IEC 61000-6-7

Geräte mit Sicherheitsfunktionen auf ihre EMV prüfen

06.05.13 | Autor / Redakteur: Matthias Wirth * / Hendrik Härter

Funktionale Sicherheit: Der sichere Zustand eines Gerätes muss garantiert sein, damit es beispielsweise zu keinen Personenschaden kommt
Funktionale Sicherheit: Der sichere Zustand eines Gerätes muss garantiert sein, damit es beispielsweise zu keinen Personenschaden kommt (Clipdealer)

Für Geräte mit Sicherheitsfunktionen soll in Zukunft die IEC 61000-6-7 als Basis für EMV und Funktionale Sicherheit dienen. Wie sieht die aktuelle Normenlage aus und was ist bei der EMV zu beachten?

Elektronische Systeme übernehmen zunehmend die Aufgabe der Funktionalen Sicherheit bei Maschinen und Anlagen und lösen elektromechanische Systeme ab. Sensoren und Auswerteeinheiten überwachen Druck und Temperatur oder opto-elektronische Systeme schalten gefährliche Maschinen ab, sobald sich eine Person im Gefahrenbereich befindet. Alle Komponenten müssen normgerecht konzipiert und konstruiert sein, um den Anforderungen der Funktionalen Sicherheit zu genügen.

Ergänzendes zum Thema
 
Funktionierende Sicherheit von Anfang an

Zum Nachweis der Produkteigenschaften müssen Prüfungen am fertigen Produkt erfolgen. Insbesondere die EMV-Prüfungen spielen hier eine wichtige Rolle, da durch die Elektromagnetische Verträglichkeit die Funktion von sicherheitsgerichteten Geräten beeinträchtigt werden kann. Geräte mit Sicherheitsfunktionen können einer Zertifizierung durch TÜV oder DGUV unterzogen werden. Hierbei ist eine enge Zusammenarbeit von Hersteller, Prüflabor und Zertifizierer notwendig.

Die Normensituation für EMV-Prüfungen von Geräten mit Sicherheitsfunktionen ist derzeitig sehr unübersichtlich. Verschiedene Produktnormen enthalten Anforderungen zu EMV und Funktionaler Sicherheit oder enthalten zumindest Empfehlungen dazu. In Zukunft wird die neue Fachgrundnorm EMV-Störfestigkeit im Industriebereich für Geräte mit Sicherheitsfunktion IEC 61000-6-7 als Basis für EMV und Funktionale Sicherheit dienen. Für die Konstruktion von Geräten mit Sicherheitsfunktion ist in der Automatisierungstechnik die IEC 61508 (Funktionale Sicherheit elektrischer/elektronischer/ programmierbar elektronischer sicherheitsbezogener Systeme) als zentrale Norm zu nennen.

Diese Norm enthält bezüglich EMV-Prüfungen nur den allgemeinen Hinweis, dass die Prüfungen mit erhöhtem Prüfpegel durchzuführen sind. Für die funktionale Sicherheit von Maschinen existieren zum einen die DIN EN ISO 13849-1 (Sicherheit in Maschinen – Sicherheitsbezogener Teile von Steuerungen) sowie die DIN EN 62061 (Sicherheit von Maschinen – Funktionale Sicherheit sicherheitsbezogener elektrischer, elektronischer und programmierbarer elektronischer Steuerungssysteme).

Die DIN EN ISO 13849-1 und die DIN EN 62061 sind unter der Maschinenrichtlinie gelistet. Die Anforderungen bezüglich der EMV-Prüfung sind im informativen Anhang der EN 62061 zu finden. Aktuell sollen die beiden Normen DIN EN ISO 13849-1 und DIN EN 62061 harmonisiert werden.

Wie sich die Funktionale Sicherheit erreichen lässt

Als weitere wichtige Normen im Zusammenhang von EMV und Funktionaler Sicherheit sind für elektrische Mess-, Steuer-, Regel- und Laborgeräte die DIN EN 61326-3-1 und die EN 61326-3-2 zu nennen. Hierbei definiert der Teil 3-1 Anforderungen für die Industrieumgebung und der Teil 3-2 Anforderungen für die industrielle Anwendung in spezifizierter elektromagnetischer Umgebung. Die Ansätze, um die Funktionale Sicherheit zu erreichen, sind in beiden Normen unterschiedlich. Im Teil 3-1 geht man von einer normalen Industrieumgebung aus und erhöht die Prüfpegel, während man beim Teil 3-2 die Prüfpegel belässt und die elektromagnetische Umgebung bezüglich ihres Störpotentials begrenzend spezifiziert.

EMV-Normen zur Funktionalen Sicherheit fordern in der Regel erhöhte Prüfpegel gegenüber der üblichen EMV-Prüfung nach Produktnormen oder Fachgrundnorm. Der Grund dafür liegt darin, dass es durch die EMV zu kritischen Ausfällen der Sicherheitsfunktion kommen kann. Wenn beispielsweise ein sicherer Eingang zweikanalig ausgelegt ist, beeinflusst die EMV möglicherweise beide Kanäle gleichzeitig und die Sicherheitsfunktionen können ausfallen (Stichwort: Fehler gemeinsamer Ursache, CCF (Common Cause Failure)). Die Sicherheit für Mensch und Maschine wäre in einem solchen Fall nicht mehr gewährleistet.

Die Prüfung der erhöhten Pegel erfordern entsprechende Prüfeinrichtungen seitens des Prüflabors. Beispielsweise ist für die Erzeugung von 20 V/m homogene Feldfläche bei der Prüfung der Störfestigkeit gegenüber hochfrequenten elektromagnetischen Feldern erheblich mehr Verstärkerleistung erforderlich, als für die üblichen 10 V/m Feldstärke. Auch Impulsgeneratoren für Burst- und Surge-Prüfungen müssen in der Lage sein, hohe Störpegel zu erzeugen.

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