufgabe 8: Zweikanaligkeit betrachten und dokumentieren ________________________________ 57
Projektaufgabe 9: Sichere Eingänge und Ausgänge für eine SPS __________________________________ 61
Inhalt
IV © Festo Didactic GmbH & Co. KG 574143
Anhang
1 FMEA (Failure Modes and Effects Analysis) _____________________________________________ I-3
2 Inhärente sichere Konstruktion (mechanische Konstruktion) ______________________________ I-6
3 Die Risikobeurteilung ______________________________________________________________ I-7
4 Grenzen der Maschine _____________________________________________________________ I-9
5 Die Betriebsarten ________________________________________________________________ I-10
6 Bestimmungsgemäßer Gebrauch, vorhersehbarer Missbrauch ____________________________ I-13
7 Gefährdungen ___________________________________________________________________ I-14
8 Risikoeinschätzung – Der Risikograph _______________________________________________ I-15
9 Ermittlung von MTTFd _____________________________________________________________ I-16
10 Steuerungskategorie nach EN ISO 13849-1:2006 ______________________________________ I-20
11 Common Cause Failure ____________________________________________________________ I-22
12 Diagnostic Coverage ______________________________________________________________ I-24
13 Schutzeinrichtungen ______________________________________________________________ I-26
14 Sicherheitsrelais _________________________________________________________________ I-31
15 Zweikanaligkeit __________________________________________________________________ I-33
16 Sicherheits-SPS und sichere Ein- und Ausgänge _______________________________________ I-34
Normen ____________________________________________________________________________ I-36
Glossar ____________________________________________________________________________ I-38
© Festo Didactic GmbH & Co. KG 574143 V
Bestimmungsgemäße Verwendung
Das Arbeitsbuch „Die sichere Anlage“ ist nur zu benutzen:
für die bestimmungsgemäße Verwendung im Lehr- und Ausbildungsbetrieb
Die Komponenten der Station Handhaben sind nach dem heutigen Stand der Technik und den anerkannten
sicherheitstechnischen Regeln gebaut. Dennoch können bei unsachgemäßer Verwendung Gefahren für Leib
und Leben des Benutzers oder Dritter und Beeinträchtigungen der Komponenten entstehen.
Das Arbeitsbuch „Die sichere Anlage“ von Festo Didactic ist ausschließlich für die Aus- und Weiterbildung
im Bereich Automatisierung und Technik entwickelt und hergestellt. Das Ausbildungsunternehmen
und/oder die Ausbildenden hat/haben dafür Sorge zu tragen, dass die Auszubildenden die
Sicherheitsvorkehrungen, die in diesem Arbeitsbuch beschrieben sind, beachten.
Festo Didactic schließt hiermit jegliche Haftung für Schäden des Auszubildenden, des
Ausbildungsunternehmens und/oder sonstiger Dritter aus, die bei Gebrauch/Einsatz dieses Gerätesatzes
außerhalb einer reinen Ausbildungssituation auftreten; es sei denn Festo Didactic hat solche Schäden
vorsätzlich oder grob fahrlässig verursacht.
VI © Festo Didactic GmbH & Co. KG 574143
Didaktische Hinweise
Dieses Arbeitsbuch „Die sichere Anlage“ beschäftigt sich mit der Sicherheit von Anlagen bzw. Maschinen
und richtet sich nach der neuen Maschinenrichtlinie. Weiter orientieren sich die Aufgaben an die Station
Handhaben.
Da viele sich mit der „neuen Maschinenrichtlinie“ auf Neuland begeben, ist dieses Arbeitsbuch gerade ideal
in diese Materie einzusteigen und einen Einblick zu bekommen. Die Sicherheit von Anlagen ist ein wichtiges
Spektrum in der Ausbildung, damit die Schüler sicher an der Anlage bzw. der Maschine arbeiten können.
Die Arbeitsblätter dieses Arbeitsbuches sind hierarchisch aufgebaut. Zuerst bekommen die Schüler einen
Einblick, wie eine Anlage von einem Maschinenhersteller nach der neuen Maschinenrichtlinie entwickelt
wird. Anschließend sollen die Schüler eine fertige Anlage – die Station Handhaben – nach deren Sicherheit
beurteilen. Dabei lernen sie unter anderem, wie eine FMEA abläuft, wie sie das Verfahren anwenden und
auch welche Arten es bei einer FMEA gibt. Im Weiteren wird den Schülern es dann möglich sein, eine
Risikobeurteilung einer Anlage – hier die Station Handhaben – durchzuführen. Damit die Schüler eine
Risikobeurteilung durchführen können, erhalten sie die notwendigen Grundlagen über:
Den Performance Level PL
Den Mean Time to Failure MTTF
Die Steuerungskategorien
Den Common Cause Failure CCF
Den Diagnostic Coverage DC
Die Betriebsarten einer Anlage bzw. Maschine
Mit diesen Grundlagen können die Schüler dann eine Anlage nach ihrem Risiko beurteilen.
Danach ist es sinnvoll sich mit zusätzlichen Sicherheitseinrichtungen zu beschäftigen, da der erforderliche
Performance Level nicht bei jeder Anlage sofort erreicht wird. Eine sichere Verdrahtung über
Sicherheitsrelais der Sicherheitseinrichtungen ist für die Sicherheit einer Anlage bzw. Maschine ein sehr
wichtiger Faktor. Daher lernen die Schüler erst theoretisch eine sichere Verdrahtung über Sicherheitsrelais
einer Sicherheitseinrichtung durchzuführen und anschließend soll diese in der Praxis an der Station
Handhaben durchgeführt werden. Dabei wird die sichere Verdrahtung über Sicherheitsrelais eines Not-Halt-
Schlagtasters, einer Tür, einer Tür mit Zuhaltung und eines Lichtvorhanges betrachtet. Die
Sicherheitskomponenten in den Aufgaben sind von der Firma Sick und Pilz gewählt.
