Richtige Auslegung elektrischer Stellantriebe in SIL-Anwendungen

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Dabei gilt, dass der SIL-Wert des Gesamtsystems nicht besser sein kann als das schwächste Glied in der Sicherheitskette, also das Gerät mit den schlechtesten Sicherheitskennzahlen. Bei Komponenten, die zur Ausführung der Sicherheitsfunktion elektrische Spannung benötigen, muss auch die Spannungsversorgung mit betrachtet werden. Dies gilt z.B. für elektrische Stellantriebe, die nach dem Arbeitsstromprinzip arbeiten, also Strom benötigen, wenn sie betätigt werden. Hier muss auch die Stromversorgung ausfallsicher ausgeführt sein, beispielsweise mithilfe einer USV.

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Der Stellantrieb bildet zusammen mit der Armatur den Aktor. Armaturenhersteller geben für ihre Produkte häufig die PFD-Werte bezogen auf ein bestimmtes Durchflussmedium an. Die Ausfallwahrscheinlichkeit der Armatur kann aber je nach Durchflussmedium durchaus unterschiedlich sein. Dies sollte also bei der Betrachtung des Gesamtsystems miteinbezogen werden.

Fehlerquellen ausschalten

Es müssen aber noch weitere Faktoren berücksichtigt werden, damit bei Eintreten eines Notfalls eine Anlage auch wirklich in einen sicheren Zustand gebracht wird. Eine HSE-Untersuchung der Fehlerursachen in den Lebensphasen von sicherheitsbezogenen Systemen zeigt, dass 65 % der Fehler ihren Ursprung vor dem eigentlichen Betrieb haben. Fehler während des eigentlichen Betriebes machen nur etwa 15 % der Ausfallursachen aus. Es ist also für Anlagenplaner und -betreiber von entscheidender Bedeutung, mögliche Fehlerquellen in allen Lebensphasen eines sicherheitsbezogenen Systems zu untersuchen und zu beseitigen. Dabei sollte das Ziel sein, systematische Fehler zu vermeiden.

In der Praxis ist insbesondere die Spezifikation häufig fehlerhaft. Dass ein Stellantrieb nur dann seine Aufgabe erwartungsgemäß erfüllen kann, wenn er richtig ausgelegt ist und Faktoren wie maximales Drehmoment, Motorbetriebsart, aber auch auszuführende Sicherheitsfunktion korrekt angegeben sind, leuchtet ein. Wenn sich z.B. ein neuer Stellantrieb ständig abschaltet, weil der Motor zu heiß wird, kann das daran liegen, dass für diese Anwendung von vornherein eine andere Motorbetriebsart hätte spezifiziert werden müssen. Solche Fehler in der Auslegung können schon bei einer normalen Anwendung zu erheblichen Schäden führen; bei einer sicherheitskritischen Anwendung ist es umso wichtiger, die Geräte sorgfältig auszulegen.

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