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FSM in der Praxis
SIL in der Praxis
Landshut, 15. Oktober 2013
Johann Ströbl
Planstatus/ 2TÜV SÜD Industrie Service GmbH
Inhaltsverzeichnis
n FSM
n Lifecycle Haltepunkte
n Validierung Inbetriebnahme
n Betrieb und Instandhaltung
n Sicherheitsbauteile ohne Eignungsnachweis
n Dokumentation
Inhaltsverzeichnis
Planstatus/ 3TÜV SÜD Industrie Service GmbH
Sicherheitslebenszyklus
Entstehung des
Sicherheits-
lebenszyklus
Sicherheits-
Management
Technische
Anforderung
Qualifikation
Personal
+
+Fehlerursachen
Außerbetriebnahme
Änderung nach
Inbetriebnahme
Betrieb &
Wartung
Installation &
Inbetriebnahme
Planung &
Implementierung
Spezifikation
Sicherheits-
Lebenszyklus
Planstatus/ 4TÜV SÜD Industrie Service GmbH
Inhaltsverzeichnis
Sicherheitsmanagement
Planstatus/ 5TÜV SÜD Industrie Service GmbH
Inhaltsverzeichnis
Sicherheitsmanagement
Planstatus/ 6TÜV SÜD Industrie Service GmbH
Inhalt
1 Ziel / Zweck 3
2 Begriffe und Abkürzungen 4
3 Geltungsbereich 4
4 Organisation im Sicherheitslebenszyklus 4
4.1 Sicherheitsplan (safety lifecycle) 5
4.2 Delegation der Verantwortung 5
4.2.1 Planungsteam 5
4.2.2 Beurteilungsteam 5
4.3 Risikobetrachtung 5
4.3.1 Betrachtung der Risiken im Rahmen der HAZOP 5
4.3.2 Zuordnung des Geltungsbereich der jeweiligen NORM 5
4.3.3 Einstufung der Sicherheitstechnischen Systeme (SIS) 6
4.4 Erstellung des Lastenheft 6
4.5 Erstellen des Pflichtenheft 6
4.6 Implementierung der Software 7
4.7 Verifizierung der Software 7
Managementsystem der funktionalen Sicherheit
Planstatus/ 7TÜV SÜD Industrie Service GmbH
• 4.8 Montage und Inbetriebnahme
• 4.9 Validierung
• 4.10 Betrieb und Instandhaltung
• 4.11 Ausserbetriebnahme
• 5 Änderungsmanagement
• 6 Prüfungen im Sicherheitslebenszyklus
• 6.1 Zweck:
• 6.2 Durchzuführende Prüfungen
• 6.2.1 Prüfung des Lastenheft
• 6.2.2 Prüfung des Pflichtenheft
• 6.2.3 Verifizierung der Software
• 6.2.4 Überprüfung der ordnungsgemäßen Durchführung von
Montage und IBN
• 6.2.5 Validierung
Managementsystem der funktionalen Sicherheit
Planstatus/ 8TÜV SÜD Industrie Service GmbH
Sicherheitslebenszyklus
Manage-
ment und
Be-
urteilung
der
funktio-
nalen
Sicher-
heit und
Audits
VerifikationAufbau und
Planung
des Sicher-
heits-
Lebens-
zyklus
Gefährdungs- und Risiko-Beurteilung
Quelle: DIN EN 61511Quelle: DIN EN 61511--11 -- Bild 8Bild 8
1
Zuordnung der Sicherheitsfunktionen zu
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2
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Entwurf und Planung anderer
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Montage, Inbetriebnahme und Validierung
Betrieb und Instandhaltung
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Planstatus/ 9TÜV SÜD Industrie Service GmbH
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Wartung und Instandhaltung
Planstatus/ 10TÜV SÜD Industrie Service GmbH
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Planstatus/ 11TÜV SÜD Industrie Service GmbH
Prüfungen im LifeCycle
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Planstatus/ 12TÜV SÜD Industrie Service GmbH
Validierung vor
Inbetriebnahme
100 % Prüfung der Schutzeinrichtungen vom Sensor bis zum
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auf der Basis von
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Planstatus/ 13TÜV SÜD Industrie Service GmbH
Validierung vor
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Planstatus/ 14TÜV SÜD Industrie Service GmbH
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gehörenden safety manual
Prüfungen im LifeCycle
Planstatus/ 15TÜV SÜD Industrie Service GmbH
Validierung vor
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Prüfungen im LifeCycle
Planstatus/ 16TÜV SÜD Industrie Service GmbH
Prüfungen während
des Betriebes
Overrides und Brücken sollen nicht
verwendet werden
Die Verwendung von Overrides und Brücken
ist nur in Ausnahmefällen zulässig
Overrides und Brücken beschränken die Funktion des Schutzkreises
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vom Schutzkreis ab.
