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Stellantriebe

SA(R) 07.2 – SA(R) 16.2/SA(R)Ex 07.2 – SA(R)Ex 16.2

SA(R) 07.1 – SA(R) 16.1/SA(R)ExC 07.1 – SA(R)ExC 16.1

SG(R) 05.1 – SG(R) 12.1/SGExC 05.1 – SGExC 12.1

mit Stellantriebs-Steuerung

AM 01.1/AM 02.1/AMExB 01.1/AMExC 01.1

Ausführung SFC

Funktionale SicherheitHandbuch

HINWEIS zur Verwendung!

Dieses Dokument ist nur in Verbindung mit der aktuellen, dem Gerät beiliegenden Betriebsanleitung gültig.

Zweck des Dokumentes:

Dieses Dokument informiert über die notwendigen Maßnahmen, die für den Einsatz des Gerätes insicherheitsbezogenen Systemen nach IEC 61508 bzw. IEC 61511 erforderlich sind.

Referenzunterlagen:● exida Report No. AUMA 07/07-32 R003● Betriebsanleitung (Montage, Bedienung, Inbetriebnahme) zum Stellantrieb

Referenzunterlagen sind erhältlich über Internet: www.auma.com oder direkt bei AUMA (siehe <Adressen>).

Inhaltsverzeichnis Seite

41. Terminologie...........................................................................................................................41.1. Abkürzungen und Begriffe

62. Anwendung und Gültigkeit....................................................................................................62.1. Anwendungsbereich62.2. Normen62.3. Gültige Gerätetypen

83. Projektierung, Konfiguration und Einsatzbedingungen.....................................................83.1. Projektierung (Antriebsauslegung)83.2. Konfiguration (Einstellung)83.3. Einsatzbedingungen (Umweltbedingungen)

94. Sicherheitstechnische Systeme und Sicherheitsfunktionen.............................................94.1. Sicherheitstechnisches System mit einem Stellantrieb94.2. Sicherheitsfunktionen

104.3. Redundanter Systemaufbau

115. Installation, Inbetriebnahme und Betrieb.............................................................................115.1. Installation125.2. Inbetriebnahme125.3. Betrieb125.4. Lebensdauer135.5. Außerbetriebsetzung

146. Prüfungen und Wartung........................................................................................................146.1. Sicherheitseinrichtung überprüfen146.2. Proof-Test (Überprüfung auf sichere Funktion des Antriebs)146.3. Wartung

167. Sicherheitstechnische Kennzahlen......................................................................................167.1. Bestimmung der Kennzahlen167.2. Spezifische Kennzahlen für die Steuerung AM 01.1/AM 02.1 in Ausführung SFC mit Stellan-

trieben der Baureihe SA.1177.3. Spezifische Kennzahlen für die Steuerung AM 01.1/AM 02.1 in Ausführung SFC mit Stellan-

trieben der Baureihe SA.2

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StellantriebeInhaltsverzeichnis mit AM 01.1/AM 02.1/AMExB 01.1/AMExC 01.1

188. SIL-Konformitätserklärung (Beispiel)...................................................................................

20Stichwortverzeichnis.............................................................................................................

21Adressen.................................................................................................................................

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Stellantriebe mit AM 01.1/AM 02.1/AMExB 01.1/AMExC 01.1 Inhaltsverzeichnis

1. Terminologie

Informationsquellen ● IEC 61508-4, Funktionale Sicherheit sicherheitsbezogener elektrischer/elektro-nischer/programmierbarer elektronischer Systeme – Teil 4: Begriffe und Abkür-zungen

● IEC 61511-1, Funktionale Sicherheit – Sicherheitstechnische Systeme für dieProzessindustrie – Teil 1: Allgemeines, Begriffe, Anforderungen an Systeme,Software und Hardware

1.1. Abkürzungen und Begriffe

Für die Bewertung der Sicherheitsfunktionen werden in erster Linie die Lambda-Wertebzw. der PFD-Wert (Probability of Dangerous Failure on Demand) und der SFF-Wert(Safe Failure Fraction) benötigt. Zur Bewertung der Einzelkomponenten sind weitereKennzahlen notwendig. In nachfolgender Tabelle werden diese kurz erläutert.