In einer weiteren Aufgabe geht es darum, die Zweikanaligkeit zu betrachten und zu dokumentieren. Dabei
lernen die Schüler unter anderem den Unterschied zwischen eines einkanaligen Systems und eines
zweikanaligen Systems in Bezug auf die Sicherheit kennen. Auch der Aufbau und der Anschluss eines
zweikanaligen Systems sind dabei sehr von Bedeutung.
Didaktische Hinweise
© Festo Didactic GmbH & Co. KG 574143 VII
Die letzte Aufgabe bezieht sich auf die sicheren Ein- und Ausgänge einer SPS. Die Aufgaben 8 und 9 werden
in diesem Arbeitsbuch hauptsächlich theoretisch abgehandelt und nicht direkt auf die Station Handhaben
bezogen. Dies hat den Hintergrund, dass die Station Handhaben nicht zweikanalig aufgebaut ist und keine
fehlersichere SPS eingebaut ist. Jedoch beinhaltet die neue Maschinenrichtlinie diese zwei Themen und die
Schüler sollen die Zweikanaligkeit und die fehlersichere SPS kennenlernen.
Dieses Arbeitsbuch enthält auch einen Theorieteil im Anhang. Jede Aufgabe wird eingeführt durch die
zugehörigen Lernziele sowie einen Hinweis, welches Arbeitsblatt zum Kapitel gehört. Diese Lösungen haben
oft nur Vorschlagscharakter, denn oft gibt es mehrere Möglichkeiten, ein technisches Problem zu lösen.
Wenn die Lösung der Schüler die Aufgabe erfüllt, ist diese richtig! Die Arbeitsblätter ohne Lösung sind am
Ende des Arbeitsbuches und zum Ausdrucken auf der CD zu finden.
Die Arbeitsblätter enthalten Verständnisfragen, welche dazu dienen, Wissen abzufragen und einzuüben, und
Aufgaben, die mit der Station Handhaben gelöst werden müssen.
Die Informationen sind Basisinformationen zum Thema Sicherheitstechnik. Auf der mitgelieferten CD finden
Sie zusätzliche Informationen unter anderem über die Gefahrenanalyse der Station PicAlpha und
Datenblätter der Sicherheitsrelais. Die Datenblätter können auch im Internet von den Schülern gesucht
werden lassen.
Ob sie die Theorieteile des Arbeitsbuches komplett oder teilweise ausdrucken und den Schülern zur
Verfügung stellen, bleibt Ihnen überlassen. Sie können die Schüler auch mit der pdf-Datei des Buches
arbeiten lassen. Allerdings ist es nicht erlaubt, die Copyrightvermerke zu entfernen! Ob die Schüler sich die
Inhalte aus dem Buch selbst erarbeiten oder Sie als Lehrer diese vortragen, obliegt ebenfalls Ihrer
Entscheidung.
Die Arbeitsblätter enthalten auf der ersten Seite immer einen sehr kurz gefassten Abriss des notwendigen
Theoriewissens, auf der zweiten Seite die Aufgaben.
VIII © Festo Didactic GmbH & Co. KG 574143
Einführung
Ziel der Sicherheitstechnik
Ziel der Sicherheitstechnik ist den Menschen, die Umwelt und die Maschine vor Gefährdungen zu schützen.
Dazu müssen Gefährdungen auf ein akzeptables Maß reduziert werden oder im besten Fall ganz beseitigt
werden. Die Bedienbarkeit von Produktionsanlagen soll jedoch wenn möglich dadurch kaum eingeschränkt
werden.
Mit der Anwendung der Sicherheitstechnik sollen Unfälle infolge von Fehlverhalten der Maschine oder des
Menschen ganz oder weit gehend vermieden werden. In Bezug auf den Arbeitsplatz soll die
Sicherheitstechnik einen vorbeugenden Gesundheitsschutz für die dort arbeitenden Menschen bieten. Auch
die Ausfallzeiten sollen durch den Einsatz von Sicherheitstechnik verringert werden. Weiter soll dank der
Sicherheitstechnik Kosten eingespart werden, die direkt oder indirekt durch das Fehlverhalten der Maschine
oder deren Bediener entstehen können. Dazu zählen unter anderem die Zerstörung von Maschinenteilen,
Werkzeugen aber auch die Entschädigungsleistungen, die für eine verunglückte Person geleistet werden
müssen.
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Projektaufgaben und Lösungen
Projektaufgabe 1: FMEA Station Handhaben ____________________________________________________ 3
Projektaufgabe 2: Risikobeurteilung Station Handhaben ________________________________________ 15
Projektaufgabe 3: Sicherheitseinrichtungen Station Handhaben __________________________________ 33
Projektaufgabe 4: Sichere Verdrahtung über Sicherheitsrelais (Not-Halt-Schlagtaster) ________________ 39
Projektaufgabe 5: Sichere Verdrahtung über Sicherheitsrelais (Tür) _______________________________ 45
Projektaufgabe 6: Sichere Verdrahtung über Sicherheitsrelais (Tür mit Zuhaltung) ___________________ 49
Projektaufgabe 7: Sichere Verdrahtung über Sicherheitsrelais (Lichtvorhang) _______________________ 53
Projektaufgabe 8: Zweikanaligkeit betrachten und dokumentieren ________________________________ 57
Projektaufgabe 9: Sichere Eingänge und Ausgänge für eine SPS __________________________________ 61
Projektaufgaben
2 © Festo Didactic GmbH & Co. KG 574143
© Festo Didactic GmbH & Co. KG 574143 3
Projektaufgabe 1
FMEA Station Handhaben
Lernziele
Wenn Sie dieses Projekt bearbeitet haben,
kennen Sie den Ablauf einer FMEA.
können Sie das FMEA-Verfahren anwenden.
können Sie FMEA mechanisch, elektrisch, steuerungstechnisch, einzelne Bewegungen und einzelne
Positionen durchführen.
kennen Sie die verschiedenen Arten einer FMEA.