Die Verwendung von Overrides und Brücken, wenn sie denn
unabdingbar verwendet benötigt werden, muss streng geordnet, gelenkt
und überwacht werden.
Betrieb und Instandhaltung
Planstatus/ 17TÜV SÜD Industrie Service GmbH
Austausch von
Komponenten eines
Schutzkreises
Der Austausch zertifizierter Komponenten gegen zertifizierte
Komponenten eines anderen Herstellers ist unzulässig selbst wenn Sie
für den gleichen SIL-Level geeignet sind
Selbst der Austausch zertifizierter Komponenten gegen Komponenten
mit unterschiedlicher Versions- oder Modellnummer ist unzulässig.
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neue Komponente identisch mit der bisherigen sein…
(gleiches Model, gleiche Firmwareversion.)
Betrieb und Instandhaltung
Planstatus/ 18TÜV SÜD Industrie Service GmbH
Austausch von
Komponenten eines
Schutzkreises
Die in einem Schutzkreis erforderliche Zuverlässigkeit der Komponenten ist
u.a. abhängig von den zyklischen Funktionsprüfungen
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Zuverlässigkeit aufweisen aber mit UNTERSCHIEDLICHEN
Anforderungen an die zyklischen Funktionsprüfungen
Wird in einem Schutzkreis eine Komponente gegen eine eines anderen
Herstellers ersetzt sind die Anforderungen an Instandhaltung und
Funktionsprüfungen für den gesamten Schutzkreis betroffen. Der gesamte
Schutzkreis muss neu vom Planungsteam überarbeitet werden.
Betrieb und Instandhaltung
Planstatus/ 19TÜV SÜD Industrie Service GmbH
Prüfungen
während des
Betriebes Kontrolle der Schutzeinrichtungen während des Betriebes
(Warte)
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Managementsystem der funktionalen Sicherheit
Planstatus/ 20TÜV SÜD Industrie Service GmbH
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Betriebes Kontrolle der Sensoren und Aktoren bei Rundgängen
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Planstatus/ 21TÜV SÜD Industrie Service GmbH
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Betreiber
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Planstatus/ 22TÜV SÜD Industrie Service GmbH
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Fehlerbaumanalyse
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Planstatus/ 24TÜV SÜD Industrie Service GmbH
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1
1
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ja nein
ja
ja
ja
ja
ja
nein
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nein
nein
nein
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Fehlerbaumanalyse
nach EN50156
1
Planstatus/ 25TÜV SÜD Industrie Service GmbH
Sicherheitsbauteile ohne „SIL“
fehlersichere Steuerung mit analogen Gebern in 1v2 Auswahl
Steuerung
P
4-20mA
P
4-20mA
Zertifiziert für Einsatz
in Schutzkreisen mit
erf. Risikoreduzierung
bis
SIL 3
analoge nicht
fehlersichere Geber
diskrepanzüberwacht
bei Auftreten einer
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Teilsystem Sensorik
Planstatus/ 26TÜV SÜD Industrie Service GmbH
Sicherheitsbauteile ohne „SIL“
fehlersichere Steuerung mit analogen Gebern in 2v3 Auswahl
Steuerung
P
4-20mA
P
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P
4-20mA
Zertifiziert für Einsatz
mit Risikoreduzierung
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SIL 3
analoge nicht
fehlersichere Geber
diskrepanzüberwacht
bei Auftreten eines
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Teilsystem Sensorik
Planstatus/ 27TÜV SÜD Industrie Service GmbH
Fehlerausschlüsse nach EN 50156
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Planstatus/ 28TÜV SÜD Industrie Service GmbH
Dokumentation Entlastung der Verantwortlichen im Schadensfall nur durch
ausreichende Dokumentation möglich
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Ausführung, Datenblätter der
Einzelkomponenten
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Managementsystem der funktionalen Sicherheit
Vielen Dank für Ihre
Aufmerksamkeit!