Tabelle 1: Abkürzungen Sicherheitstechnische Kennzahlen

BeschreibungEnglischKennzahlAnzahl der sicheren AusfälleLambda Safeλ S

Anzahl der gefährlichen AusfälleLambda Dangerousλ D

Anzahl der unentdeckten gefährlichenAusfälle

Lambda Dangerous Undetectedλ DU

Anzahl der entdeckten gefährlichenAusfälle

Lambda Dangerous Detectedλ DD

Diagnosedeckungsgrad - Verhältnisder Ausfallrate der durch Diagnosetestserkannten gefährlichen Fehler zur Ge-samtrate gefährlicher Fehler der Kom-ponente oder des Teilsystems. DerDiagnosedeckungsgrad beinhaltet kei-ne bei Wiederholungsprüfungen (prooftests) festgestellten Fehler

Diagnostic CoverageDC

Mittlere Zeit zwischen dem Auftretenvon zwei aufeinander folgenden Feh-lern

Mean Time Between FailuresMTBF

Anteil ungefährlicher sowie detektierba-rer gefährlicher Ausfälle

Safe Failure FractionSFF

Mittlere Wahrscheinlichkeit gefahrbrin-gender Ausfälle einer Sicherheitsfunkti-on im Anforderungsfall

Average Probability of dangerous Fai-lure on Demand

PFDavg

Fähigkeit einer Funktionseinheit, einegeforderte Funktion bei Bestehen vonFehlern oder Abweichungen weiterauszuführen. Eine HFT = n bedeutet,dass die Funktion bei bis zu n gleichzei-tig auftretenden Fehlern noch sicherausgeführt werden kann.

Hardware Failure ToleranceHFT

Intervall für WiederholungsprüfungProof test intervalTproof

SIL Sicherheits-Integritätslevel (Safety Integrity Level).

Die internationale Norm IEC 61508 definiert 4 Level (SIL 1 bis SIL 4).

Sicherheitsfunktion Funktion, die von einem SIS oder einem sicherheitsbezogenen System zurRisikominderung ausgeführt wird, mit dem Ziel, im Falle eines festgelegtengefährlichen Vorfalls einen sicheren Zustand für die Anlage/Einrichtung zu erreichenoder aufrechtzuerhalten.

SicherheitstechnischeFunktion (SIF)

Funktion mit vorgegebenem Sicherheitsintegritätslevel (SIL), die zum Erreichen derfunktionalen Sicherheit notwendig ist.

SicherheitstechnischesSystem (SIS)

Sicherheitstechnisches System zur Ausführung einer oder mehrerersicherheitstechnischer Funktionen. Ein SIS besteht aus Sensor(en), Logiksystemund Aktor(en).

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StellantriebeTerminologie mit AM 01.1/AM 02.1/AMExB 01.1/AMExC 01.1

SicherheitsbezogenesSystem

Ein sicherheitsbezogenes System schließt alles (Hardware, Software, menschlicheFaktoren) ein, das zur Ausführung von einer oder mehreren Sicherheitsfunktionenerforderlich ist. Dabei würden Ausfälle der Sicherheitsfunktion eine signifikanteZunahme des Sicherheitsrisikos für Personen und/oder Umwelt bedeuten.

Ein sicherheitsbezogenes System kann eine eigenständige Anlage zur Ausführungeiner bestimmten Sicherheitsfunktion sein oder in eine andere Anlage integriert sein.

Wiederholungsprüfung Eine wiederkehrende Prüfung zur Aufdeckung von Ausfällen in einemsicherheitsbezogenen System, so dass nötigenfalls das System in einen"Wie-Neu"-Zustand gebracht oder so nah wie unter praktischen Gesichtspunktenmöglich an diesen Zustand herangebracht werden kann.

MTTR (Mean Time ToRestoration)

Mittlere Zeit bis zur Wiederherstellung nach dem Auftreten eines Fehlers. Diese gibtan, wie lange die Wiederherstellung des Systems im Mittel dauert. Sie ist somit einwichtiger Parameter für die Systemverfügbarkeit. In dieser Zeit ist auch die Zeit biszur Entdeckung des Fehlers, das Planen der Aufgaben sowie der Betriebsmittelenthalten. Sie sollte so kurz wie möglich gehalten werden.

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Stellantriebe mit AM 01.1/AM 02.1/AMExB 01.1/AMExC 01.1 Terminologie

2. Anwendung und Gültigkeit

2.1. Anwendungsbereich

AUMA Stellantriebe und Stellantriebs-Steuerungen mit den in diesem Handbuchgenannten Sicherheitsfunktionen sind für die Betätigung von Industriearmaturenbestimmt und eignen sich für den Einsatz in sicherheitstechnischen Systemen nachIEC 61508 bzw. IEC 61511.

2.2. Normen

Die Stellantriebe und Stellantriebs-Steuerungen erfüllen folgende Anforderungen:

IEC 61508-2:2000: Die sicherheitstechnischen Kennzahlen der beschriebenen Geräteerfüllen die Anforderungen der IEC 61508 in entsprechenden SIL bezüglichenAusfallraten und Architekturanforderungen. Dies bedeutet jedoch nicht, dass alleweiteren Anforderungen der IEC 61508 erfüllt werden.

2.3. Gültige Gerätetypen

Die in diesem Handbuch enthaltenen Angaben zur Funktionalen Sicherheit sind fürdie hier angegebenen Gerätetypen gültig.

