DIN EN ISO 13849-1:2023-12

Was beinhaltet die DIN EN ISO 13849-1?

Die DIN EN ISO 13849-1 ist eine Norm zur funktionalen Sicherheit von Maschinen. Sie beschreibt Anforderungen an die Gestaltung und Bewertung von sicherheitsbezogenen Teilen von Steuerungen (SRP/CS) – unabhängig von der verwendeten Energieform.

Die Norm dient als zentrale Grundlage für Sicherheitsfunktionen in Steuerungssystemen und ist insbesondere im Maschinenbau sowie im Anlagenbau von hoher Relevanz. Die Anwendung erfolgt auf Basis einer systematischen Risikobeurteilung, in deren Ergebnis das erforderliche Performance Level (PL) für jede Sicherheitsfunktion ermittelt wird. Dabei sind verschiedene Kennwerte wie die mittlere Zeit bis zum gefährlichen Ausfall MTTF_D, der Diagnosedeckungsgrad (DC) und die Fehlerrate pro Stunde (PFH) zu berücksichtigen.

Welche Gestaltungsleitsätze gibt es in der DIN EN ISO 13849-1?

Die Norm definiert grundlegende Gestaltungsleitsätze für Sicherheitsfunktionen in Steuerungen, die über technische Maßnahmen zur Risikominderung umgesetzt werden. Dazu zählen unter anderem:

• Strukturierung der sicherheitsbezogenen Teile nach Kategorien B, 1, 2, 3, 4 gemäß deren Fehlerverhalten und Fehlertoleranz
• Berücksichtigung systematischer und zufälliger Fehler sowie deren Erkennung durch Diagnosemaßnahmen
• Berechnung von Performance Leveln unter Einbeziehung von MTTF_D, DC- und CCF-Werten
• Anforderungen an die Redundanz und Fehlererkennung in sicherheitsbezogenen Steuerungssystemen

Die Berechnung von MTTF_D und DC-Werten ist dabei zentraler Bestandteil der Nachweisführung im Rahmen der funktionalen Sicherheit.

Wie wird die Ausfallwahrscheinlichkeit sicherheitsbezogener Steuerungsteile bewertet?

Ein wesentlicher Bestandteil der DIN EN ISO 13849-1 ist die Bewertung der Ausfallwahrscheinlichkeit sicherheitsbezogener Steuerungsteile. Diese erfolgt auf Basis von quantitativen und qualitativen Parametern, die das Sicherheitsniveau der jeweiligen Funktion belegen.

Zentrale Kennwerte sind:

• MTTF_D (Mean Time to Dangerous Failure): Gibt die durchschnittliche Betriebszeit bis zum gefährlichen Ausfall eines Bauteils an.
• DC (Diagnosedeckungsgrad): Beschreibt, wie wirksam ein System gefährliche Fehler erkennt.
• PFH (Probability of Dangerous Failure per Hour): Wird insbesondere bei kontinuierlich oder häufig auftretenden Anforderungen verwendet, z. B. bei sicherheitsgerichteten Funktionen in automatisierten Anlagen.
• CCF (Common Cause Failure): Bewertet die Wahrscheinlichkeit von Fehlern, die gleichzeitig durch eine gemeinsame Ursache in redundanten Systemen auftreten.

Anhand dieser Parameter lässt sich der erreichbare Performance Level (PL) bestimmen. Diese Bewertung ist entscheidend für die Auswahl geeigneter Komponenten und die Gestaltung der sicherheitsbezogenen Architektur.

Was sind die Änderungen zur Vorgängernorm?

Die DIN EN ISO 13849-1:2023-12 stellt eine umfangreiche Weiterentwicklung gegenüber der Fassung von 2015 dar. Sie stärkt insbesondere die Bereiche:

• Validierung und Verifikation durch Integration in Teil 1
• Softwareentwicklung für sicherheitsbezogene Steuerungen mit detaillierten Anforderungen
• Berücksichtigung von Human Factors und EMV als Bestandteile der funktionalen Sicherheit
• Functional Safety Management zur systematischen Steuerung des Entwicklungsprozesses
• Klarere und erweiterte Vorgaben für Subsysteme und Performance Level

Diese Anpassungen gewährleisten eine höhere Praxisrelevanz und Zukunftsfähigkeit, besonders angesichts der zunehmenden Komplexität moderner Automatisierungs- und Steuerungssysteme

An wen richtet sich die Norm?

Die DIN EN ISO 13849-1 richtet sich an Fachpersonen, die für die Planung, Umsetzung, Dokumentation und Bewertung sicherheitsbezogener Steuerungen verantwortlich sind. Die Zielgruppen umfassen:

• Hersteller von Maschinen und Anlagen
• Konstrukteur*innen von Maschinen und Anlagen
• Produktmanager*innen
• Projektleiter*innen
• Entwicklungsleiter*innen
• Sicherheitsmanager*innen
• Hard‑ und Softwareentwickler*innen
• Verantwortliche für Integration, Test, Verifikation und Validierung

Besonders in Branchen mit komplexen Steuerungsarchitekturen ist die Norm ein zentrales Arbeitsmittel zur Sicherstellung der funktionalen Sicherheit.

Zuständig für die Norm ist das Gremium NA 095-01-03 GA "Gemeinschaftsarbeitsausschuss NASG/NAM/DKE: Steuerungen" bei DIN.

Dieses Dokument ersetzt DIN EN ISO 13849-1:2016-06 .

Gegenüber DIN EN ISO 13849-1:2016-06 wurden folgende Änderungen vorgenommen: a) das gesamte Dokument wurde neu strukturiert, um den Entwurfs- und Entwicklungsprozess für Steuerungen besser nachvollziehen zu können; b) ein neuer Abschnitt 4 mit Empfehlungen für die Risikobeurteilung; c) Spezifikation der Sicherheitsfunktionen (aktualisierter Abschnitt 5); d) Kombination von verschiedenen Teilsystemen (aktualisiert in Abschnitt 6); e) ein neuer Abschnitt 7 mit Software-Sicherheitsanforderungen; f) ein neuer Abschnitt 9 zu ergonomischen Entwurfsaspekten; g) Validierung (Abschnitt 8 aktualisiert und nach Abschnitt 10 verschoben); h) ein neuer Abschnitt G.5 zum Management der funktionalen Sicherheit; i) ein neuer Anhang L zur elektromagnetischen Störfestigkeit (EMI, en: electromagnetic interference); j) ein neuer Anhang M mit zusätzlichen Informationen zur Spezifikation der Sicherheitsanforderungen; k) ein neuer Anhang N zu den Maßnahmen zur Fehlervermeidung für das sicherheitsrelevante Softwaredesign; l) ein neuer Anhang O mit sicherheitsbezogenen Werten von Bauteilen oder Komponenten der Steuerungen.