# ISO 13849 — Sicherheit von Maschinen / Sicherheitsbezogene Teile von Steuerungen > ISO 13849 ist die internationale Norm für die Gestaltung sicherheitsbezogener Teile von Steuerungen (SRP/CS) für Maschinen. Sie definiert das Performance-Level-Rahmenwerk (PL a-e), eine Alternative zum SIL-Ansatz der IEC 62061 für den Maschinensektor. - Quelle : https://industryhub.site/de/standards/iso-13849 - Herausgeber : ISO - Familie : Funktionale Sicherheit - Status : current - Erstveröffentlichung : 1999 - Letzte Revision : 2023 (Ausgabe 4 für Teil 1; Teil 2 überarbeitet 2012) - Ausgabe : 4 (Teil 1) - Nächste Revision : Stabil — kleinere Revisionen in aktiver Pflege - Zugang : Kostenpflichtig (ISO Store — ~200 CHF für die 2 Teile) - Sprache : Deutsch ## Dokumentstruktur - **ISO 13849-1** — Sicherheitsbezogene Teile von Steuerungen — Teil 1: Allgemeine Gestaltungsleitsätze : Definiert die PL-Bestimmungsmethode (Risikograph), Kategorie 1-4 Architekturen, MTTFD und DCavg Quantifizierung, Common-Cause-Failure CCF Score. Anhang A ist der berühmte Risikograph. Anhang K (informativ) mappt PL ↔ SIL. - **ISO 13849-2** — Sicherheitsbezogene Teile von Steuerungen — Teil 2: Validierung : Validierungsprozess: Testpläne, Fehlerlisten je Technologie (elektrisch, elektronisch, programmierbar, Fluidtechnik, mechanisch), Verifikation von Fehlerausschlüssen. ## Schlüsselbegriffe - **Sicherheitsbezogener Teil einer Steuerung (SRP/CS)** : Der Teil der Maschinensteuerung, der Sicherheitsfunktionen erfüllt — z.B. Verriegelungs-Türschalter + Sicherheitsrelais + Schütz + Not-Halt-Taster. Gleicher Geltungsbereich wie ein SIS in der Prozessindustrie, anderes Vokabular. - **Performance Level (PL)** : Die Schlüsselmetrik der Norm. PL a (niedrigste) bis PL e (höchste). Jeder PL entspricht einem PFHD-Bereich: PL a: 10⁻⁵ ≤ PFHD < 10⁻⁴; PL b: 3·10⁻⁶ ≤ PFHD < 10⁻⁵; PL c: 10⁻⁶ ≤ PFHD < 3·10⁻⁶; PL d: 10⁻⁷ ≤ PFHD < 10⁻⁶; PL e: 10⁻⁸ ≤ PFHD < 10⁻⁷. - **Kategorie (Cat)** : Architektonische Klassifizierung (5 Stufen) definiert in ISO 13849-1 Klausel 6: Cat B (Basis — keine Fehlertoleranz), Cat 1 (bewährte Komponenten), Cat 2 (periodische Prüfung), Cat 3 (einfehlertolerant), Cat 4 (einfehlertolerant mit hoher Diagnoseabdeckung). - **Erforderlicher Performance Level (PLr)** : Der PL, den die SRP/CS erreichen muss, um ausreichende Risikoreduktion zu bieten. Bestimmt über den **Risikograph in Anhang A** basierend auf Schwere (S1/S2), Häufigkeit der Exposition (F1/F2) und Möglichkeit der Vermeidung (P1/P2). - **Mean Time To Dangerous Failure (MTTFD)** : Pro Kanal, nicht pro System. Kategorisiert als Niedrig (3-10 Jahre), Mittel (10-30 Jahre) oder Hoch (30-100 Jahre). 100 Jahre ist die Obergrenze — höhere Ansprüche werden nicht anerkannt. - **Durchschnittliche Diagnoseabdeckung (DCavg)** : Anteil der durch Diagnose erkannten gefährlichen Ausfälle, gemittelt über Kanäle. Kategorisiert als None (< 60 %), Low (60-90 %), Medium (90-99 %) oder High (≥ 99 %). - **Common Cause Failure Score (CCF)** : Tabellierte Checkliste in Anhang F (15 Fragen, jede 5-25 Punkte wert). Score ≥ 65/100 erforderlich, um Redundanz anrechnen zu können. Wenn CCF < 65, wird die Architektur als nicht-redundant