Tabelle 2: Übersicht über die geeigneten Gerätetypen

KennzahlenTabelle

AnsteuerungBetriebsartMotorSpannungsver-sorgung

TypSteuerung

TypStellantrieb

3AUF, ZUS2-15 minS2-30 minS4-25 %S4-50 %

3 ph ACAM 01.1/AM 02.1 inAusführungSFC

SA 07.1 – SA 16.1SAR 07.1 – SAR 16.1 ESD AUF/ZU

SichererSTOPP(NOT-Signal)


3 ph ACAMExB 01.1/AMExC 01.1 inAusführungSFC

SAEx 07.1 – SAEx 16.1SAREx 07.1 – SAREx 16.1 ESD AUF/ZU



3 ph ACAM 01.1/AM 02.1 inAusführungSFC

SA 07.2 – SA 16.2SAR 07.2 – SAR 16.2 ESD AUF/ZU



3 ph ACAMExC 01.1 inAusführungSFC

SAEx 07.2 – SAEx 16.2SAREx 07.2 – SAREx 16.2 ESD AUF/ZU


AUF, ZUS2-15 min3 ph AC1 ph AC

AM 01.1 inAusführungSFC

SG 05.1 – SG 12.1


AUF, ZUS4-25 %3 ph ACAM 01.1 inAusführungSFC

SGR 05.1 – SGR 12.1


AUF, ZUS2-15 min3 ph AC1 ph AC

AMExC 01.1 inAusführungSFC

SGExC 05.1 – SGExC 12.1


Die Hardware, Software und die Konfiguration des Stellantriebs und/oder derStellantriebs-Steuerung darf ohne schriftliche Zustimmung von AUMA nicht verändertwerden. Unauthorisierte Veränderungen können die Sicherheitskennzahlen und dieSIL-Fähigkeit der Produkte negativ beeinflussen.

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StellantriebeAnwendung und Gültigkeit mit AM 01.1/AM 02.1/AMExB 01.1/AMExC 01.1

Information In Anwendungen mit Anforderungen zur Funktionalen Sicherheit dürfen nur AUMAStellantriebs-Steuerungen in Ausführung SFC oder SIL zum Einsatz kommen. Dabeisteht SFC für “Safety Figure Calculated”. Diese Bezeichnung kennzeichnet AUMAProdukte, bei denen sicherheitstechnische Kennzahlen mit Hilfe einer FMEDA ausFelddaten und generischen Daten bestimmt wurden (für Details siehe Kapitel <Be-stimmung der Kennzahlen>).AUMA Stellantriebs-Steuerungen in Ausführung SFC sind u.a. daran zu erkennen,dass auf dem Typenschild hinter der Typenbezeichnung die Buchstabenfolge “SFC”zu finden ist.

Bild 1: Beispiel Typenschild mit Kennzeichnung “SFC”

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Stellantriebe mit AM 01.1/AM 02.1/AMExB 01.1/AMExC 01.1 Anwendung und Gültigkeit

3. Projektierung, Konfiguration und Einsatzbedingungen

3.1. Projektierung (Antriebsauslegung)

Für die Projektierung (Antriebsauslegung) der Stellantriebe werden in erster Liniedie benötigten maximalen Drehmomente, Laufmomente und die Stellzeitenberücksichtigt.

Falsche Antriebsauslegung kann zu Schäden an den Geräten im sicherheits-bezogenen System führen!

Mögliche Folgen sind z.B.: Schäden an der Armatur, Überhitzung des Motors, Ver-kleben der Schütze, defekte Thyristoren, Erwärmung bzw. Beschädigung von Lei-tungen.

→ Die technischen Daten der Stellantriebe sind bei der Antriebsauslegung unbe-dingt zu berücksichtigen.

→ Es muss genügend Reserve eingeplant werden um sicherzustellen, dass dieStellantriebe in der Lage sind, die Armatur auch im Störfall und bei Unterspan-nungsbedingungen zuverlässig zu Schließen bzw. zu Öffnen.

Information Die Abschaltart der NOT Funktion entspricht immer der Abschaltart der normalen,betrieblichen Funktion. Bei der Abschaltart ”Abschaltung in der Weg-Endlage" findetdie Abschaltung in der Endlage über die Wegschalter statt. Da diese Elemente eineunvermeidliche Hysterese haben, verlässt der Antrieb die Endlage minimal bevordie Endlagenmeldung gelöscht wird. Folglich gibt es einen an die Sicherheitspositionangrenzenden Bereich der Stellantriebspositionen, in dem bei Fahren aus der Sicher-heitsposition heraus noch die Endlage gemeldet wird, der Antrieb diese aber bereitsverlassen hat. In diesem Bereich führt ein Auslösen der ESD Funktion (sicheresSCHLIESSEN oder ÖFFNEN) zum Stillstand des Antriebs.Wird der fragliche Bereichaus der Gegenrichtung erreicht, so besteht die beschriebene Einschränkung nicht.Normalerweise ist dieser Bereich klein, er kann jedoch in ungünstigen Konfigurationen(geringe Anzahl Umdrehungen pro Hub) bis über 10 % des Gesamthubs betragen.Sollte auf Grund ungünstiger Rahmenbedingungen der oben beschriebene Effekteine für die Sicherheitsfunktion inakzeptable Einschränkung darstellen, so empfehlenwir Stellantrieb und Stellantriebs-Steuerung in der Konfiguration ”Abschaltung in derDrehmoment-Endlage" zu verwenden.

