Wenn Software die Kontrolle übernimmt

Überprüfung der Betriebssicherheit relevanter Firmware

Immer mehr mechanische Sicherheitseinrichtungen in Aufzugsanlagen werden softwaremäßig überwacht und gesteuert. Diese Überwachungs- und Steuerungssoftware muss auf dem neuesten Stand gehalten werden und sowohl produkt- als auch funktionale Sicherheitskriterien erfüllen. Dieser Artikel zeigt auf, worauf Betreiber achten müssen und wie sie erfolgreich Betriebssicherheit herstellen können.

Um auch bei Störungen eine sichere Fahrt für die Passagiere zu gewährleisten, sind in Aufzügen zahlreiche Sicherheitskomponenten verbaut. Dabei handelt es sich meist um mechanische oder mechatronische Baugruppen, wie Geschwindigkeitsbegrenzer und Fangvorrichtungen, die die Aufzugskabine abbremsen, wenn die maximale Fahrgeschwindigkeit überschritten wird.

Heutzutage übernehmen integrierte Hardware- (HW) und Software- (SW) Systeme zunehmend die Überwachung und Steuerung mechanischer Sicherheitsfunktionen und bilden unabhängige Schaltkreise neben den Standard-Steuerungssystemen für den Betriebszustand des Aufzugs. Ihre HW besteht typischerweise aus Sensoren, Logikeinheiten und Aktoren und liefert Daten, die von SW-Produkten verarbeitet und ausgewertet werden.

Nutzung verfügbarer Daten

Im regulären Betrieb überwacht das Schachtinformationssystem beispielsweise die Position einer Aufzugskabine (Schachtcodierung). Dies kann beispielsweise mit Hilfe eines im Aufzugsschacht installierten Magnetbandes erfolgen, das kontinuierlich die aktuelle Position der Kabine an die speicherprogrammierbare Steuerung (SPS) meldet. Die SPS gibt dann den Steuerbefehl an den Motor und das Antriebssystem. Dadurch kann der Aufzug in jedem Stockwerk präzise an den Haltestellen anhalten, ohne Stolperfallen zu verursachen.

Mit dem Schachtinformationssystem lassen sich auch sicherheitsrelevante Störungen erkennen und den Aufzug zuverlässig in einen sicheren Betriebszustand zurückführen. Da die Position des Fahrkorbs kontinuierlich erfasst wird, erkennt der Sensor unzulässige Beschleunigungswerte beispielsweise durch Seilbruch und leitet entsprechende Gegenmaßnahmen durch das Steuergerät ein.

Zuverlässiges System durch Baumusterprüfung

Dazu muss das HW/SW-System eine zuverlässige und korrekte Erkennung aller gefährlichen Betriebszustände gewährleisten. Bei falscher Verarbeitung von Informationen kann es sein, dass im Notfall die notwendigen Maßnahmen nicht ausgelöst werden oder die Fangvorrichtung während der regulären Aufzugsfahrt einrastet.

Sicherheitskomponenten müssen hohen Sicherheitsstandards genügen. Die Zuverlässigkeit ihrer Sicherheitsfunktionen muss nachgewiesen werden, bevor Aufzugshersteller sie in ihren Aufzugssystemen verwenden können. Benannte Stellen (NB) führen daher Baumusterprüfungen durch, bei denen sie die Konstruktion und Konstruktion der Komponenten sowie deren Funktionen und Validierungs- und Verifizierungsmaßnahmen überprüfen.

Software, auch nach Updates

Das Testen der Wirksamkeit von SW-Sicherheitsfunktionen und das Ausschließen unerwünschter Interaktionen von Standardbetriebsmitteln in der Betriebsphase eines Aufzugs kann eine Herausforderung sein.

In vielen Fällen bleibt dem Prüfer nichts anderes übrig als ein Aufkleber auf dem Steuergerät mit der Versionsnummer der installierten SW. In vielen Fällen gibt es keine verlässlichen Hinweise, ob die Informationen noch gültig sind oder ob zwischenzeitlich ein Update oder eine neue SW hochgeladen wurde (und wenn ja, von wem und wie sich das auf die Sicherheitsfunktionen auswirkt).

Die Aufzugssicherheit kann nur bestätigt werden, wenn der Sachverständige nachweisen kann, dass die SW noch der Baumusterprüfung entspricht oder eventuelle Updates den Anforderungen der funktionalen Sicherheit gemäß IC 61508-3 entsprechen. Vor diesem Hintergrund sind der Aufbau eines korrekten Managements der funktionalen Sicherheit mit seinem Sicherheitslebenszyklus der SW-Entwicklung und die lückenlose und nachvollziehbare Dokumentation aller Änderungen wichtige Maßnahmen.

Verifizierung leicht gemacht durch vollständige Dokumentation

Das Konfigurationsmanagement hilft, einige der oben genannten Kriterien zu erreichen. Im Rahmen eines etablierten Konfigurationsmanagementsystems umfasst die Aufzugsdokumentation einen Notiz- oder QR-Code-Aufkleber, der von Inspektoren mit einem Tablet oder Smartphone schnell gescannt werden kann. Inspektoren können auf die digitale Aufzugsdokumentation zugreifen, die Versionsnummer der SW und ihre Freigabe durch eine NB überprüfen; alle durchgeführten Wartungs- und Instandhaltungsaktivitäten nachverfolgen; und schließlich die Ergebnisse ihrer Prüfung unter einem sicheren Login dokumentieren. Damit erhalten Experten alle Informationen, die sie benötigen, um die sichere Nutzung des Aufzugs bis zur nächsten Inspektion zu bestätigen.

Diese Form der Verifizierung ist bereits möglich. Eine umfassende und gründliche Dokumentation bietet Betreibern eine Lösung für den einfachen und kontinuierlichen Nachweis der Sicherheit ihrer Aufzugssysteme.