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Octogon entwickelt und fertigt Sensoren, die speziell für den Einsatz in Systemen mit hohen Anforderungen an die funktionale Sicherheit nach EN IEC 61508 (SIL) und EN ISO 13849-1 (PL) ausgelegt sind. Unsere Kraftmessbolzen, Kraftaufnehmer und Wägezellen erreichen dabei SIL 3 und/oder PL e.
SIL- und PL-konforme Sensorik
In industriellen Anlagen und Maschinen steht der Schutz von Mensch, Maschine und Umwelt an erster Stelle. Für sicherheitskritische Anwendungen sind verlässliche Nachweise über die Ausfallsicherheit des Gesamtsystems gefordert. Sensoren wie Kraftmessbolzen, Wägezellen und Kraftaufnehmer sowie Drehmomentaufnehmer sind dabei oft das erste und wichtigste Glied in der Sicherheitskette.
Die Sicherheitsstandards: SIL und PL im Überblick
Abhängig von Branche und Risikobeurteilung greifen unterschiedliche Normen, die dasselbe Ziel verfolgen: das Risiko eines gefährlichen Maschinenausfalls auf ein akzeptables Maß zu senken.
- SIL (Safety Integrity Level), definiert nach EN IEC 61508. Relevant für die Prozessindustrie und komplexe elektronische Systeme, gegliedert in die Stufen SIL 1 bis SIL 4.
- PL (Performance Level), definiert nach EN ISO 13849-1. Der Standard im klassischen Maschinen- und Anlagenbau, gegliedert in die Stufen PL a bis PL e.
Für anspruchsvolle Anwendungen in der Hebetechnik oder Bühnentechnik sind Vorgaben wie SIL 3 oder PL e heute branchenüblicher Standard. Um diese Systemvorgaben zu erfüllen, müssen die eingesetzten Sensoren entsprechende Architekturen und Zuverlässigkeitskennzahlen mitbringen. Eine Übersicht der verfügbaren Ausführungen finden Sie bei den Wägezellen mit SIL- und PL-Einstufung und in der Messelektronik für sicherheitsgerichtete Anwendungen.
Technische Umsetzung: Redundanz und CCF-Vermeidung
Ein einkanaliger Sensor kann höchste Sicherheitsstufen systembedingt nicht erfüllen. Wir setzen für sicherheitsgerichtete Anwendungen deshalb auf konsequente Zweikanaligkeit in 1oo2-Architektur und auf Maßnahmen zur Vermeidung von Fehlern gemeinsamer Ursache (Common Cause Failures, CCF).
Echte mechanische und elektrische Redundanz
Der Verformungskörper des Sensors wird mit zwei voneinander unabhängigen DMS-Vollbrücken bestückt. Beide Messkreise erfassen dieselbe physikalische Kraft, arbeiten aber galvanisch getrennt. Fällt ein Messkreis aus oder liefert unplausible Werte, erkennt das übergeordnete Sicherheitssystem die Diskrepanz und leitet den sicheren Zustand ein. Die Applikation der Dehnungsmessstreifen erfolgt im eigenen Haus, ebenso die Fertigung der Messkörper.
Getrennte Signalwege und Anschlüsse
Um Übersprechen und gemeinsame Ausfallursachen zu verhindern, etwa einen einzelnen Kabelbruch, der beide Signale kappt, werden die internen Verdrahtungen physisch getrennt geführt. Der Anschluss erfolgt über separate Kabelausgänge oder isolierte Mehrfach-Steckverbinder.
Diagnosefähigkeit und Signalvielfalt
Die Sicherheit einer Steuerung hängt davon ab, ob sie Sensorfehler erkennen kann. Diesen Diagnosedeckungsgrad unterstützen wir durch unterschiedliche Signalkonfigurationen:
- Invertierte Analogsignale. Kanal A liefert beispielsweise 4…20 mA, Kanal B gegenläufig 20…4 mA. Die Summe beider Werte muss in der Steuerung stets 24 mA ergeben; jede Abweichung deutet unmittelbar auf einen Fehler hin.
- Digitale Sicherheitsprotokolle. Voll integrierte Elektroniken mit CANopen Safety oder PROFIsafe, die Laufzeiten, Datenintegrität und Telegrammverluste zyklisch überwachen.
Dokumentation ist Teil des Produkts
Ein redundanter Sensor ist ohne die passenden statistischen Nachweise für die Zertifizierung der Anlage nicht verwendbar. Funktionale Sicherheit verlangt eine lückenlose Dokumentation.
Wir unterstützen Maschinenbauer und Systemintegratoren deshalb nicht nur mit Hardware, sondern liefern die Daten für die Sistema-Berechnung oder vergleichbare Werkzeuge:
| Kennzahl | Bedeutung für die Anlagenzertifizierung |
|---|---|
| MTTF<sub>D</sub> | Mean Time To dangerous Failure, die mittlere Zeit bis zu einem gefahrbringenden Ausfall der Sensorik |
| B10<sub>D</sub> | Bei elektromechanischen Komponenten: Anzahl der Schaltzyklen, bis 10 % der Bauteile gefährlich ausfallen |
| DC | Diagnostic Coverage, der Diagnosedeckungsgrad unserer integrierten Elektronikkomponenten |
| FMEA | Fehlermöglichkeits- und Einflussanalyse zur Bewertung potenzieller Schwachstellen im Design |
Wichtig für die Planung: Diese Kennzahlen beschreiben das Bauteil. Welches Sicherheitsniveau Ihre Sicherheitsfunktion erreicht, ergibt sich erst aus Ihrer Gesamtarchitektur, den Diagnosemaßnahmen und der nachgelagerten Auswertung.
Typische Anwendungsgebiete
Sicherheitsgerichtete Sensoren von octogon kommen überall dort zum Einsatz, wo das Versagen der Mechanik Menschen gefährden oder hohe Sachschäden verursachen kann:
- Hebetechnik und Kranbau: Überlastsicherungen und Lastmomentbegrenzung an Mobil-, Turmdreh- und Hallenkranen
- Bühnentechnik: Seilkraftüberwachung über Zuschauer- und Akteursbereichen
- Fahrerlose Transportsysteme und Robotik: sichere Kraft- und Momentenüberwachung in der Mensch-Roboter-Kollaboration
- Pressen und Umformtechnik: Absicherung von Schließkräften im schweren Maschinenbau
Wenn kein Standardsensor passt
Sicherheitsgerichtete Anwendungen haben häufig Einbausituationen, für die es keinen Katalogaufnehmer gibt. Wir konstruieren und fertigen kundenspezifische Kraftaufnehmer mit redundanter Architektur, entwickeln bei Bedarf die passende Messelektronik dazu und kalibrieren die Messkette nach ISO 17025 im eigenen Labor. Gehört zur Aufgabe eine komplette Prüfeinrichtung, übernehmen wir auch den Prüfstandsbau.
Sichere Maschinen beginnen bei sicherer Sensorik.
Planen Sie eine Anlage nach EN ISO 13849 oder EN IEC 61508? Beschreiben Sie uns die Sicherheitsfunktion, dann begleiten wir Sie vom Sensordesign bis zur Bereitstellung der zertifizierungsrelevanten Zuverlässigkeitsdaten.