behandelt. - **PL ↔ SIL Mapping** : Informative Korrespondenz (Anhang K von ISO 13849-1). Cat 4 + DC ≥ 99 % ↔ PL e ↔ SIL 3. Cat 3 + DC 90-99 % ↔ PL d ↔ SIL 2. Cat 3 + DC 60-90 % ↔ PL c ↔ SIL 1. Zur Schnittstellengestaltung von ISO-13849-Designs mit IEC-61508-zertifizierten Komponenten. - **Fehlerausschluss** : Argument, dass ein bestimmter Ausfallmodus aufgrund von Design, Materialien oder Betriebsbedingungen unwahrscheinlich ist. Dokumentiert nach den Anhang-Tabellen von ISO 13849-2. Muss technisch gerechtfertigt sein — kein Freibrief, um Ausfälle zu ignorieren. ## Die andere Norm der funktionalen Sicherheit Wenn IEC 61508 der Großvater und IEC 61511 die Prozessindustrie-Adaption ist, **ist ISO 13849 der Maschinen-Cousin** — gleiche Familie, andere Philosophie. In Maschinen (Schweißroboter, Verpackungslinien, Werkzeugmaschinen, Pressen) operieren Sicherheitsfunktionen typischerweise: - Im **High-Demand-Modus** (Tür mehrmals pro Schicht geöffnet, Not-Halt häufig geprüft) - Verwenden **häufiger elektromechanische Komponenten** (Sicherheitsrelais, Schütze, Positionsschalter) - Unterliegen der **Maschinenrichtlinie 2006/42/EG** (EU), die ISO 13849 oder IEC 62061 als harmonisierte Normen vorschreibt ISO 13849 entschied sich, Integrität als **Performance Level (PL a-e)** auszudrücken, statt SIL 1-4 von IEC 61508 wiederzuverwenden. Die Metrik ist nur **PFHD** (Probability of dangerous Failure per Hour) — es gibt kein PFDavg-Äquivalent für Low-Demand. Das liegt daran, dass Maschinensicherheitsfunktionen typischerweise kontinuierlich oder mit hoher Rate angefordert werden. ## Der PL-Bestimmungsablauf (Anhang A) ``` Schwere S1 (leicht) ─── PL a S2 (schwer) │ ┌────────┴───────┐ F1 (selten) F2 (häufig) │ │ P1: vermeidbar P1: vermeidbar ↓ ↓ PL b PL c P2: kaum P2: kaum ↓ ↓ PL c PL d F2 + P2 + irreversibel ↓ PL e ``` Ein einfacherer Entscheidungsbaum als LOPA in IEC 61511. Funktioniert, weil Maschinensicherheitsrisiken meist standardisierter sind (ein scharfes bewegliches Teil, eine Presse, eine elektrische Stoßzone) als Prozessanlagenrisiken. ## Cat + DCavg + MTTFD → PL Der erreichte PL wird durch eine 3D-Matrix bestimmt (Klausel 4.5.4 von Teil 1): | MTTFD pro Kanal | Cat B / 1, DC=none | Cat 2, DC=low | Cat 2, DC=medium | Cat 3, DC=low | Cat 3, DC=medium | Cat 4, DC=high | |---|---|---|---|---|---|---| | Niedrig (3-10 J.) | PL a | PL b | PL c | PL c | PL d | – | | Mittel (10-30 J.) | PL b | PL c | PL d | PL d | PL d | – | | Hoch (30-100 J.) | PL c | PL d | PL d | PL d | PL e | PL e | In der Praxis erreicht eine typische Cat-3-Sicherheitstür (zwangsgeführte Kontakte + redundante Eingänge + zweikanaliges Sicherheitsrelais) leicht **PL d** mit zertifizierten Standardkomponenten. **PL e** erfordert eine Cat-4-Architektur (volle Diversität in manchen Implementierungen) und konsistent hohe DC > 99 %. ## Die β-Faktor / CCF Frage ISO 13849 behandelt CCF anders als IEC 61508: - **IEC 61508 / 61511**: expliziter β-Faktor (typisch 2-10 %) in der PFD-Gleichung multipliziert - **ISO 13849**: **binärer** Check über Anhang-F-Checkliste (65/100 Minimum). Bei Bestehen wird Redundanz voll anerkannt. Bei Nichtbestehen wird Redundanz ignoriert. Die Checkliste