3.2. Konfiguration (Einstellung)

Die Konfiguration (Einstellung) der sicherheitsbezogenen Funktionen erfolgt wie inder Betriebsanleitung bzw. wie hier im Handbuch (Funktionale Sicherheit)beschrieben.

3.3. Einsatzbedingungen (Umweltbedingungen)

Bei der Projektierung und beim Einsatz der Stellantriebe in sicherheitstechnischenSystemen ist darauf zu achten, dass die zulässigen Einsatzbedingungen, aber auchdie EMV Anforderungen durch die umgebenden Geräte eingehalten werden. DieEinsatzbedingungen sind im technischen Datenblatt angegeben:

● Schutzart● Korrosionsschutz● Umgebungstemperatur● Schwingungsfestigkeit (Vibration)Wenn die tatsächlichen Umgebungstemperaturen eine höhere durchschnittlicheTemperatur als +40 °C aufweisen, müssen die Lambdawerte mit einemSicherheitsfaktor beaufschlagt werden. Bei einer Durchschnittstemperatur von +60 °Cbeträgt dieser Faktor 2,5.

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StellantriebeProjektierung, Konfiguration und Einsatzbedingungen mit AM 01.1/AM 02.1/AMExB 01.1/AMExC 01.1

4. Sicherheitstechnische Systeme und Sicherheitsfunktionen

4.1. Sicherheitstechnisches System mit einem Stellantrieb

Typischerweise besteht ein sicherheitstechnisches System mit einem Stellantriebaus den im Bild dargestellten Komponenten.

Bild 2: Typisches sicherheitstechnisches System

[1] Sensoren[2] Steuerung (Standard- und Sicherheits-SPS)[3] Stellantrieb mit Stellantriebs-Steuerung[4] Armatur[5] Prozessleitsystem

Der Safety Integrity Level ist immer einem gesamten sicherheitstechnischen System,nicht einer Einzelkomponente zugeordnet.

Für eine einzelne Komponente (z.B. einem Stellantrieb) werden sicherheitstechnischeKennzahlen ermittelt. Anhand dieser Kennzahlen können die Geräte dann einemmöglichen Safety Integrity Level (SIL) zugeordnet werden. Die endgültige Einstufungdes sicherheitstechnischen Systems ergibt sich allerdings erst anhand derBetrachtung und Berechnung aller Teilsysteme.

4.2. Sicherheitsfunktionen

Zur Bestimmung der SIL Kennzahlen muss die Sicherheitsfunktion des Gerätes(Funktion, welche im Notfall ausgeführt werden muss, um die Anlage in einen sicherenZustand zu fahren) berücksichtigt werden.

Für die Stellantriebe wurden zur Berechnung der sicherheitstechnischen Kennzahlenfolgende Sicherheitsfunktionen berücksichtigt:

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Stellantriebe mit AM 01.1/AM 02.1/AMExB 01.1/AMExC 01.1 Sicherheitstechnische Systeme und Sicherheitsfunktionen

● ESD Funktion (Emergency Shut Down): sicheres ÖFFNEN/SCHLIESSEN mitReaktionsüberwachung- Durch ein Signal (Standard: Low Aktiv) fährt der Stellantrieb in die konfi-

gurierte Richtung (AUF/ZU).

● STOP Funktion: sicherer Stillstand/Stopp- Ein Fahrbefehl (in Richtung AUF oder ZU) wird nur dann ausgeführt, wenn

kein STOP-Befehl anliegt.

4.3. Redundanter Systemaufbau

Neben dem bereits beschriebenen typischen sicherheitstechnischen System miteinem Stellantrieb kann zur weiteren Erhöhung der Sicherheit auch ein zweiter,redundanter Stellantrieb mit Stellantriebs-Steuerung in das sicherheitstechnischeSystem eingebaut werden. Welche Variante gewählt werden muss ist vomGesamtsystem abhängig.

Bild 3: Redundantes System mit ESD für sicheres SCHLIESSEN

Bild 4: Redundantes System mit ESD für sicheres ÖFFNEN

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StellantriebeSicherheitstechnische Systeme und Sicherheitsfunktionen mit AM 01.1/AM 02.1/AMExB 01.1/AMExC 01.1

5. Installation, Inbetriebnahme und Betrieb

Information Installation und Inbetriebnahme muss durch einen Montagebericht und ein Abnah-meprüfzeugnis dokumentiert werden. Die Installation und Inbetriebnahme darf nurdurch autorisiertes Fachpersonal durchgeführt werden, das in Funktionaler Sicherheitgeschult ist.

