Berechnung Des Mttf Für Den Elektrischen Und Pneumatischen Teil Des Ventilsystems; Diagnose; Verifikation Des Diagnosebits; Beispiel 2 Mit Plr = C - Emerson AVENTICS AV Notice D'instruction

3.4.3 Berechnung des MTTF für den elektrischen und
pneumatischen Teil des Ventilsystems
Abb. 9: Relevante Komponenten zur Berechnung des MTTF
Teil
4 Elektrische Einspeiseplatte mit UAon-
Überwachung, entspricht Block 4 im
Sicherheitstechnisches Blockdia-
gramm
6 Ventile (Sicherheitskreis) entspricht
Block 5 im sicherheitstechnischen
Blockdiagramm der elektrische Teil
der Ventile (Ventiltreiber) entspricht
Block 4 im sicherheitstechnischen
Blockdiagramm
Siehe g 6. Zuverlässigkeitskennwerte
Daraus folgt:
• Elektrische Einspeiseplatte (4) MTTF = 854 Jahre
• UAoff-Überwachung (5) MTTF = 1094 Jahre
• 4-fach-Ventiltreiberplatine (10) MTTF = 630 Jahre
• Ventile AV03 5/3 Federrückgestellt (6) MTTF = 382,7 Jahre
MTTF =
ges
1 1
+
854 [a] 1094 [a]
Die MTTF-Werte der AES-Module wurden mit Hilfe der Ausfallraten aus einer Da-
tenbank berechnet.
Nach DIN EN 13849-1, Anhang C ist nicht jeder Ausfall ein gefährlicher Ausfall. In
diesem Fall kann für die Berechnung des gesamten Systems MTTF
gesetzt werden.
MTTF = 2x MTTF = 2 x 127 [a] = 254 [a]
D ges

3.4.4 Diagnose

Die pneumatische Einspeiseplatte überwacht die Aktorspannung UA und sendet
das Diagnosebit UAoff, wenn UA die Abschaltspannung unterschreitet.
Die elektrische Einspeiseplatte überwacht die Aktorspannung UA und sendet das
Diagnosebit UAon, wenn UA die Einschaltspannung unterschreitet.
Das Diagnosebit (UAoff) muss überwacht werden. Dazu ist ein Wechsel des Si-
gnals notwendig. Dies kann z. B. beim Einschalten der Maschine oder mit speziel-
len Testzyklen durchgeführt werden.
Direkte Funktionsabfrage der Schieberstellung am Hauptventil 99 %.
Indirekte Funktionsabfrage des Arbeitsventils 90 %.
DC = 94,4% MTTF = hoch (100J) CCF = 95
D
AVENTICS™ AV | R412018148-BAL-001-AB | Deutsch
10
10
MTTF
6 6
4 5
4 5
für den elektrischen
D
5 Pneumatische Einspeiseplatte mit
UAoff-Überwachung, die elektrische
Funktion = UAoff-Überwachung ent-
spricht Block 4 und 8 im sicherheits-
technischen Blockdiagramm
10 4-fach-Ventiltreiberplatine
und siehe g Abb. 9
1
= 127 [a]
1
1 1
+
+ +
382,7 [a]
630 [a] 630 [a]
D
CCF in unserem Beispiel
Maßnahme gegen CCF
10
Trennung zwischen den Signalpfaden
Diversität
Schutz gegen Überspannung, Überdruck ...
Verwendung bewährter Bauteile
FMEA in der Entwicklung
Kompetenz/Ausbildung
Schutz vor Verunreinigung und EMV
(u.a. Temperatur, Schock)
CCF-Gesamt
Abb. 10: Beispiel: CCF - Fehler gemeinsamer Ursache
Performance Level = PL
Austausch des Hauptluftventils 0V1 (IS12-PD) nicht erforderlich.
Austausch des Ventils nV1 (AV03) nicht erforderlich.
Austausch des Ventils nV1 (AV05) nach 14,3J - bei Taktzeit ≥ 14 sek. nicht erfor-
derlich bzw. Gebrauchsdauer 20 Jahre.

3.4.5 Verifikation des Diagnosebits

Eine detaillierte Beschreibung der Überwachung finden Sie im Kapitel
schreibung der UAoff- /
Wenn die Spannung UA abgeschaltet wird, muss sowohl die Diagnosemeldung
UAon und UAoff gesendet werden.
Tab. 3: Verifikation des Diagnosebits
UA = 0, abgeschaltet UAon-Einschaltdiagnose
gültig
nicht gültig
nicht gültig
Wenn die vorgenannten Bedingungen berücksichtigt werden, kann mit den An-
gaben der folgenden Normen die Überwachung der abgeschalteten Ventilspan-
nung mit einem DC = 90% bis <99% (mittel) abgeschätzt werden:
• DIN EN ISO 13849-1 Anhang E: „Abschätzungen des Diagnosedeckungsgra-
des (DC) für Funktionen und Module"
• DIN EN 61508-2: „Tabelle A.14 – Stellglieder (Aktoren)"
• DIN EN 61508-2: „Tabelle A.7 – E/A-Einheiten und Schnittstellen (externe
Kommunikation)"

3.5 Beispiel 2 mit PLr = c

= 2 x MTTF
ges
Beispiel 2, in Anlehnung an 66416:2016-01, Nummer 1.1.2.1 und 2.1.2.3
Vorbemerkung
Beschreibung der Randbedingungen:
• Betriebsart BA2 Einricht- oder Servicebetrieb
• Gefährdung durch unerwarteten Anlauf, verbleibende kinetische Energie
• PL = c
r
Steuerungstechnische Maßnahmen (Sicherheitsfunktionen) (siehe Anmerkung):
• Sicheres Abschalten des Moments (STO)
• Sicheres Abschalten der Energiezufuhr (SEC)
• Vermeidung des unerwarteten Anlaufs (PUS)
Input
Auslösendes Ereignis:
• Betriebsartenschalter, Zustimmungseinrichtung
Logik
Evaluierung der Sicherheitsfunktion:
• Abschalten der Energiezufuhren
Output
Sicherheitsgerichtete Reaktion:
• 1-kanaliges Einsperren von Fluid-Medium. Folgende Umsetzungen sind mög-
lich:
– Wegeventil in Sperrstellung
– Ansteuerung von Sperrventile(n)
– S1 möglich, weil Restenergie nur reversible Verletzungen erzeugt
Fluidtechnik Elektronik
Trennung der Verrohrung Luft- und Kriechstrecken auf gedruckten
Schaltungen
z. B. unterschiedliche Ventile z. B. unterschiedliche Prozessoren
Aufbau nach EN ISO 4413 bzw. EN Schutz gegen Überspannung
ISO 4414 (Druckbegrenzungsventil) (z. B. Schütze, Netzteil)
Anwender
FMEA bei der Konzeption des Systems
Fluidqualität EMV-Prüfung
Einhalten EN ISO 4413 und EN ISO Einhalten der Umweltbedingungen gemäß
4414 und Pro
Summe der Punktezahl (65 ≤ CCF ≤ 100):
/ Kategorie = 3
e
UAon-Überwachung.
UAoff-Ausschaltdiagnose
1 1
1 0
0 1
Punkte
15
20
15
↯
5
5
5
25
10
95
g 3.11 Be-
8