bewertet Punkte wie: physikalische Trennung, diverse Technologie, EMV-Qualifizierung, identische Wartungsprozeduren usw. Die meisten gut konstruierten Cat-3-/Cat-4-Systeme bestehen leicht. ## SISTEMA — das inoffizielle Standardtool Das **IFA (DGUV, Deutschland)** veröffentlicht **SISTEMA**, ein kostenloses Desktop-Tool, das den vollständigen ISO-13849-1-Berechnungsablauf implementiert. Es ist das De-facto-Industrietool, unterstützt von allen großen Sicherheitsherstellern (Pilz, Sick, Schmersal, Siemens), die Komponentendatenbibliotheken bereitstellen, die direkt in SISTEMA importierbar sind. Unser [PFD ↔ SIL Rechner](/de/tools/safety/pfd-to-sil) deckt die IEC-61511-Seite ab. Für reines Maschinendesign in PL-Begriffen ist der SISTEMA-Workflow schwer zu schlagen — wir werden ihn nicht duplizieren; wir verlinken wahrscheinlich darauf und ergänzen mit konzeptioneller Schulung. ## Warum zwei Maschinen-Normen (ISO 13849 + IEC 62061)? Historischer Zufall. Beide sind unter der Maschinenrichtlinie 2006/42/EG harmonisiert: - **ISO 13849** stammt aus der Tradition Maschinenbau / DIN - **IEC 62061** ist die Maschinenanpassung von IEC 61508 (verwendet SIL-Sprache) Beide sind gültig. In der Praxis **dominiert ISO 13849 Europa** für typische Maschinen (ihre Werkzeuge und Komponenten-Zertifizierungen sind weit verbreitet). IEC 62061 wird häufiger bei komplexen Maschinen mit signifikantem programmierbarem elektronischem Inhalt verwendet (Mehrachsen-CNC, große Verpackungslinien). Es gibt laufende Arbeiten, sie in einer zukünftigen gemeinsamen Revision zu **konvergieren** — IEC/ISO 17305 war das vorgeschlagene fusionierte Dokument, aber es liegt auf Eis. Derzeit wählen Konstrukteure eine und bleiben dabei. ## Beziehung zu anderen Normen - **IEC 61508**: Eltern. ISO 13849 übernimmt die PFH-Metrikstruktur, organisiert aber das SIL-Äquivalent in PL um. - **IEC 62061**: Geschwister. Gleicher Geltungsbereich wie ISO 13849, SIL-basierte Sprache. Oft zusammen verwendet (Systemebene in 62061, Komponenten in 13849). - **ISO 12100**: Voraussetzung. Definiert den Risikobeurteilungsprozess für Maschinen. Die PLr-Entscheidung (Anhang A von ISO 13849) folgt einer ISO-12100-Risikobeurteilung. - **IEC 60204-1**: Maschinenelektrische Ausrüstung. Die "Physical-Layer"-Regeln Verdrahtung/Schutz, die ISO 13849 ergänzen. ## Betroffene Branchen Industriemaschinen (Montage, Verpackung, Werkzeugmaschinen), Robotik und Cobotik, Förderer und Materialhandling, Holz- und Metallbearbeitungsmaschinen, Lebensmittelverarbeitungsmaschinen, Kunststoff Spritzguss / Blasformen, Aufzüge und Hebezeuge (manchmal ISO 13849, manchmal aufzugsspezifische Normen) ## Referenzen & Vertiefung - [ISO 13849-1:2023 — offiziell](https://www.iso.org/standard/85765.html) - [ISO 13849-2:2012 — offiziell](https://www.iso.org/standard/53640.html) - [Pilz — Safety Compendium (kostenlos, umfassend)](https://www.pilz.com/en-INT/services/training/safety-compendium) - [SISTEMA — kostenloser PL-Rechner vom IFA (DGUV)](https://www.dguv.de/ifa/praxishilfen/practical-solutions-machine-safety/software-sistema/index.jsp) - [ISSA Machinery Section — praktische Leitfäden](https://ww1.issa.int/prevention-machinery)