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Stellantriebe

Richtige Auslegung elektrischer Stellantriebe in SIL-Anwendungen

| Autor/ Redakteur: Heike Schmeding, Joachim Rist / Wolfgang Ernhofer

Worauf Anlagenplaner und -betreiber bei der Auslegung und Konfiguration von Stellantrieben achten müssen, damit die Systeme die nötigen Sicherheitsanforderungen erfüllen, erfahren Sie in diesem Beitrag.

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(Bild: Auma)

Stellantriebe werden typischerweise für die Sicherheitsfunktionen sicheres Schließen, sicheres Öffnen oder sicherer Stopp eingesetzt. Ein dazu erforderliches sicherheitstechnisches System besteht in der Regel aus den Bestandteilen Sensor, übergeordnete Sicherheits-Steuerung und Aktor. Im Armaturenbereich besteht der Aktor aus den Komponenten Stellantrieb und Armatur (Abb.1).

Ein Beispiel ist die Drucküberwachung eines Kessels: Bei einem überdruckgefährdeten Kessel ist als Sicherheitsfunktion das Öffnen einer Armatur vorgesehen. Ein Sensor überprüft dabei kontinuierlich den Druck im Kessel. Wenn der Druck im System einen definierten Grenzwert überschreitet, meldet der Sensor dies der übergeordneten Sicherheits-Steuerung. Die Steuerung gibt dem Antrieb daraufhin das Signal, die Armatur zu öffnen, um den Kessel sicher zu entlasten.

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Je größer die Gefahren sind, die von einem Prozess oder einer Anlage ausgehen, desto höher sind die Anforderungen an die Zuverlässigkeit der Sicherheitsfunktionen. Und damit auch an die eingesetzten Komponenten. Bei der Beurteilung von Ausfallrisiken von modernen, oft softwaregesteuerten Systemen hilft die Basisnorm zur funktionalen Sicherheit, die DIN EN 61508. Ziel der funktionalen Sicherheit ist es, die Wahrscheinlichkeit gefährlicher Ausfälle bei Anforderung und damit auch die Risiken für Mensch und Umwelt auf ein vertretbares Maß zu reduzieren.

SIL (Safety Integrity Level) ist die Maßeinheit, mit der die funktionale Sicherheit gemessen wird. Die DIN EN 61508 definiert vier verschiedene Sicherheitsanforderungsstufen, SIL 1 bis SIL 4. SIL 4 stellt dabei die höchsten Anforderungen an die Sicherheit, SIL 1 die niedrigsten. Für jeden dieser Level sind maximal zulässige Ausfallwahrscheinlichkeiten (Probability of a dangerous failure on demand, PFD) definiert.

SIL-zertifizierte Geräte

Um einen bestimmten SIL für eine Sicherheitsfunktion zu gewährleisten, müssen auch die eingesetzten Komponenten dementsprechend ausgewählt werden. Hier sind die Hersteller gefordert, Sicherheitskennzahlen für ihre Geräte zu ermitteln und den Anlagenplanern zur Verfügung zu stellen. Wird die SIL-Zulassung durch unabhängige Prüfinstitute durchgeführt, haben Anlagenplaner und -betreiber die Gewissheit, dass die Produkte nach internationalen Standards beurteilt wurden und somit einheitlichen Prüfanforderungen unterlagen.

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