VDI/VDE 2180 Blatt 4:2021-01

Die Richtlinie beschreibt aufbauend auf Richtlinie VDI/VDE 2180 Blatt 1 und Blatt 2, welche Besonderheiten zu beachten sind, wenn mechanische Komponenten Teil einer PLT-Sicherheitseinrichtung sind. Dies betrifft einerseits die Vermeidung der für diese Komponenten weitaus überwiegenden systematischen Fehler, aber auch die Berücksichtigung der in diesen Komponenten äußerst selten auftretenden zufälligen Fehler und die damit verbundene PFD-Berechnung. Sowohl bei den systematischen als auch bei den zufälligen Fehlern werden nur die gefährlichen Fehler betrachtet, also diejenigen, die einen Einfluss auf die Sicherheit der Anlage haben (siehe VDI/VDE 2180 Blatt 1, Abschnitt 7.1.).

Vermeidung systematischer Fehler und korrekte PFD-Berechnung in PLT-Sicherheitseinrichtungen mit mechanischen Komponenten

Das Aufstellen und Einhalten von Anforderungen an die funktionale Sicherheit von sicherheitsbezogenen elektrischen und elektronischen Systemen nimmt einen hohen Stellenwert ein. Es handelt sich bei diesen Systemen um entscheidende Funktionen, die über gesamte Betriebsabläufe entscheiden. Entsprechend wichtig ist es, dass in diesem Bereich zuverlässige hohe Standards gesetzt und eingehalten werden. Die DIN EN 61508 und DIN EN 61511 übernehmen diese Aufgabe, beinhalten jedoch keine expliziten Angaben für mechanische Komponenten in PLT-Sicherheitseinrichtungen. Diese Lücke wird durch die vorliegende Richtlinie VDI 2180 Blatt 4 geschlossen. Sie befasst sich mit der Ermittlung von Ausfallraten mittels PFD-Berechnung. Aufgrund des unterschiedlichen Auftretens von zufälligen und systematischen Fehlern bei elektrischen/elektronischen und rein mechanischen Komponenten und Systemen ist eine direkte Übertragung nicht möglich. Dieser Umstand führt in der Praxis zu Problemen wie der behelfsmäßigen Zuweisung ungültiger SIL-Werte und fehlerhaft angegebene Ausfallraten. Die vorliegende Richtlinie bietet Abhilfe in Form von Informationen zu Anforderungen und zum Vorgehen, sowie einem anschaulichen Praxisbeispiel.

Anwendungsbereich

Anwendungsbereich der VDI-Richtlinie 2180 Blatt 4 ist die Darstellung der spezifischen Aspekte von mechanischen Komponenten in PLT-Sicherheitseinrichtungen. Ziel der Richtlinie ist das Vermeiden systematischer Fehler. Dazu bietet sie Informationen zu systematischen und zufälligen Fehlern, welche auch die notwendige Grundlage für korrekte PFD-Berechnungen sind. Die Richtlinie betrachtet nur Fehler, die als gefährlich für die Anlage einzustufen sind.

Die VDI-Richtlinie 2180 Blatt 4 behandelt in der Hauptsache mechanische Komponenten, die mit elektrischen oder elektronischen Komponenten eine funktionale Einheit bilden.

VDI 2180 Blatt 4 beinhaltet eine beispielhafte Fehlerbetrachtung und Bewertung mechanischer Komponenten anhand der Untersuchung von Sicherheitsventilen. Die Prinzipien dieser Untersuchung sind auf andere mechanische Komponenten übertragbar.

Aus dem Inhalt

• Anwendungsbereich
• Normative Verweise
• Begriffe
• Formelzeichen und Abkürzungen
• Problemstellung
• Aufbau von Aktorsystemen
• Fehler
• Fehlerbetrachtung, PFD-Berechnung
• Anhang: Fehlerbetrachtung und Bewertung für mechanische Komponenten am Beispiel Sicherheitsventile
• Anhang A1: Systematische Fehler
• Anhang A2: Zufällige Fehler
• Anhang A3: Zusammenfassende Bewertung
• Schrifttum

25.040.40, 35.240.50