Problemstellung
Die Konstruktion der Station Handhaben ist fertig und stellt die Ausgangsposition dar. Ein paar Stationen
sind schon fertig gebaut und sollen bald dem Kunden geliefert werden. Die Sicherheit der Station
Handhaben wurde zwar schon bei der Konstruktion von den Konstrukteuren betrachtet. Da
Kundenreklamationen jedoch sehr kostspielig werden können, soll die Station nochmals von mindestens
einem „FMEA-Team“ auf ihre potenziellen Gefährdungen überprüft werden.
Dabei soll die Station Handhaben im Folgenden ohne eine Sicherheitseinrichtung betrachtet werden. Die
Station soll weiter als eine Einheit betrachtet werden, also die Maschine als Ganzes.
Lageplan
Projektaufgabe 1 – FMEA Station Handhaben
4 © Festo Didactic GmbH & Co. KG 574143
Projektaufträge
1. Bearbeiten Sie das Arbeitsblatt 1
2. Führen Sie das FMEA-Verfahren für die Station Handhaben durch.
3. Präsentieren Sie Ihre Ergebnisse im Klassenverbund.
4. Lösen Sie zur Ergebnissicherung die zweite Aufgabe.
Durchführung
Ein oder mehrere Teams von Auszubildenden erhalten die Aufgabe, das FMEA-Verfahren an der Station
Handhaben durchzuführen. Dazu steht Ihnen das Handbuch der Station Handhaben und im Anhang das
Kapitel 1 „FMEA“ zu Verfügung. Vorbereitung, Planung und Durchführung der Aufgabe liegt in der
Verantwortung des Teams.
Hilfsmittel
Handbuch Station Handhaben
Anhang Kapitel 1 FMEA
Gefahrenanalyse der Station PicAlfa (auf CD zu finden)
Liste der Gefährdungen (auf CD zu finden)
Anmerkungen Arbeitsblatt 2
Randbedingungen
Sie haben Zugriff auf die Station Handhaben.
Die technischen Beschreibungen stehen Ihnen zur Verfügung.
Projektaufgabe 1 – FMEA Station Handhaben
© Festo Didactic GmbH & Co. KG 574143 5
1. Das FMEA-Verfahren
a) Wann sollten bestehende Gefahren bzw. Risiken in einer technischen Dokumentation aufgenommen
werden?
Bevor ein Hinweis in der technischen Dokumentation über bestehende Risiken bzw. Gefahren
aufgenommen werden, sollte versucht werden die Gefahr ganz zu beseitigen. Dies kann eventuell
durch weitere Schutzmaßnahmen erlangt werden.
Das Vorgehen ist dabei wie folgt:
– Gefahr bzw. Risiko einsäumen.
– Gefahrenstelle in diesem Fall polstern.
– Gefahrenstelle farblich kennzeichnen und dadurch hervorheben.
Erst wenn alles versucht wurde die Gefahr zu beseitigen, ist diese in der technischen Dokumentation
aufzunehmen.
b) Wie kann eine Quetschgefahr verhindert werden?
Eine Quetschgefahr kann durch Änderung der Mechanik (abweisende Schrägen) vermieden werden.
c) Welche Geschwindigkeit des Antriebes und der Masse sind bei einer Berechnung für eine Quetschkraft
zu verwenden?
Bei der Berechnung sind die maximale mögliche Geschwindigkeit und die maximale Masse zu
verwenden.
d) Wann werden Stoßdämpfer eingesetzt?
Stoßdämpfer werden eingesetzt, um im Gefahrenfall (Fehler in der Steuerung) den Antrieb vor
Beschädigungen und Zerstörung zu schützen.
e) Darf ein Stoßdämpfer abgedeckt werden, um eine Gefahr durch ihn zu beseitigen? Begründen Sie.
Nein, da sonst eine neue Gefahrenstelle „Scheren“ entstehen würde. Also muss ein Warnhinweis
gegeben werden bzw. der Antrieb eingezäunt werden.
Projektaufgabe 1 – FMEA Station Handhaben
6 © Festo Didactic GmbH & Co. KG 574143
f) Muss ein Energieausfall und ein Wiederkehr von der Maschine erkannt werden?
Ja, ein Energieausfall und Wiederkehr aller verwendeten Energiearten muss erkannt und
steuerungstechnisch darauf reagiert werden, um die Maschine sicher zu machen. DIN EN 1088
„Unerwarteter Wiederanlauf“
g) Wie kann ein unerwarteter Anlauf eines Steuerungssystems verhindert werden?
Steuerelemente (Ventile, Relais, ...) sind so auszuwählen, dass sie bei Energieausfall und vor allem bei
Energiewiederkehr keine gefährliche Bewegung erzeugen.
2. Ausfüllen des FMEA Formblatts
a) Füllen Sie das Formblatt „FMEA“ im Team aus. Gehen Sie dabei wie folgt vor:
1. Füllen Sie den Kopf des Formblattes aus.
2. Beschreiben Sie funktionsrelevante Merkmale.
3. Geben Sie mögliche Fehler, Fehlerursachen und die Folgen an.
4. Im derzeitigen Stand geben Sie z.B. die vorgesehene Prüfmaßnahme an.
5. Bewerten Sie das Risiko und berechnen Sie die Risiko-Prioritätszahl.
Projektaufgabe 1 – FMEA Station Handhaben
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Projektaufgabe 1 – FMEA Station Handhaben
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Projektaufgabe 1 – FMEA Station Handhaben
10 © Festo Didactic GmbH & Co. KG 574143
RPZ =
Risiko-
Prioritätszahl
Wahrscheinlichkeit
des Auftretens
Bedeutung (Auswirkung auf den Kunden) Entdeckungswahrscheinlichkeit vor
Auslieferung an den Kunden
hoch = 1000 unwahrscheinlich = 1 kaum wahrnehmbar = 1 hoch =1
mittel = 125 sehr gering =2-3 unbedeutend, geringe Belästigung = 2-3 mäßig = 2-5
keine = 1 gering = 4-6 mäßig schwerer Fehler = 4-6 gering = 6-8
mäßig = 7-8 schwerer Fehler, Kunde verärgert = 7-8 sehr gering = 9
hoch = 9-10 äußerst schwerwiegend = 9-10 unwahrscheinlich = 10
Anmerkungen (ergänzende fachliche Hinweise)
1. Ein Hinweis in der Dokumentation ist erst der letzte Schritt in einer solchen Maßnahme. Vorher sollte
folgendes erfolgen: Ggf. einzäunen, Gefahrenstelle in diesem Fall polstern und farblich kennzeichnen
und dadurch hervorheben.