5.1. Installation

Die allgemeine Installation (Montage, Elektroanschluss) muss entsprechend derzum Gerät zugehörigen Betriebsanleitung und dem beigefügten, auftragsbezogenenSchaltplan durchgeführt werden.

Bild 5: Beispiel Schaltplan mit Eingängen AUF, ZU und Sammelstörmeldung K9

[1] Eingangssignale AUF und ZU[2] Sammelstörmeldung über Melderelais K9

Bild 6: Beispiel Schaltplan mit ESD Eingang NOT-ZU und Sammelstörmeldung K9

[1] ESD Eingang NOT-ZU[2] Sammelstörmeldung über Melderelais K9

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Stellantriebe mit AM 01.1/AM 02.1/AMExB 01.1/AMExC 01.1 Installation, Inbetriebnahme und Betrieb

● Bei der AUMA MATIC in Ausführung SFC mit ESD Funktion (sicheres ÖFF-NEN/SCHLIESSEN) ist eine Fahrt in die sichere Position über die EingängeAUF und ZU nur möglich, wenn der Wahlschalter in Stellung Fernbedienung(FERN) steht. Um ein unbefugtes Bedienen des Wahlschalters zu vermeiden,empfehlen wir, den Wahlschalter in Stellung FERN abzuschließen. Die Weg-schalter, Drehmomentschalter und Thermoschalter sind aktiv.In diesem Fall kann die Auswertung der Meldung FERN empfehlenswert seinum die Verfügbarkeit der ESD Funktion zu überwachen.

● Bei der AUMA MATIC in Ausführung SFC mit ESD Funktion (sicheres ÖFF-NEN/SCHLIESSEN) über den ESD Eingang NOT wird der Antrieb bei Anforde-rung unabhängig von der Wahlschalterstellung in die sichere Position gefahren.Bei der ESD Funktion muss die sichere Position (AUF oder ZU) vorab im Werkeingestellt werden.

● Bei AUMA Stellantrieben mit der Stellantriebs-Steuerung AUMA MATIC hatdas Signal HALT stets Priorität. Dies gilt auch gegenüber dem Eingang NOT.

● Bei Ansprechen des Thermoschutzes oder der Drehmomentschalter, wird überdie Sammelstörmeldung K9 ein Signal gegeben. Diese Fehlermeldung mussin der Sicherheits-SPS unbedingt ausgewertet werden. Im Falle einer Störmel-dung ist der Antrieb unverzüglich zu überprüfen und in Stand zu setzen.

● Die ESD Funktion (sicheres ÖFFNEN/SCHLIESSEN) steht bei Ansprechendes Thermoschutzes oder des Drehmomentschalters nicht zur Verfügung.

● Für die Ausführung der ESD Funktion (sicheres ÖFFNEN/SCHLIESSEN) musseine 3-phasige Spannungsversorgung verfügbar sein. Bei Phasenausfall oderUnterspannung wird über das Störmelderelais ebenfalls ein Alarm angezeigt.Die mittlere LED an der Ortssteuerstelle der Stellantriebs-Steuerung AUMAMATIC in Ausführung SFC leuchtet entsprechend der Konfiguration.

Information ● Die Anzeige der Armaturenstellung über ein Potentiometer- oder 4 – 20 mASignal ist möglich. Dies ist jedoch nicht Bestandteil der Ermittlung der sicher-heitstechnischen Kennzahlen.

5.2. Inbetriebnahme

Für die allgemeine Inbetriebnahme muss die zum Gerät zugehörige Betriebsanleitungbeachtet werden.

Antrieb kann beim Einschalten sofort losfahren!

Personenschäden oder Schäden an Armatur möglich.

→ Sicherstellen, dass das Eingangssignal ESD (NOT) entsprechend der Konfigu-ration beim Einschalten anliegt.

Nach der Inbetriebnahme muss eine Überprüfung auf sichere Funktion des Antriebserfolgen.

5.3. Betrieb

Voraussetzung für einen sicheren Betrieb ist die regelmäßige Wartung und dieÜberprüfung des Gerätes in den vom Anlagenbetreiber festgelegten Tproof Intervallen.

Für den Betrieb muss die zum Gerät zugehörige Betriebsanleitung beachtet werden.

5.4. Lebensdauer

Die Lebensdauer der Stellantriebe ist in den technischen Daten bzw. in derBetriebsanleitung beschrieben.

Die sicherheitsrelevanten Kennzahlen gelten für die in den technischen Datenfestgelegten Zyklen bzw. Regelschritte und für einen Zeitraum von typischer Weisebis zu 10 Jahren (das zuerst erreichte Kriterium zählt). Danach steigt dieAusfallwahrscheinlichkeit an.

