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DKE Deutsche Kommission Elektrotechnik Elektronik Informationstechnik in DIN und VDE

Einführungsbeitrag

Die Normenreihe IEC 61310 legt sicherheitsbezogene Grundsätze für die Schnittstelle "Mensch-Maschine" bei der Bedienung von Maschinen fest und basiert auf IEC 60447:2004 (DIN EN 60447 (VDE 0196)) über "Grund- und Sicherheitsregeln für die Mensch-Maschine-Schnittstelle - Kennzeichnung - Bedienungsgrundsätze". Die jetzt vorliegenden Teile der Norm sind Überarbeitungen der Erstveröffentlichungen aus dem Jahr 1995 für die Teile 1 und 2 und aus dem Jahr 1999 für den Teil 3.
Anforderungen an die Kodierung von Anzeigen, Kennzeichen und Bedienelementen durch Farben oder andere Methoden wurden entsprechend IEC 60073:2002 (DIN EN 60073 (VDE 0199)) über "Grund- und Sicherheitsregeln für die Mensch-Maschine-Schnittstelle - Kennzeichnung - Codierungsgrundsätze für Anzeigegeräte und Bedienteile" festgelegt.
Die Norm kann als Referenznorm für Produktnormen für Maschinen herangezogen werden oder, falls keine entsprechende Produktnorm vorhanden ist, auch vom Anwender bei der Herstellung von Maschinen angewendet werden.
Die Mensch-Maschine-Schnittstelle ist ein wesentliches sicherheitsrelevantes Element. Die Eindeutigkeit bei der Bedienung und die schnelle Erfassung von optischen und akustischen Signalen tragen wesentlich zur Reduzierung des Risikos bei der Verwendung von Maschinen bei. Intuitives Erfassen für eine gewollte Bewegung einer Maschine führt zur Beherrschung einer Maschine.
IEC 61310-1
Im ersten Teil dieser Normenreihe werden die Varianten der Unterscheidung von sichtbaren, hörbaren und tastbaren Signalen definiert. Dabei wird zwischen aktiven und passiven Formen unterschieden.
Sichtbare Signale:
Für sichtbare Signale wird das Blickfeld des Menschen aus Sicht der Ergonomie sowohl in der Horizontalen als auch in der Vertikalen betrachtet. Das Blickfeld wird in Bereiche eingeteilt; dabei wird unterschieden zwischen: empfohlen (Bereich A), annehmbar (Bereich B), nicht geeignet (Bereich C) und natürlich (mittlere) Sichtlinie (Bereich D).
Die Helligkeit, Farben und Kontraste von sichtbaren Signalen sind sowohl in Abhängigkeit von der Helligkeit des Umfeldes als auch unter den Bedingungen im Notfall zu wählen. Außerdem muss die Blendwirkung des Signals auf den Bediener berücksichtigt werden.
Grafische Symbole müssen einfach, unterscheidbar und logisch sein, um gut verständlich zu sein und eindeutig interpretiert werden zu können. Sicherheitszeichen müssen, entsprechend ihren Informationen wie Verbot, Gebot und Warnung, durch die Kombination von Form und Farbe erkennbar sein. Zusatzzeichen dürfen nur in Verbindung mit einem Sicherheitszeichen verwendet werden, wenn dieses keine eindeutige Sicherheitsaussage übermittelt.
Hörbare Signale:
Lautstärke und Form (Frequenz und Pulsdauer) von hörbaren Signalen werden in Abhängigkeit vom Schalldruckpegel der Geräusche der Umgebung festgelegt; entsprechend müssen hörbare Signale sich deutlich von den Umgebungsgeräuschen unterscheiden.
Tastbare Signale:
Anforderungen an Bedienteile, die unabhängig vom Seh- und Hörvermögen Informationsträger für den Bediener sind, müssen so kombiniert werden, dass Oberflächenrauheit, Kontur und relative Stellung durch den Tastsinn eine wichtige Information liefern können. Voraussetzung ist natürlich, dass der Bediener den Kode einer bestimmten Form für eine bestimmte Information kennt.