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  • 1. FSM in der Praxis SIL in der Praxis Landshut, 15. Oktober 2013 Johann Ströbl
  • 2. Planstatus/ 2TÜV SÜD Industrie Service GmbH Inhaltsverzeichnis n FSM n Lifecycle Haltepunkte n Validierung Inbetriebnahme n Betrieb und Instandhaltung n Sicherheitsbauteile ohne Eignungsnachweis n Dokumentation Inhaltsverzeichnis
  • 3. Planstatus/ 3TÜV SÜD Industrie Service GmbH Sicherheitslebenszyklus Entstehung des Sicherheits- lebenszyklus Sicherheits- Management Technische Anforderung Qualifikation Personal + +Fehlerursachen Außerbetriebnahme Änderung nach Inbetriebnahme Betrieb & Wartung Installation & Inbetriebnahme Planung & Implementierung Spezifikation Sicherheits- Lebenszyklus
  • 4. Planstatus/ 4TÜV SÜD Industrie Service GmbH Inhaltsverzeichnis Sicherheitsmanagement
  • 5. Planstatus/ 5TÜV SÜD Industrie Service GmbH Inhaltsverzeichnis Sicherheitsmanagement
  • 6. Planstatus/ 6TÜV SÜD Industrie Service GmbH Inhalt 1 Ziel / Zweck 3 2 Begriffe und Abkürzungen 4 3 Geltungsbereich 4 4 Organisation im Sicherheitslebenszyklus 4 4.1 Sicherheitsplan (safety lifecycle) 5 4.2 Delegation der Verantwortung 5 4.2.1 Planungsteam 5 4.2.2 Beurteilungsteam 5 4.3 Risikobetrachtung 5 4.3.1 Betrachtung der Risiken im Rahmen der HAZOP 5 4.3.2 Zuordnung des Geltungsbereich der jeweiligen NORM 5 4.3.3 Einstufung der Sicherheitstechnischen Systeme (SIS) 6 4.4 Erstellung des Lastenheft 6 4.5 Erstellen des Pflichtenheft 6 4.6 Implementierung der Software 7 4.7 Verifizierung der Software 7 Managementsystem der funktionalen Sicherheit
  • 7. Planstatus/ 7TÜV SÜD Industrie Service GmbH • 4.8 Montage und Inbetriebnahme • 4.9 Validierung • 4.10 Betrieb und Instandhaltung • 4.11 Ausserbetriebnahme • 5 Änderungsmanagement • 6 Prüfungen im Sicherheitslebenszyklus • 6.1 Zweck: • 6.2 Durchzuführende Prüfungen • 6.2.1 Prüfung des Lastenheft • 6.2.2 Prüfung des Pflichtenheft • 6.2.3 Verifizierung der Software • 6.2.4 Überprüfung der ordnungsgemäßen Durchführung von Montage und IBN • 6.2.5 Validierung Managementsystem der funktionalen Sicherheit
  • 8. Planstatus/ 8TÜV SÜD Industrie Service GmbH Sicherheitslebenszyklus Manage- ment und Be- urteilung der funktio- nalen Sicher- heit und Audits VerifikationAufbau und Planung des Sicher- heits- Lebens- zyklus Gefährdungs- und Risiko-Beurteilung Quelle: DIN EN 61511Quelle: DIN EN 61511--11 -- Bild 8Bild 8 1 Zuordnung der Sicherheitsfunktionen zu Schutzebene 2 Spezifikation der Sicherheits- anforderungen an das SIS3 Entwurf und Planung anderer Maßnahmen zur Risikoreduzierung 9 Entwurf und Planung des SIS 4 Montage, Inbetriebnahme und Validierung Betrieb und Instandhaltung Änderung Außerbetriebsetzung 8 7 6 5 1110 Stufe 5 Stufe 3 Stufe 4 Stufe 1 Stufe 2
  • 9. Planstatus/ 9TÜV SÜD Industrie Service GmbH Inhaltsverzeichnis Wartung und Instandhaltung
  • 10. Planstatus/ 10TÜV SÜD Industrie Service GmbH Prüfungen im LifeCycle Prüfung des Lastenheftes Haltepunkte nach DIN EN 61511 Bild 8 durch das Beurteilungsteam Prüfung des Pflichtenheftes Verifizierung der Software Validierung vor Inbetriebnahme Prüfung während des Betriebes Prüfung nach Änderungen
  • 11. Planstatus/ 11TÜV SÜD Industrie Service GmbH Prüfungen im LifeCycle Prüfung nach Pflichtenheft und Softwareerstellung Prüfungen von Zeichnungen und Berechnungen Überprüfung der Auslegung der Schutzkreise anhand von R+I Schemata, Datenblättern, Stromlaufplänen, Funktionsplänen etc. - richtige Komponentenauswahl, Druck, Temperatur, Medium - Nachvollziehbarkeit der SIL Berechnungen - Eignung für die Umgebungsbedingungen