2. Durch Änderung der Mechanik (abweisende Schräge) kann eine Quetschgefahr ebenfalls verhindert
werden.
3. Manometer zwar von der eigentlichen Arbeitsseite her sichtbar und damit ablesbar. Durch eine
mechanische Absperrung (Gitter) Wartungsarbeiten nur von der ungefährlichen Seite her zulassen oder
Wartungseinheit nach vorne setzen. Wartungseinheit vorne ist beste Lösung, da preisgünstig.
4. Zunächst einmal besteht durch die Schlittenbewegung ebenfalls seine Stoßgefahr wie unter Punkt 1 der
FMEA.
Hier etwas zu berechnen kann dazu verleiten, Gefahren mit Stoßdämpfern zu unterschätzen. Bei der
Berechnung sind die maximale mögliche Geschwindigkeit des Antriebs und der Masse anzusetzen.
Stoßdämpfer werden eingesetzt, um im Gefahrenfall (Fehler in der Steuerung) den Antrieb vor
Beschädigung und Zerstörung zu schützen. Der Stoßdämpfer kann nicht abgedeckt werden, denn dann
entsteht eine neue Gefahrenstelle "Scheren". Also Warnhinweis bzw. Antrieb Einzäunen.
5. Die ist zwar auch eine Gefahr, die jedoch durch folgende Maßnahmen möglichst ausgeschaltet werden
sollte. Hierzu gibt es übrigens eine Norm DIN EN 1088 Unerwarteter Wiederanlauf. Energieausfall und
Wiederkehr aller verwendeten Energiearten muss erkannt und steuerungstechnisch darauf reagiert
werden, um die Maschine sicher zu machen. Steuerelemente (Ventile, Relais, ...) sind so auszuwählen,
dass sie bei Energieausfall und vor allem bei Energiewiederkehr keine gefährliche Bewegung erzeugen.
Projektaufgabe 1 – FMEA Station Handhaben
© Festo Didactic GmbH & Co. KG 574143 11
3. Überprüfen Sie Ihre „FMEA-Kenntnisse“
FMEA mechanisch, elektrisch, steuerungstechnisch
a) Welche Arten von FMEA gibt es und wodurch unterscheiden Sie sich?
System-FMEA: In einem übergeordneten Systemverbund wird das Zusammenspiel von Teilsystemen
untersucht. Ziel: Es sollen hauptsächlich an den Schnittstellen die potenziellen Schwachstellen
identifiziert werden, welche in einem komplexen System durch Zusammenspiel einzelner
Komponenten entstehen können.
Konstruktions-FMEA: Aufgabe der Konstruktions-FMEA ist es, einzelne Bauteile und Produkte auf
Ausfallmöglichkeiten und potenzielle Schwachstellen zu untersuchen. Dabei wird eine bereits
vorhandene Maschine oder Bereiche davon untersucht.
Prozess-FMEA: Die Prozess-FMEA baut auf die Ergebnisse und Untersuchungen der Konstruktions-
FMEA auf. Diese FMEA beschäftigt sich mit möglichen Schwachstellen im Leistungs- und
Fertigungsprozess. Dabei werden die Abläufe auf mögliche Fehlerpotenziale untersucht.
Die Arten der FMEA unterscheiden sich also in den Zielen und den Zeitpunkten der Durchführung.
b) Zerlegen Sie die die Station Handhaben in Teilsysteme.
Teilsysteme der Station Handhaben sind das Modul Aufnahme, das Modul PicAlfa und das
Modul Rutsche.
c) Welche Teilsysteme sind in der Station Handhaben für die mechanische Gefährdung zu betrachten?
Für die mechanische Gefährdung der Station Handhaben ist vor allem das Modul PicAlfa, also der
Greifer, die Linearachse und die –Achse, zu betrachten. Die Schnittstelle zwischen dem Greifer und
Modul Aufnahme und zwischen dem Greifer und dem Modul Rutsche (Quetschgefahr durch den
Greifer).
Die anderen Teilsysteme sind für das FMEA-Verfahren nicht relevant, da von ihnen keine Gefährdung
ausgeht.
Projektaufgabe 1 – FMEA Station Handhaben
12 © Festo Didactic GmbH & Co. KG 574143
d) Nennen Sie die beweglichen Teile des Moduls PicAlfa.
Die beweglichen Teile des Moduls PicAlfa sind
• die elektrische Linearachse,
• der Greifer und
• der pneumatische Hubzylinder (Z-Achse).
e) Ist die Z-Achse auch aufwärts gefährlich? Begründen Sie.
Ja, die Z-Achse ist aufwärts gefährlich, da die Flächen des Greifers nicht abweisend sind. Es besteht
die Gefahr sich die Finger einzuklemmen (Quetschgefahr). Die Konstruktion des Greifers an der Stelle
ändern durch abweisende Flächen.
f) Was kann bei plötzlichem Druckabfall der Station Handhaben am Greifer passieren?
Der Greifer kann bei plötzlichem Druckabfall das gegriffene Werkstück fallen lassen. Dadurch kann die
Maschine wie die bedienende Person gefährdet werden.
g) Welches Bauteil muss bei der Sicherheitsbetrachtung in Bezug auf den Greifer mit berücksichtigt
werden, wenn dieser seinen Zustand beibehalten soll? Warum?
Mit zu beachten ist das 5/3-Wegeventil, da dieses in der Mittelstellung gesperrt ist. Das 5/3-
Wegeventil ist aufgrund der erforderlichen Schutzmaßnahme und des Verhaltens bei Energieausfall
gewählt worden. Dies gilt auch für die anderen Achsen der Station Handhaben.
h) Was macht die Z-Achse bei Druckluftausfall und bei Stromausfall?