Kodierung von Signalen:
Die Norm legt für die Kodierung von Signalen fest, dass eine Kombination aus sichtbaren, hörbaren und tastbaren Elementen bestehen kann, die in der Dokumentation erläutert werden muss. Wichtig sind dabei die Anforderungen an sichtbare Signale für sicherheitsbezogene Anwendungen, die neben der Farbe ergänzende Kodierungsmittel benötigen.
Die Kodierung von hörbaren Signalen wird entsprechend ihrem Informationsgehalt in Mitteilungsklassen aufgeteilt. Es wird unterschieden zwischen Gefährdung, Vorsicht, Entwarnung und Ankündigung.
Für die Kodierung von tastbaren Signalen werden die Formen abhängig von ihrem Informationsgehalt festgelegt, wobei an einer Bedienerschnittstelle jedoch maximal nur fünf verschiedene Kodierungen verwendet werden dürfen.
Grafische Symbole für Bedienteile:
In Teil 1 der Norm IEC 61310 sind in einer Tabelle beispielhaft die gebräuchlichsten Symbole für die Bedienteile (Stellteile) dargestellt. Sie gelten auch für mechanische, hydraulische Anwendungen.
IEC 61310-2
Im zweiten Teil dieser Normenreihe werden Anforderungen an die Kennzeichnung sowohl für die Identifizierung, als auch für den Gebrauch einer Maschine festgelegt.
Ergänzende Informationen:
Festgelegt sind für ergänzende Informationen, dass sie entweder an der Maschine angebracht sein müssen oder in den Begleitdokumenten hinterlegt werden oder auf der Verpackung angebracht sein müssen.
Inhalte der Kennzeichnung:
Die Norm legt Mindestangaben fest, die eine Kennzeichnung enthalten muss, wie Art der Maschine, Hersteller, Typ- oder Seriennummer, Baujahr, Leistungsdaten, Übereinstimmung mit gesetzlichen Anforderungen (z. B. CE-Kennzeichen).
Angaben für den sicheren Gebrauch:
Die Kennzeichnung einer Maschine muss hinsichtlich mechanischer Gefährdung Angaben, wie z. B. Bewegungsrichtung, max. Last, Stabilität, notwendige persönliche Schutzausrüstungen, Häufigkeit notwendiger Wartung und Inspektion, enthalten. Bei fluidtechnischen Systemen sind z. B. der Betriebsdruck, der Prüfdruck und die Durchflussrate anzugeben.
Angaben zu elektrotechnischen Aspekten können sein: Nennspannung, Nennstrom, Frequenz, Schutzklasse, Schutzart, Information über Restspannungen.
Anforderungen an die Kennzeichnung:
In der Norm wird festgelegt, dass alle Angaben gut verständlich und eindeutig sein müssen sowie zugeordnet werden können. Dabei sind grafische Symbole gegenüber Texten vorzuziehen. Bei Textinformationen ist die Sprache des Landes zu verwenden. Die Festigkeit der Kennzeichnung muss für die gesamte Lebensdauer geeignet sein. Alle technischen Maßeinheiten sind entsprechend dem Internationalen Einheitensystem (SI) zu verwenden.
Angaben für Verbindungen:
Für mechanische Teile, die mit einer Maschine verbunden werden, sind Anforderungen zum Anbringen von Kennzeichnungen für den richtigen Zusammenbau festgelegt. Bei fluidtechnischen Systemen sind z. B. Auslassöffnungen, Prüf- und Entnahmestellen in Übereinstimmung mit den Fließbildern darzustellen. Elektrische Anschlüsse müssen in Übereinstimmung mit IEC 60204-1 gekennzeichnet werden.
Beständigkeit:
Es werden Anforderungen festgelegt, dass entsprechend den zu erwartenden Umweltbedingungen, während der gesamten Lebensdauer der Maschine, alle Kennzeichnungen erhalten bleiben müssen. Dabei muss z. B. die Befestigung genauso betrachtet werden wie die Farbechtheit oder Abriebbeständigkeit.
IEC 61310-3
Im dritten Teil dieser Normenreihe werden Anforderungen für die Anordnung von Bedienteilen festgelegt, durch die eine Maschine von Hand oder durch andere Körperteile bedient wird. Grundsätzlich müssen danach Bewegungsrichtungen von Stellteilen mit der Bewegungsrichtung der Systeme einer Maschine übereinstimmen. Bei den Abmessungen wurden die Grundsätze der Ergonomie ebenso beachtet wie das Sichtfeld oder der Bewegungsraum des Bedieners. Dabei ist die Ausbildung des vorgesehenen Bedieners bei der Auswahl der vorgesehenen Bedienelemente zu beachten.
Anforderungen an Bedienteile:
In diesem Teil der Norm sind Anforderungen an die Zuordnung und Eindeutigkeit der Bedienteile festgelegt, die so eindeutig zugeordnet und gekennzeichnet sein müssen, dass eine sichere und schnelle Bedienung möglich ist.
Anordnung von Bedienteilen:
Bedienteile sind außerhalb von Gefahrenbereichen anzuordnen. Die Bedienung darf kein zusätzliches Risiko hervorrufen, und der Bediener muss den Betriebszustand der Maschine entweder direkt oder über Rückmeldungen erkennen können.
Start-Bedienteile sind so anzuordnen, dass der Bediener das gesteuerte Objekt sehen kann. Stopp-Bedienteile sind in der Nähe der Start-Bedienteile anzuordnen. Werden mehrere Bedienteile zusammen angeordnet, so sind diese in logischen Gruppen anzuordnen. Bedienteile dürfen bei Bedienung nicht zu undefinierten oder gefährdenden Zuständen der Maschine führen. Führt eine zufällige nicht beabsichtigte Betätigung zu einer Gefährdungssituation, müssen hierfür konstruktive Maßnahmen vorgesehen werden. Bei indirekter Einleitung von Handlungen müssen unmissverständliche sichtbare oder hörbare Anzeigen erfolgen. Wenn der Bediener betriebsbedingt nicht die Bedienteile beobachtet, müssen die Stellungen der Bedienteile leicht ertastbar sein.
Zuordnung von Handlung und Betriebszustand:
In diesem Teil der Norm werden grundsätzliche Festlegungen für die Beziehung zwischen der Betätigung des Bedienteils und den Betriebszuständen, die eine Maschine einnimmt, definiert.
Drehbewegungen in Uhrzeigersinn eines Bedienteils bewirken z. B. Zunahme. Auslenkung nach rechts bewirkt z. B. eine Bewegung der Maschine nach rechts. Grundsätzlich sollten die Bewegungen der Bedienungshand die gleiche Richtung haben wie die Bewegungsrichtung der Maschine.
Klassifizierung der Handlungen:
Bei der Handlung von Bedienteilen wird unterschieden nach Bewegungen (Drehen, Drücken, Neigen) und Anordnung der Bedienteile untereinander. Die Wahl, welche Art und Weise angewendet wird, ist abhängig von der vorgesehenen Bewegung der Maschine bzw. des Antriebs und von der Klassifizierung der Sollbetriebszustände.
Klassifizierung der Sollbetriebszustände:
Die Sollbetriebszustände werden in dieser Norm in zwei Gruppen unterteilt. Gruppe 1 enthält z. B. die Zustände Start, Zunehmen, Beschleunigen, aufwärts, nach rechts. Gruppe 2 enthält die gegenphasigen Zustände der Gruppe 1, wie z. B. Stopp, Abnehmen, Verzögern, abwärts, nach links.
Anordnung von STOPP-Bedienteilen:
Es wurden Grundsatzfestlegungen für die Position des STOPP-Bedienteils auf einer Steuerstelle getroffen. So ist das STOPP-Bedienteil grundsätzlich unten links anzuordnen. Bei einem Bedienteil mit Links-/Rechts-Befehlen ist das STOPP-Bedienteil in die Mitte zu positionieren. Gehören mehrere Bedienteile zu einer Gruppe, ist das STOPP-Bedienteil in der Mitte der Gruppe anzuordnen.
Arten von Bedienteilen:
Im informativen Anhang des Teils 3 sind Stellteile beispielhaft dargestellt. Dabei wird unterschieden zwischen drehenden und linearen Bewegungen der Stellteile. Je nach Anordnung an der Steuerstelle sind entsprechend der ausgelösten Bewegungsrichtung der Maschine bestimmte Bewegungsrichtungen zu beachten.
Die Normen IEC 61310-1, -2 und -3 werden in das nationale Normenwerk übernommen und mit der Klassifikation VDE 0113 veröffentlicht werden.