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StellantriebeInstallation, Inbetriebnahme und Betrieb mit AM 01.1/AM 02.1/AMExB 01.1/AMExC 01.1

5.5. Außerbetriebsetzung

Falls der Antrieb mit Sicherheitsfunktion außer Betrieb gesetzt wird, muss Folgendesbeachtet werden:

● Der Einfluss der Außerbetriebsetzung auf zugehörige Geräte, Einrichtungenoder andere Arbeiten muss evaluiert werden.

● Die Sicherheits- und Warnhinweise der zum Stellantrieb gehörenden Betriebs-anleitung müssen eingehalten werden.

● Die Außerbetriebsetzung darf nur durch ausgebildetes Fachpersonal erfolgen.● Die Außerbetriebsetzung muss sachgerecht dokumentiert werden.

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Stellantriebe mit AM 01.1/AM 02.1/AMExB 01.1/AMExC 01.1 Installation, Inbetriebnahme und Betrieb

6. Prüfungen und WartungPrüfung- und Wartungsarbeiten dürfen nur durch autorisiertes Fachpersonaldurchgeführt werden, das in Funktionaler Sicherheit geschult ist.

Die Prüfungs- und Wartungsmittel müssen kalibriert sein.

Information Die Durchführung einer Prüfung/Wartung muss durch einen Prüf-/Wartungsberichtdokumentiert werden.

Der Einfluss der Prüfung/Wartung auf zugehörige Geräte, Einrichtungen oder andereArbeiten muss evaluiert werden.

6.1. Sicherheitseinrichtung überprüfen

Sämtliche Schutzfunktionen in einer Sicherheitseinrichtung müssen in angemessenenIntervallen auf ihre Funktionsfähigkeit und Sicherheit überprüft werden. Die Intervallefür die Überprüfung der Sicherheitseinrichtung muss der Betreiber festlegen.

Um systematische Fehler zu vermeiden, muss der Anlagenbetreiber eineSicherheitsplanung für den gesamten Sicherheitslebenszyklus des SIS vornehmen.Darin sollten z.B. die Politiken und Strategien zum Erreichen der Sicherheit und dieverschiedenen Tätigkeiten während des Sicherheitslebenszykluses genannt sein.

6.2. Proof-Test (Überprüfung auf sichere Funktion des Antriebs)

Mit dem Proof-Test werden die sicherheitsbezogenen Funktionen des Stellantriebsund der Stellantriebs-Steuerung geprüft.

Der Proof-Test soll gefährliche Fehler aufdecken, die sonst bis zum Auslösen einerSicherheitsfunktion unentdeckt bleiben und dann zu einer Gefahr werden könnten.

Zur Prüfung der sicherheitsbezogenen Funktion wird der sicherheitsrelevanteSignaleingang ZU/AUF/NOT entsprechend beschaltet. Der Antrieb muss in derFolge die Sicherheitsfunktion ohne Fehlermeldung am Melderelais K9 ausführen.

Checkliste zur Überprüfung und Validierung der Sicherheitsfunktionen:● Fahrt in Richtung ZU über Eingang ZU wurde durchgeführt?● Fahrt in Richtung AUF über Eingang AUF wurde durchgeführt?● ESD Eingang NOT (falls vorhanden) über Eingang überprüft?● Sammelstörmelderelais (K9) überprüft?Das Sammelstörmelderelais kann über die manuelle Prüfung der Drehmomentschaltermit den Testknöpfen aktiviert werden. Siehe dazu die entsprechenden Kapitel in derBetriebsanleitung.

Intervalle:

Ein Proof-Test-Intervall beschreibt die Zeit zwischen zwei Proof-Tests. DieFunktionsfähigkeit muss in angemessenen Intervallen überprüft werden. Die Intervallemuss der Betreiber festlegen.

In jedem Fall müssen nach der Inbetriebnahme und nach jeder Wartung oderReparatur, sowie bei den in der Sicherheitsbetrachtung festgelegten Tproof Intervallendie sicherheitsrelevanten Funktionen überprüft werden.

6.3. Wartung

Wartungs- und Servicearbeiten dürfen nur durch autorisiertes Fachpersonaldurchgeführt werden, das in Funktionaler Sicherheit geschult ist.

Nach Wartungs- und Servicearbeiten ist zusätzlich zur Funktionsprüfung eineValidierung der Sicherheitsfunktion die mindestens alle unter den Kapiteln<Sicherheitseinrichtung überprüfen> und <Proof-Test (Überprüfung auf sichereFunktion des Antriebs)> beschriebenen Prüfungen enthält unbedingt erforderlich.

Falls bei der Wartung ein Fehler festgestellt wird, muss dieser an die AUMA RiesterGmbH & Co. KG gemeldet werden.

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StellantriebePrüfungen und Wartung mit AM 01.1/AM 02.1/AMExB 01.1/AMExC 01.1

Information Bei AUMA Stellantrieben hat der Motorbetrieb Vorrang vor dem Handbetrieb. Dasheißt, dass der Antrieb im Anforderungsfall selbstständig in den Motorbetrieb zurück-schaltet. Dennoch empfehlen wir, nach Wartungs- oder Servicearbeiten den Motor-betrieb zu aktivieren.

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Stellantriebe mit AM 01.1/AM 02.1/AMExB 01.1/AMExC 01.1 Prüfungen und Wartung

7. Sicherheitstechnische Kennzahlen

7.1. Bestimmung der Kennzahlen

● Bei der Berechnung der sicherheitstechnischen Kennzahlen wurden die genann-ten Sicherheitsfunktionen zu Grunde gelegt. Die Bewertung der Hardware er-folgte auf Basis einer Failure Modes, Effects and Diagnostic Analysis (FMEDA).Eine FMEDA ist ein Schritt zur Bewertung der Funktionalen Sicherheit einesGerätes gemäß IEC 61508. Auf Basis der FMEDA werden die Ausfallraten undder Anteil ungefährlicher Ausfälle des Gerätes bestimmt.

● Die Ausfallquoten für mechanische Teile wurden aus Feldrücklaufdaten undaus der exida Datenbank für mechanische Teile abgeleitet. Die elektronischenAusfallraten sind die Basisausfallraten aus der SIEMENS- Norm SN 29500.

● Gemäß Tabelle 2 der IEC 61508-1, liegt der durchschnittliche PFD Wert fürSysteme, welche für Low Demand Mode ausgelegt sind, bei:- SIL 1 Sicherheitsfunktionen: ≥ 10-2 bis < 10-1

- SIL 2 Sicherheitsfunktionen: ≥ 10-3 bis < 10-2

- SIL 3 Sicherheitsfunktionen: ≥ 10-4 bis < 10-3

Da Stellantriebe aber nur einen Teil der gesamten Sicherheitsfunktion darstellen,sollte der PFD Wert des Stellantriebes nicht mehr als ca. 25 % des zulässigenGesamtwertes (PFDavg) einer Sicherheitsfunktion betragen. Dies ergibt folgendeWerte:- PFD Stellantrieb für SIL 1 Anwendungen: ≲ 2,50E-02- PFD Stellantrieb für SIL 2 Anwendungen: ≲ 2,50E-03

● Die elektrischen Stellantriebe mit Stellantriebs-Steuerung sind als Typ A Kom-ponenten mit einer Hardwarefehlertoleranz von 0 eingestuft. Für das Typ ATeilsystem soll die SFF < 60 % gemäß Tabelle 2 aus IEC 61508-2 für SIL 1(Teilsysteme mit einer Hardwarefehlertoleranz von 0) sein. Für das Typ ATeilsystem soll die SFF zwischen 60 % und < 90 % gemäß Tabelle 2 der IEC61508-2 für SIL 2 (Teilsysteme mit einer Hardwarefehlertoleranz von 0) sein.

Wie bereits bei der Projektierung erwähnt, ist für die Sicherstellung derEnergieversorgung und die daraus resultierenden Berechnungen der Anlagenbetreiberzuständig.

Der Anlagenbetreiber ist dafür verantwortlich, Fehler innerhalb der MTTR zu beheben,da ansonsten die Angaben der quantitativen Ergebnisse nicht mehr gültig sind.

7.2. Spezifische Kennzahlen für die Steuerung AM 01.1/AM 02.1 in Ausführung SFC mit Stellantriebender Baureihe SA.1

Die nachfolgende Kennzahlentabelle zeigt beispielhaft die sicherheitstechnischenKennzahlen für die verschiedenen Ausführungen. Die sicherheitstechnischenKennzahlen sind abhängig von der Sicherheitsfunktion. Sie sind zudem varianten-bzw. schaltplanspezifisch. Über die relevanten Kennzahlen gibt die jeweiligeHerstellererklärung Auskunft.

Tabelle 3: Baureihe SA.1 mit Steuerung AM 01.1/AM 02.1 in Ausführung SFC

SA 07.1 – SA 16.1 / SAR 07.1 – SAR 16.1Schaltplan MSP 1110KC3--F18E1 KMS TP110/001 oder 114/001Fehlerauswertung durch Sammelstörmelderelais K9

STOPESD mit PVST1)ESDSicherheitsfunktion

AUMA 07/07-32 R003Version V15



Referenz

1267 FIT681 FIT687 FITλ SAFE

0 FIT634 FIT290 FITλ DD

223 FIT61 FIT521 FITλ DU

0 %91 %36 %DCD

74 Jahre79 Jahre72 JahreMTBF

–95 %65 %SFF

PFDavg = 9,75 x 10–4PFDavg = 3,82 x 10–4PFDavg = 2,28 x 10–3TProof = 1 Jahr

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StellantriebeSicherheitstechnische Kennzahlen mit AM 01.1/AM 02.1/AMExB 01.1/AMExC 01.1

SA 07.1 – SA 16.1 / SAR 07.1 – SAR 16.1Schaltplan MSP 1110KC3--F18E1 KMS TP110/001 oder 114/001Fehlerauswertung durch Sammelstörmelderelais K9





Referenz

PFDavg = 1,95 x 10–3PFDavg = 6,87 x 10–4PFDavg = 4,55 x 10–3TProof = 2 Jahre


–SIL2 fähigSIL2 fähigSIL AC2)

Partial Valve Stroke Test soll mindestens 10 Mal häufiger durchgeführt werden als die zu erwartendeAnforderungsrate.

1)

SIL AC bedeutet, dass die errechneten Daten innerhalb der Reihe für die entsprechende SIL liegen,aber bedeutet nicht, dass alle IEC 61508 relevanten Bedingungen erfüllt werden.

2)

7.3. Spezifische Kennzahlen für die Steuerung AM 01.1/AM 02.1 in Ausführung SFC mit Stellantriebender Baureihe SA.2

Die nachfolgende Kennzahlentabelle zeigt beispielhaft die sicherheitstechnischenKennzahlen für die verschiedenen Ausführungen. Die sicherheitstechnischenKennzahlen sind abhängig von der Sicherheitsfunktion. Sie sind zudem varianten-bzw. schaltplanspezifisch. Über die relevanten Kennzahlen gibt die jeweiligeHerstellererklärung Auskunft.

Tabelle 4: Baureihe SA.2 mit Steuerung AM 01.1/AM 02.1 in Ausführung SFC

SA 07.2 – SA 16.2 / SAR 07.2 – SAR 16.2Schaltplan MSP 1110KC3--F18E1 TPA 00R1AB-101-000Fehlerauswertung durch Sammelstörmelderelais K9





Referenz

1190 FIT646 FIT651 FITλ SAFE

0 FIT600 FIT290 FITλ DD

219 FIT46 FIT472 FITλ DU

0 %93 %38 %DCD

81 Jahre87 Jahre79 JahreMTBF

–96 %66 %SFF

PFDavg = 9,59 x 10–4PFDavg = 3,09 x 10–4PFDavg = 2,06 x 10–3TProof = 1 Jahr



–SIL2 fähigSIL2 fähigSIL AC2)

Partial Valve Stroke Test soll mindestens 10 Mal häufiger durchgeführt werden als die zu erwartendeAnforderungsrate.

1)

SIL AC bedeutet, dass die errechneten Daten innerhalb der Reihe für die entsprechende SIL liegen,aber bedeutet nicht, dass alle IEC 61508 relevanten Bedingungen erfüllt werden.

2)

17

Stellantriebe mit AM 01.1/AM 02.1/AMExB 01.1/AMExC 01.1 Sicherheitstechnische Kennzahlen

8. SIL-Konformitätserklärung (Beispiel)

18

StellantriebeSIL-Konformitätserklärung (Beispiel) mit AM 01.1/AM 02.1/AMExB 01.1/AMExC 01.1

19

Stellantriebe mit AM 01.1/AM 02.1/AMExB 01.1/AMExC 01.1 SIL-Konformitätserklärung (Beispiel)

Stichwortverzeichnis

AAnteil ungefährlicher Ausfälle(SFF)

4 , 16 , 17

Antriebsauslegung 8Anwendungsbereich 6Ausfallwahrscheinlichkeit 4 , 12Außerbetriebsetzung 13

BBetrieb 12

DDC 4Diagnosedeckungsgrad 4

EEinsatzbedingungen 8Einstellung 8

GGerätetypen 6

HHFT 4

IInbetriebnahme 12Installation 11Intervall für Wiederholungsprü-fung

4

KKennzahlen 16Konfiguration 8Konformitätserklärung 18

LLambda-Werte 4 , 16 , 17Lebensdauer 12Low Demand Mode 16

MMittlere Ausfallwahrscheinlich-keit (MTBF)

4

MTBF 4MTTR (Mean Time To Resto-ration)

5

NNormen 6

PPFD 4PFD Stellantrieb 16Projektierung 8Proof-Test 14Prüfungen 14

SSFF 4Sicherheitsbezogenes Sys-tem

5

Sicherheitsfunktion 4Sicherheitsfunktionen 9Sicherheitstechnische Funkti-on (SIF)

4

Sicherheitstechnisches Sys-tem

9

Sicherheitstechnisches Sys-tem (SIS)

4

SIL 4

TT proof 4

UUmweltbedingungen 8

WWartung 14Wiederholungsprüfung 5 , 14

20

StellantriebeStichwortverzeichnis mit AM 01.1/AM 02.1/AMExB 01.1/AMExC 01.1

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Detaillierte Informationen zu den AUMA Produkten finden Sie im Internet unter: www.auma.com

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