Die Z-Achse muss sowohl bei einem Druckluft- wie auch bei einem Stromausfall in einem sicheren
Zustand bleiben. Die Z-Achse darf nicht unkontrolliert nach unten fallen. Dazu muss der eingesperrte
Druck des 5/3-Wegeventil die Z-Achse halten.
Projektaufgabe 1 – FMEA Station Handhaben
© Festo Didactic GmbH & Co. KG 574143 13
i) Der Greifer soll seinen Zustand beim Stillsetzen der Station beibehalten. Was ist zu beachten?
Es sind zwei Punkte zu beachten.
Erstens, ist das Teil gegriffen ja oder nein.
Zweitens, was macht der Greifer bei Druckluftausfall.
j) Welchen Zylinder soll bei dem Greifer verwendet werden?
Einfachwirkender Zylinder
Doppelwirkender Zylinder
k) Begründen Sie ihre Entscheidung.
Ein einfachwirkender Zylinder öffnet bei Druck und schließt mit Federkraft.
Hinweis
Durch eine Feder kann das Teil noch gehalten werden. Solche Federn gehören zu den bewährten
Konstruktionsprinzipien in der Mechanik (siehe DIN EN ISO 13 849-2).
l) Muss der elektrischen Linearachse eine Schutzmaßnahme und eine Stopp Kategorie zugewiesen
werden?
ja
nein
m) Begründen Sie Ihre Entscheidung.
Da die Stopp-Funktion die elektrische Linearachse im Notfall ausschaltet oder stillsetzt.
Die Linearachse stellt eine Gefahr durch ihre Bewegung dar. Folglich ist ihr Verhalten im Notfall
(Betätigen des Not-Halt-Schalters) festzulegen. Die Schutzmaßnahme legt fest, wie sich ein
gefahrbringender Antrieb verhalten soll und die Stopp Kategorie legt fest, wann die Energie zu dem
Antrieb abgeschaltet wird.
Projektaufgabe 1 – FMEA Station Handhaben
14 © Festo Didactic GmbH & Co. KG 574143
n) Warum ist eine elektrische Gefährdung durch das Modul PicAlfa nicht zu erwarten?
Das Netzteil ist mindestens in Schutzart IP 2X ausgeführt. Alle frei verlegten Leitungen sind
basisisoliert. Die Stromversorgung ist eine Stromquelle mit sicherer Trennung vom Versorgungsnetz.
Das Modul ist mit einer Netzsteckvorrichtung zum Trennen der Netzversorgung versehen.
© Festo Didactic GmbH & Co. KG 574143 1
Projektaufgaben und Arbeitsblätter
Projektaufgabe 1: FMEA Station Handhaben ____________________________________________________ 3
Projektaufgabe 2: Risikobeurteilung Station Handhaben ________________________________________ 15
Projektaufgabe 3: Sicherheitseinrichtungen Station Handhaben __________________________________ 33
Projektaufgabe 4: Sichere Verdrahtung über Sicherheitsrelais (Not-Halt-Schlagtaster) ________________ 39
Projektaufgabe 5: Sichere Verdrahtung über Sicherheitsrelais (Tür) _______________________________ 45
Projektaufgabe 6: Sichere Verdrahtung über Sicherheitsrelais (Tür mit Zuhaltung) ___________________ 49
Projektaufgabe 7: Sichere Verdrahtung über Sicherheitsrelais (Lichtvorhang) _______________________ 53
Projektaufgabe 8: Zweikanaligkeit betrachten und dokumentieren ________________________________ 57
Projektaufgabe 9: Sichere Eingänge und Ausgänge für eine SPS __________________________________ 61
Projektaufgaben
2 © Festo Didactic GmbH & Co. KG 574143
© Festo Didactic GmbH & Co. KG 574143 Name: __________________________________ Datum: ____________ 3
Projektaufgabe 1 FMEA Station Handhaben
Lernziele Wenn Sie dieses Projekt bearbeitet haben,
• kennen Sie den Ablauf einer FMEA
• können Sie das FMEA-Verfahren anwenden
• können Sie FMEA mechanisch, elektrisch, steuerungstechnisch, einzelne Bewegungen und einzelne
Positionen durchführen.
• kennen Sie die verschiedenen Arten einer FMEA
Problemstellung Die Konstruktion der Station Handhaben ist fertig und stellt die Ausgangsposition dar. Ein paar Stationen
sind schon fertig gebaut und sollen bald dem Kunden geliefert werden. Die Sicherheit der Station
Handhaben wurde zwar schon bei der Konstruktion von den Konstrukteuren betrachtet. Da
Kundenreklamationen jedoch sehr kostspielig werden können, soll die Station nochmals von mindestens
einem „FMEA-Team“ auf ihre potenziellen Gefährdungen überprüft werden.
Dabei soll die Station Handhaben im Folgenden ohne eine Sicherheitseinrichtung betrachtet werden. Die
Station soll weiter als eine Einheit betrachtet werden, also die Maschine als Ganzes.
Lageplan
Projektaufgabe 1 – FMEA Station Handhaben
4 Name: __________________________________ Datum: ____________ © Festo Didactic GmbH & Co. KG 574143
Projektaufträge 1. Bearbeiten Sie das Arbeitsblatt 1
2. Führen Sie das FMEA-Verfahren für die Station Handhaben durch (Aufgabe 1).
3. Präsentieren Sie Ihre Ergebnisse im Klassenverbund.
4. Lösen Sie zur Ergebnissicherung die zweite Aufgabe.
Durchführung Ein oder mehrere Teams von Auszubildenden erhalten die Aufgabe, das FMEA-Verfahren an der Station
Handhaben durchzuführen. Dazu steht Ihnen das Handbuch der Station Handhaben und das Kapitel 3
„FMEA“ zu Verfügung. Vorbereitung, Planung und Durchführung der Aufgabe liegt in der Verantwortung des
Teams.