  • 12. Planstatus/ 12TÜV SÜD Industrie Service GmbH Validierung vor Inbetriebnahme 100 % Prüfung der Schutzeinrichtungen vom Sensor bis zum Aktor auf der Basis von optischen Prüfungen Funktionsprüfungen Messungen Prüfungen im LifeCycle
  • 13. Planstatus/ 13TÜV SÜD Industrie Service GmbH Validierung vor Inbetriebnahme optische Prüfung Überprüfung der geforderten Merkmale und Eigenschaften der gelieferten Ausrüstungsteile und Bauelemente nach Einbau, wie z.B. - spannungsfreier Einbau von Komponenten - korrekte Einbaulage - geeignete Dichtmaterialien - Eignung für die Umgebungsbedingungen Prüfungen im LifeCycle
  • 14. Planstatus/ 14TÜV SÜD Industrie Service GmbH Validierung vor Inbetriebnahme Funktionsprüfung Überprüfung der richtigen Funktion der Schutzkreise - Prüfung so betriebsnah wie möglich durchführen - Prüfung vom Sensor bis Aktor unter Berücksichtigung der Auflagen des zur Komponente gehörenden safety manual Prüfungen im LifeCycle
  • 15. Planstatus/ 15TÜV SÜD Industrie Service GmbH Validierung vor Inbetriebnahme Prüfung durch Messungen Überprüfung der spezifizierten Grenzwerte z.B. - Messung der Einbaulänge einer Überfüllsicherung - Messung der maximalen Umgebungstemperatur am Flammenwächter - Überprüfung der Schließzeit einer Absperreinrichtung Prüfungen im LifeCycle
  • 16. Planstatus/ 16TÜV SÜD Industrie Service GmbH Prüfungen während des Betriebes Overrides und Brücken sollen nicht verwendet werden Die Verwendung von Overrides und Brücken ist nur in Ausnahmefällen zulässig Overrides und Brücken beschränken die Funktion des Schutzkreises oder schalten sie vollständig aus und schließlich hängt Ihre Sicherheit vom Schutzkreis ab. Die Verwendung von Overrides und Brücken, wenn sie denn unabdingbar verwendet benötigt werden, muss streng geordnet, gelenkt und überwacht werden. Betrieb und Instandhaltung
  • 17. Planstatus/ 17TÜV SÜD Industrie Service GmbH Austausch von Komponenten eines Schutzkreises Der Austausch zertifizierter Komponenten gegen zertifizierte Komponenten eines anderen Herstellers ist unzulässig selbst wenn Sie für den gleichen SIL-Level geeignet sind Selbst der Austausch zertifizierter Komponenten gegen Komponenten mit unterschiedlicher Versions- oder Modellnummer ist unzulässig. Wird eine zertifizierte Komponente im SIL-Loop ausgetauscht, muss die neue Komponente identisch mit der bisherigen sein… (gleiches Model, gleiche Firmwareversion.) Betrieb und Instandhaltung
  • 18. Planstatus/ 18TÜV SÜD Industrie Service GmbH Austausch von Komponenten eines Schutzkreises Die in einem Schutzkreis erforderliche Zuverlässigkeit der Komponenten ist u.a. abhängig von den zyklischen Funktionsprüfungen Die Komponente eines anderen Herstellers kann die gleiche Zuverlässigkeit aufweisen aber mit UNTERSCHIEDLICHEN Anforderungen an die zyklischen Funktionsprüfungen Wird in einem Schutzkreis eine Komponente gegen eine eines anderen Herstellers ersetzt sind die Anforderungen an Instandhaltung und Funktionsprüfungen für den gesamten Schutzkreis betroffen. Der gesamte Schutzkreis muss neu vom Planungsteam überarbeitet werden. Betrieb und Instandhaltung
  • 19. Planstatus/ 19TÜV SÜD Industrie Service GmbH Prüfungen während des Betriebes Kontrolle der Schutzeinrichtungen während des Betriebes (Warte) Plausibilität der Messwerte bei Abweichungen Reaktion durch Operator Beispiel O2min Alarm bei ausreichender Luftmenge Kontrolle der CO Werte Kontrolle des Flammenbildes vor Ort Entscheidung durch Operator über Reaktionen Managementsystem der funktionalen Sicherheit
