Performance Level – Grundlage der Maschinensicherheit

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1. Was ist der Performance Level?

Die Sicherheit von Maschinen ist in der Industrie von zentraler Bedeutung. Maschinen sollten nicht nur ihre vorgesehene Aufgabe erfüllen, sondern auch so ausgelegt sein, dass Gefährdungen für Bediener und andere Personen möglichst vermieden werden. Ein wichtiger Bestandteil ist dabei die sichere Auslegung von Steuerungen. In diesem Zusammenhang spielt der Performance Level (PL) eine entscheidende Rolle. Er beschreibt, wie wahrscheinlich ein gefährlicher Ausfall der Sicherheitsfunktion ist und in welchem Umfang auftretende Fehler erkannt und beherrscht werden können.

Eine Sicherheitsfunktion kann beispielsweise dafür sorgen, dass das rotierende Werkzeug einer Maschine nicht berührt werden kann oder bei einer erkannten Gefahr schnell zum Stillstand kommt. Ein Bohrschrauber und eine Kreissäge können beide Verletzungen verursachen, wobei sich insbesondere der Schweregrad der möglichen Verletzungen deutlich unterscheiden kann. Während bei einem Bohrschrauber eher leichtere Verletzungen zu erwarten sind, besteht bei einer Kreissäge eine deutlich höhere Gefahr schwerer Schnittverletzungen.

Je nach vorhandenem Risiko können daher unterschiedliche Anforderungen an eine Sicherheitsfunktion gestellt werden. Der Performance Level ermöglicht es, diese Anforderungen passend zum vorhandenen Risiko festzulegen. Dadurch wird vermieden, dass Sicherheitsmassnahmen entweder zu schwach oder unnötig aufwendig ausgelegt werden.

Grundlage dafür ist eine Risikoanalyse. Dabei wird systematisch untersucht, welche Gefährdungen von einer Maschine ausgehen können. Dazu gehören beispielsweise die Gefahren durch bewegte Maschinenteile, elektrische Gefahren, hohe Temperaturen, Druck oder unerwartete Bewegungen. Auch verschiedene Betriebszustände und vorhersehbare Fehlanwendungen werden betrachtet.

Anschliessend wird das vorhandene Risiko bewertet. Dabei werden insbesondere folgende drei Punkte betrachtet:

   • Schwere der möglichen Verletzung
   • Häufigkeit und Dauer der Exposition gegenüber der Gefährdung
   • Möglichkeit zur Vermeidung oder Begrenzung des Schadens

Aus dieser Beurteilung ergibt sich unter anderem der erforderliche Performance Level (PLr). Dieser legt fest, welches Sicherheitsniveau eine bestimmte Sicherheitsfunktion mindestens erreichen muss. Die technische Umsetzung wird anschliessend so ausgelegt, dass der tatsächlich erreichte Performance Level mindestens dem erforderlichen PLr entspricht.

2. Die verschiedenen Perfomance Level

Gemäss der Norm EN ISO 13849-1:2023 gibt es fünf Performance Level von PL a bis PL e. 
PL a stellt das niedrigste und PL e das höchste Sicherheitsniveau dar. Welcher Level erforderlich ist, hängt von der jeweiligen Gefährdung ab. Entscheidend ist, dass jede Sicherheitsfunktion entsprechend dem jeweiligen Risiko ausgelegt wird.

Für die Bestimmung des erforderlichen Performance Levels (PLr) kann die Vorgehensweise nach Anhang A der Norm herangezogen werden. Die folgende Grafik veranschaulicht, wie anhand der Kriterien S, F und P der PLr bestimmt wird.

Für den Anwender bedeutet dies: 
Kann ein Versagen der betrachteten Sicherheitsfunktion zu schweren, normalerweise irreversiblen Verletzungen oder zum Tod führen (S), ist gemäss Risikobeurteilung mindestens PLr c erforderlich. Bei häufiger bis dauerhafter Exposition oder langer Expositionszeit (F) steigt die Anforderung auf mindestens PLr d. Besteht zusätzlich kaum eine Möglichkeit, die Gefahr zu vermeiden oder den Schaden zu begrenzen (P), wird PLr e gefordert.

Kann ein Versagen hingegen lediglich zu leichten, normalerweise reversiblen Verletzungen führen (S), ist je nach Exposition und Möglichkeit zur Vermeidung oder Begrenzung des Schadens ein PLr a bis PLr c erforderlich.

3. Fazit: Warum der Performance Level wichtig ist

Der Performance Level ermöglicht es, Sicherheitsanforderungen systematisch und nachvollziehbar festzulegen. Er ist ein wichtiger Baustein für die Umsetzung der Anforderungen gemäss der Maschinenrichtlinie 2006/42/EG.

Die fünf Performance Level von PL a bis PL e ermöglichen eine abgestufte Auslegung von Sicherheitsfunktionen. Der erforderliche Performance Level für die jeweilige Funktion wird anhand der Risikoanalyse bestimmt. So können Maschinensteuerungen gezielt auf die vorhandenen Risiken abgestimmt und Personen wirksam geschützt werden.

Der Performance Level schafft damit eine wichtige Grundlage für die sichere Planung und Auslegung von Maschinensteuerungen. Die europäische Rechtsgrundlage für Maschinen befindet sich aktuell im Übergang: Die Maschinenverordnung (EU) 2023/1230 löst die Maschinenrichtlinie 2006/42/EG ab und gilt ab dem 20. Januar 2027.

Gerne unterstützen wir Sie bei der Entwicklung einer sicheren und normgerechten Auslegung Ihrer Maschinensteuerung entsprechend dem erforderlichen Performance Level. Kontaktieren Sie uns – wir beraten Sie gerne.