Hilfsmittel • Handbuch Station Handhaben
• Anhang Kapitel 1 FMEA
• Gefahrenanalyse der Station PicAlfa (auf CD zu finden)
• Liste der Gefährdungen (auf CD zu finden)
• Anmerkungen Arbeitsblatt 2 (Blatt 3)
Randbedingungen • Sie haben Zugriff auf die Station Handhaben.
• Die technischen Beschreibungen stehen Ihnen zur Verfügung.
Projektaufgabe 1 – FMEA Station Handhaben
© Festo Didactic GmbH & Co. KG 574143 Name: __________________________________ Datum: ____________ 5
1. Das FMEA-Verfahren
a) Wann sollten bestehende Gefahren bzw. Risiken in einer technischen Dokumentation aufgenommen
werden?
b) Wie kann eine Quetschgefahr verhindert werden?
c) Welche Geschwindigkeit des Antriebes und der Masse sind bei einer Berechnung für eine Quetschkraft
zu verwenden?
d) Wann werden Stoßdämpfer eingesetzt?
e) Darf ein Stoßdämpfer abgedeckt werden, um eine Gefahr durch ihn zu beseitigen? Begründen Sie.
Projektaufgabe 1 – FMEA Station Handhaben
6 Name: __________________________________ Datum: ____________ © Festo Didactic GmbH & Co. KG 574143
f) Muss ein Energieausfall und ein Wiederkehr von der Maschine erkannt werden?
g) Wie kann ein unerwarteter Anlauf eines Steuerungssystems verhindert werden?
2. Ausfüllen des FMEA Formblatts
a) Füllen Sie das Formblatt „FMEA“ im Team aus. Gehen Sie dabei wie folgt vor:
1. Füllen Sie den Kopf des Formblattes aus.
2. Beschreiben Sie funktionsrelevante Merkmale.
3. Geben Sie mögliche Fehler, Fehlerursachen und die Folgen an.
4. Im derzeitigen Stand geben Sie z.B. die vorgesehene Prüfmaßnahme an.
5. Bewerten Sie das Risiko und berechnen Sie die Risiko-Prioritätszahl.
Projektaufgabe 1 – FMEA Station Handhaben
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Projektaufgabe 1 – FMEA Station Handhaben
10 Name: __________________________________ Datum: ____________ © Festo Didactic GmbH & Co. KG 574143
RPZ =
Risiko-Prioritätszahl
Wahrscheinlichkeit des Auftretens
Bedeutung (Auswirkung auf den Kunden) Entdeckungswahrscheinlichkeit vor Auslieferung an den Kunden
hoch = 1000 unwahrscheinlich = 1 kaum wahrnehmbar = 1 hoch =1
mittel = 125 sehr gering =2-3 unbedeutend, geringe Belästigung = 2-3 mäßig = 2-5
keine = 1 gering = 4-6 mäßig schwerer Fehler = 4-6 gering = 6-8
mäßig = 7-8 schwerer Fehler, Kunde verärgert = 7-8 sehr gering = 9
hoch = 9-10 äußerst schwerwiegend = 9-10 unwahrscheinlich = 10
Anmerkungen (ergänzende fachliche Hinweise) 1. Ein Hinweis in der Dokumentation ist erst der letzte Schritt in einer solchen Maßnahme. Vorher sollte
folgendes erfolgen: Ggf. einzäunen, Gefahrenstelle in diesem Fall polstern und farblich kennzeichnen
und dadurch hervorheben.
2. Durch Änderung der Mechanik (abweisende Schräge) kann eine Quetschgefahr ebenfalls verhindert
werden.
3. Manometer zwar von der eigentlichen Arbeitsseite her sichtbar und damit ablesbar. Durch eine
mechanische Absperrung (Gitter) Wartungsarbeiten nur von der ungefährlichen Seite her zulassen oder
Wartungseinheit nach vorne setzen. Wartungseinheit vorne ist beste Lösung, da preisgünstig.
4. Zunächst einmal besteht durch die Schlittenbewegung ebenfalls seine Stoßgefahr wie unter Punkt 1 der
FMEA.
Hier etwas zu berechnen kann dazu verleiten, Gefahren mit Stoßdämpfern zu unterschätzen. Bei der
Berechnung sind die maximale mögliche Geschwindigkeit des Antriebs und der Masse anzusetzen.
Stoßdämpfer werden eingesetzt, um im Gefahrenfall (Fehler in der Steuerung) den Antrieb vor
Beschädigung und Zerstörung zu schützen. Der Stoßdämpfer kann nicht abgedeckt werden, denn dann
entsteht eine neue Gefahrenstelle "Scheren". Also Warnhinweis bzw. Antrieb Einzäunen.
5. Die ist zwar auch eine Gefahr, die jedoch durch folgende Maßnahmen möglichst ausgeschaltet werden
sollte. Hierzu gibt es übrigens eine Norm DIN EN 1088 Unerwarteter Wiederanlauf. Energieausfall und
Wiederkehr aller verwendeten Energiearten muss erkannt und steuerungstechnisch darauf reagiert
werden, um die Maschine sicher zu machen. Steuerelemente (Ventile, Relais, ...) sind so auszuwählen,
dass sie bei Energieausfall und vor allem bei Energiewiederkehr keine gefährliche Bewegung erzeugen.
Projektaufgabe 1 – FMEA Station Handhaben
© Festo Didactic GmbH & Co. KG 574143 Name: __________________________________ Datum: ____________ 11
3. Überprüfen Sie Ihre „FMEA-Kenntnisse“
FMEA mechanisch, elektrisch, steuerungstechnisch
a) Welche Arten von FMEA gibt es und wodurch unterscheiden Sie sich?
b) Zerlegen Sie die die Station Handhaben in Teilsysteme.
c) Welche Teilsysteme sind in der Station Handhaben für die mechanische Gefährdung zu betrachten?
Projektaufgabe 1 – FMEA Station Handhaben
12 Name: __________________________________ Datum: ____________ © Festo Didactic GmbH & Co. KG 574143
d) Nennen Sie die beweglichen Teile des Moduls PicAlfa.
e) Ist die Z-Achse auch aufwärts gefährlich? Begründen Sie.
f) Was kann bei plötzlichem Druckabfall der Station Handhaben am Greifer passieren?
g) Welches Bauteil muss bei der Sicherheitsbetrachtung in Bezug auf den Greifer mit berücksichtigt
werden, wenn dieser seinen Zustand beibehalten soll? Warum?
h) Was macht die Z-Achse bei Druckluftausfall und bei Stromausfall?
Projektaufgabe 1 – FMEA Station Handhaben
© Festo Didactic GmbH & Co. KG 574143 Name: __________________________________ Datum: ____________ 13
i) Der Greifer soll seinen Zustand beim Stillsetzen der Station beibehalten. Was ist zu beachten?
j) Welchen Zylinder soll bei dem Greifer verwendet werden?
Einfachwirkender Zylinder
Doppelwirkender Zylinder
k) Begründen Sie ihre Entscheidung.
Hinweis
Durch eine Feder kann das Teil noch gehalten werden. Solche Federn gehören zu den bewährten
Konstruktionsprinzipien in der Mechanik (siehe DIN EN ISO 13 849-2).
l) Muss der elektrischen Linearachse eine Schutzmaßnahme und eine Stopp Kategorie zugewiesen
werden?
ja
nein
m) Begründen Sie Ihre Entscheidung.
Projektaufgabe 1 – FMEA Station Handhaben
14 Name: __________________________________ Datum: ____________ © Festo Didactic GmbH & Co. KG 574143
n) Warum ist eine elektrische Gefährdung durch das Modul PicAlfa nicht zu erwarten?
© Festo Didactic GmbH & Co. KG 574143 I-1
Anhang
1 FMEA (Failure Modes and Effects Analysis) _____________________________________________ I-3
2 Inhärente sichere Konstruktion (mechanische Konstruktion) ______________________________ I-6
3 Die Risikobeurteilung ______________________________________________________________ I-7
4 Grenzen der Maschine _____________________________________________________________ I-9
5 Die Betriebsarten ________________________________________________________________ I-10
6 Bestimmungsgemäßer Gebrauch, vorhersehbarer Missbrauch ____________________________ I-13
7 Gefährdungen ___________________________________________________________________ I-14
8 Risikoeinschätzung – Der Risikograph _______________________________________________ I-15
9 Ermittlung von MTTFd _____________________________________________________________ I-16
10 Steuerungskategorie nach EN ISO 13849-1:2006 ______________________________________ I-20
11 Common Cause Failure ____________________________________________________________ I-22
12 Diagnostic Coverage ______________________________________________________________ I-24
13 Schutzeinrichtungen ______________________________________________________________ I-26
14 Sicherheitsrelais _________________________________________________________________ I-31
15 Zweikanaligkeit __________________________________________________________________ I-33
16 Sicherheits-SPS und sichere Ein- und Ausgänge _______________________________________ I-34
Normen ____________________________________________________________________________ I-36
Glossar ____________________________________________________________________________ I-38
Anhang
I-2 © Festo Didactic GmbH & Co. KG 574143
© Festo Didactic GmbH & Co. KG 574143 I-3
1 FMEA (Failure Modes and Effects Analysis)
Ins Deutsche übersetzt bedeutet FMEA Fehler-Möglichkeits- und Einflussanalyse bzw. Ausfalleffektanalyse.
Anwendung findet die FMEA Methode in der Gestaltung und Entwicklung von Prozessen und Produkten.
Durch diese analytischen Methoden, die in der Zuverlässigkeitstechnik angewandt wird, lassen sich
potenzielle Schwachstellen finden. 85% der Fehler sind auf Unzuverlässigkeit in der Beschaffenheit,
Entwicklung und Arbeitsvorbereitung zurückzuführen.
Diese Methode wird daher am häufigsten verwendet in der vorbeugenden Qualitätssicherheit. Ebenso ist
diese in der Risikoabschätzung Prozessen, Systemen und Produkten ein unverzichtbarer Bestandteil.
Es gibt drei verschiedene Arten der FMEA:
• Konstruktions-FMEA: Aufgabe der Konstruktions-FMEA ist es, einzelne Bauteile und Produkte auf
Ausfallmöglichkeiten und potenzielle Schwachstellen zu untersuchen. Dabei wird eine bereits
vorhandene Maschine oder Bereiche davon untersucht.
• Prozess-FMEA: Die Prozess-FMEA baut auf die Ergebnisse und Untersuchungen der Konstruktions-FMEA
auf. Diese FMEA beschäftigt sich mit möglichen Schwachstellen im Leistungs- und Fertigungsprozess.
Dabei werden die Abläufe auf mögliche Fehlerpotenziale untersucht.
• System-FMEA: In einem übergeordneten Systemverbund wird das Zusammenspiel von Teilsystemen
untersucht. Ziel: Es sollen hauptsächlich an den Schnittstellen die potenziellen Schwachstellen
identifiziert werden, welche in einem komplexen System durch Zusammenspiel einzelner Komponenten
entstehen können.
Bei allen drei Arten ist das Vorgehen gleich, jedoch haben sie andere Ziele und werden zu anderen
Zeitpunkten angewandt.
Das Ziel der FMEA ist es, das Risiko zu vermindern und wenn möglich ganz zu vermeiden.
1 FMEA (Failure Modes and Effects Analysis)
I-4 © Festo Didactic GmbH & Co. KG 574143
Das FMEA-Verfahren kann in sechs Schritte unterteilt werden:
1.
Ermittlung der potenziellen Fehler
2.
Wirkung und Folgen der Gefährdungen
3.
Ermittlung der Fehlerursache
4.
Systematische
Bewertung der Fehlerursachen
5.
Maßnahmen zur Fehlerminimierung
6.
Optimierung
− Bildet das Grundgerüst
− Formblatt ausfüllen
– Definition der Fehlermerkmale und –orte
– Wirkung und Folgen der Gefährdungen bzw. Folgen werden dargestellt und analysiert
– Identifikation der Gefährdungen bzw. der Fehlerursachen
− Systematische Bewertung der Gefährdungen und Fehlerursachen
− Kundenbedeutung, Auftretens- und Entdeckungs-wahrscheinlichkeit der Gefährdungen bzw. Folgen spielen eine Rolle
– Ermittlung der Risiko-Prioritätszahl
− Zielführende Maßnahmen zur Minimierung der Gefahrenrisiken bzw. Fehlern werden getroffen
– Präsentation der vorherigen Schritte vor Verantwortlichen und des betroffenen Personals
− Umsetzung der bewerteten Maßnahmen
– Graphische Darstellung der möglichen bzw. erzielten Ergebnisse
Ermittlung der Risiko-Prioritätszahl Die Ermittlung der Risiko-Prioritätszahl ist in der DIN EN 60812 „Analysetechniken für die Funktionsfähigkeit
von Systemen…“ zu finden.
Die Risiko-Prioritätszahl (RPZ) wird berechnet, um die Risiken in einer Hierarchie einordnen zu können. Sind
die Risiken in einer Hierarchie aufgelistet können ergreifende Schutzmaßnahmen abgeleitet werden und
ermittelt werden welche davon eine hohe oder niedrigere Priorität für die Minimierung des Risikos
bekommt.
Die Risiko-Prioritätszahl wird aus dem Produkt den drei ermittelten Werten, die einen Zahlenwert zwischen 1
und 10 annehmen können, errechnet:
RPZ = Auftreten*Bedeutung*Entdeckung
Das Ergebnis der RPZ kann zwischen 1 und 1000 liegen.
Die Risiko-Prioritätszahl kann wie folgt eingestuft werden:
• Hoch 1000
• Mittel 125
• Keine 1
1 FMEA (Failure Modes and Effects Analysis)
© Festo Didactic GmbH & Co. KG 574143 I-5
Hinweis
Bevor das FMEA-Verfahren angewendet wird, sollten die Gefahren eingesäumt werden. Der letzte
Schritt um eine Gefahr einzusäumen ist die Übernahme in die technische Dokumentation. Vorher
sollte die Gefahr mit anderen Schutzmaßnahmen minimiert werden.
Das Vorgehen ist dabei wie folgt:
– Gefahr bzw. Risiko einsäumen.
– Gefahrenstelle in diesem Fall polstern.
– Gefahrenstelle farblich kennzeichnen und dadurch hervorheben.
Erst wenn alles versucht wurde die Gefahr zu beseitigen, ist diese in der technischen
Dokumentation aufzunehmen.
Anmerkungen zum FMEA-Verfahren der Station Handhaben
• Die Linearachse stellt eine Gefahr durch ihre Bewegung dar. Folglich ist ihr Verhalten im Notfall
(Betätigen des Not-Halt-Schalters) festzulegen. Die Schutzmaßnahme legt fest, wie sich ein
gefahrbringender Antrieb verhalten soll und die Stopp Kategorie legt fest, wann die Energie zu dem
Antrieb abgeschaltet wird.
• Durch das Netzteil wird mit einer Versorgungsspannung von 24 V DC gearbeitet, was "Arbeiten mit
Schutzkleinspannung" bedeutet.
Nach dem Netzteil sind keine elektrischen Schaltungen vorhanden, die eine gefahrbringende
Hochspannung erzeugen. Abschaltspitzen an Ventilen sind mit einer Schutzbeschaltung versehen.
• Es ist zu klären, ob bei Druckluftausfall der Druck der durch das 5/3 WV eingesperrt ist, noch ausreicht,
um das Teil zu halten. Gegebenenfalls sollte auf eine andere Art gegriffen werden oder ein anderer
Greifer (Prinzip einfachwirkender Zylinder) verwendet werden.
I-6 © Festo Didactic GmbH & Co. KG 574143
2 Inhärent sichere Konstruktion (mechanische Konstruktion)
Die inhärent sichere Konstruktion ist eine Schutzmaßnahme, die entweder Gefährdungen beseitigt oder die
von den Gefährdungen ausgehenden Risiken vermindert. Hierbei werden keine nicht trennenden oder
trennenden Schutzeinrichtungen angewendet, sondern die Konstruktions- oder Betriebseigenschaften der
Maschine werden geändert.
Hinweis
Schon bei der Konstruktion, Entwicklung und Gestaltung einer neuen Maschine muss der
Konstrukteur die Sicherheit mit betrachten. Dabei beachtet er nacheinander folgende Schritte:
1. Inhärente sichere Konstruktion
2. ergänzende Schutzmaßnahmen
3. Benutzerinformationen
Zur inhärenten sicheren Konstruktion gehört eine mechanische Konstruktion, die von vorneherein schon
keine Quetsch-, Scher-, Schnittstellen usw. aufweist. Es gehört jedoch auch die Steuerungstechnik der
gesamten Maschine dazu. Weitere Hinweise sind in der DIN EN ISO 12100-2 und der DIN EN ISO 14121 zu
finden.
Stopp-Funktion Die Stopp-Funktion gewährt ein Ausschalten im Notfall oder das Stillsetzen im Notfall und ist in der EN 418
(ISO 13850) EN 60204-1 geregelt. Es ist zwischen drei Stopp Kategorien zu unterscheiden:
• Stopp Kategorie 0
Den Maschinenantriebselementen wird sofort die Energie ausgeschaltet, dadurch wird die Maschine
ungesteuert stillgesetzt.
• Stopp Kategorie 1
Den Maschinenantriebselementen wird erst die Energiezufuhr unterbrochen, wenn die Maschine
gesteuert den Stillstand erlangt.
• Stopp Kategorie 2
Die Maschinenantriebselemente werden gesteuert stillgesetzt und die Energiezufuhr bleibt auch im
Stillstand erhalten.
Die Benutzerinformation unterteilt sich in Hinweis an der Maschine und die Betriebs- bzw.
Bedienungsanleitung. Es ist also eine ergänzende Maßnahme und darf die beiden ersten Schritte (
maßnahmen ) nicht ersetzen.