  • 20. Planstatus/ 20TÜV SÜD Industrie Service GmbH Prüfungen während des Betriebes Kontrolle der Sensoren und Aktoren bei Rundgängen Undichtheiten , Geräusche; Beschädigungen stimmt vor Ort Anzeige mit PLS überein? Information der Maintenance bei Unregelmäßigkeiten Managementsystem der funktionalen Sicherheit
  • 21. Planstatus/ 21TÜV SÜD Industrie Service GmbH Eignung der Sensoren, Steuerungen, Aktoren Prozessanschluss Sensor ProzessanschlussSteuerung Aktor SIS (Safety Instrumented System) Betreiber Betreiber Hersteller, Errichter Klemmen, Leitungen Basisbetrachtungen zur SIL-Umsetzung
  • 22. Planstatus/ 22TÜV SÜD Industrie Service GmbH Sicherheitsbauteile ohne „SIL“ → Deterministisches Fehlermodell Fehlerbaumanalyse redundanter Aufbau mit hochwertiger Fehleraufdeckung regelmäßige manuelle Prüfung
  • 23. Planstatus/ 23TÜV SÜD Industrie Service GmbH Fehlerbaumanalyse nach EN 50156 bzw. EN 746-2 Fehlerbaumanalyse für hartverdrahteten Teil
  • 24. Planstatus/ 24TÜV SÜD Industrie Service GmbH Fehlerbetrachtung Wirksamkeit des Schutzsystems durch Erstfehler beeinträchtigt? 1) Wirksamkeit des Schutzsystems durch zusätzlichen Zweitfehler beeinträchtigt? 1) Selbsttätige Fehlererkennung bei Fehlereintritt? Regelmäßige Prüfung ausreichend? Automatische regelmäßige Prüfung nötig? Maßnahme bei ständiger Beaufsich- tigung ausreichend? Signal- verarbeitung? Zusätzliche Sicherheits- maßnahmen erforderlich Durchführung von zusätzlichen Maß- nahmen zur selbst- tätigen Fehler- erkennung Änderung des Meldesignals in Auslösesignal Betriebsanweisung: Regelmäßige Prü- fung bzw. Fehler- beseitigung Abbruch der Fehlerbetrachtung 1 1 1 Für zusätzliche Maßnahmen muss Fehler- betrachtung erneut durchgeführt werden ja nein ja ja ja ja ja nein nein nein nein nein Auslösesignal 1) In Abhängigkeit von der geforderten sicherheitsbezogenen Anforderungstufe müssen bei der Betrachtung von Erst- und Zweitfehlern unterschiedliche Fehlermodelle berücksichtigt werden siehe Tabelle 3 Fehlerbaumanalyse für hartverdrahteten Teil Fehlerbaumanalyse nach EN50156 1
  • 25. Planstatus/ 25TÜV SÜD Industrie Service GmbH Sicherheitsbauteile ohne „SIL“ fehlersichere Steuerung mit analogen Gebern in 1v2 Auswahl Steuerung P 4-20mA P 4-20mA Zertifiziert für Einsatz in Schutzkreisen mit erf. Risikoreduzierung bis SIL 3 analoge nicht fehlersichere Geber diskrepanzüberwacht bei Auftreten einer unterschiedlichen Signalgabe an beiden Sensoren wird ein Alarm in der Messwarte abgesetzt bzw. muss die Anlage abgeschaltet werden Teilsystem Sensorik
  • 26. Planstatus/ 26TÜV SÜD Industrie Service GmbH Sicherheitsbauteile ohne „SIL“ fehlersichere Steuerung mit analogen Gebern in 2v3 Auswahl Steuerung P 4-20mA P 4-20mA P 4-20mA Zertifiziert für Einsatz mit Risikoreduzierung bis SIL 3 analoge nicht fehlersichere Geber diskrepanzüberwacht bei Auftreten eines Fehlers an einem Sensor kann dieser ermittelt werden. Ein Weiterbetrieb als 1v2 ist möglich Teilsystem Sensorik
  • 27. Planstatus/ 27TÜV SÜD Industrie Service GmbH Fehlerausschlüsse nach EN 50156 Teilsystem Aktorik
  • 28. Planstatus/ 28TÜV SÜD Industrie Service GmbH Dokumentation Entlastung der Verantwortlichen im Schadensfall nur durch ausreichende Dokumentation möglich Lebenslauf des Schutzkreises mit Einstufungen Ausführung, Datenblätter der Einzelkomponenten rechnerischer bzw. argumentativer Nachweis für die Eignung des Schutzkreises durchgeführte Wartungen Änderungen am Schutzkreis Managementsystem der funktionalen Sicherheit
  • 29. Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit!