Moderne Nahrungsmittel- und Getränkeanlagen sind hochautomatisierte Systeme, in denen Menschen und Maschinen in enger räumlicher Nähe arbeiten. Füllmaschinen, Verpackungslinien, Fördersysteme und Inspektionseinheiten operieren mit hohen Taktfrequenzen und erheblichen mechanischen Kräften. Gleichzeitig stellen hygienische Anforderungen, Reinigungsintervalle und der permanente Produktwechsel besondere Bedingungen an die Steuerungs- und Sicherheitstechnik. Funktionale Sicherheit – also die Sicherheit, die durch korrekte Funktion sicherheitsbezogener elektrischer, elektronischer und programmierbarer elektronischer Systeme erreicht wird – bildet dabei das konstruktive Fundament, auf dem zuverlässiger und rechtskonformer Betrieb aufgebaut werden kann.
Für Ingenieure und Techniker, die mit der Auslegung oder dem Betrieb solcher Anlagen befasst sind, ist ein fundiertes Verständnis der zugrundeliegenden Konzepte, Normen und Bewertungsverfahren unerlässlich. Die Anforderungen resultieren nicht allein aus dem Wunsch nach Ausfallsicherheit, sondern sind in einer Reihe international anerkannter Normen verbindlich definiert.
Normative Grundlagen: IEC 62061, ISO 13849 und der Unterschied im Überblick
Zwei Normen dominieren die Auslegung sicherheitsbezogener Steuerungssysteme im Maschinenbau: die IEC 62061 und die ISO 13849. Beide verfolgen das Ziel, das Risiko durch unerwartete Maschinenbewegungen oder gefährliche Zustände auf ein akzeptables Maß zu reduzieren, unterscheiden sich jedoch in Ansatz und Anwendungsbereich.
Die ISO 13849 definiert sogenannte Performance Level (PL), die von PL a bis PL e reichen und das erreichbare Sicherheitsniveau einer Steuerungsfunktion beschreiben. Sie basiert auf strukturellen Kategorien (B, 1 bis 4) und berücksichtigt Parameter wie den mittleren Zeitraum bis zum gefährlichen Ausfall (MTTFd), die Diagnoseabdeckung (DC) sowie Maßnahmen gegen Ausfälle gemeinsamer Ursache (CCF). Die IEC 62061 hingegen arbeitet mit dem Safety Integrity Level (SIL) als Bewertungsmaßstab und ist stärker auf komplexe programmierbare Systeme ausgerichtet. Für die Lebensmittelindustrie, in der häufig komplexe SPS-basierte Sicherheitssteuerungen eingesetzt werden, gewinnt die IEC 62061 zunehmend an Bedeutung, wenngleich beide Normen nebeneinander Gültigkeit haben.
Grundlage beider Normen ist zunächst eine strukturierte Risikobeurteilung nach ISO 12100. Erst wenn Gefährdungen identifiziert und bewertet sind, lässt sich der erforderliche Performance Level (PLr) oder SIL ableiten. Dieser wiederum bestimmt die Anforderungen an Architektur, Diagnose und Zuverlässigkeit der sicherheitsbezogenen Steuerungsfunktion (SRCF).
