I en robotcell hos en svensk underleverantör arbetar två industrirobotar med 6-axels rörelse. När någon kommer för nära går två ljusbommar och stoppar roboten på 200 millisekunder. När operatören lämnar cellen för helt återställs systemet via en tvåhands-knapp utanför inhägnaden. Om någon av dessa säkerhetsfunktioner fallerar, ska det misslyckas på det säkra sättet — roboten ska stanna, inte fortsätta.
Detta är maskinsäkerhet i praktiken: konstruerade, mätbara, valideringsbara system som garanterar att människor inte skadas av maskinerna även när något går fel. Disciplinen är reglerad av ett rikt regelverk — ISO 13849, IEC 62061, IEC 61508, EN 60204, plus dussintals branschspecifika standarder.
Hierarkin enligt EN ISO 12100
Den fundamentala standarden för maskinsäkerhet är EN ISO 12100 “Säkerhet vid maskiner — Allmänna konstruktionsprinciper”. Den definierar tre-stegs-hierarkin för riskreducering:
Steg 1: Inneboende säkra konstruktion. Eliminera faran helt om möjligt. Ersätt farlig process med säkrare. Använd material och energinivåer som inte är farliga.
Steg 2: Tekniska säkerhetsåtgärder och kompletterande skyddsåtgärder. Skyddskåpor, ljusbommar, säkerhetsbrytare, säkerhetsmattor, tvåhandsmanövrar.
Steg 3: Information om återstående risker. Bruksanvisning, varningsskyltar, PPE-rekommendationer.
Hierarkin är strikt prioriterad — det räcker inte att ha varningsskyltar om steg 1 eller 2 är möjligt.
Säkerhetsfunktioner
Tekniska säkerhetssystem är organiserade i säkerhetsfunktioner. En säkerhetsfunktion är en specifik kombination av sensor + logik + manöverdon som hanterar en specifik fara. Exempel:
| Säkerhetsfunktion | Komponenter |
|---|---|
| Stopp via dörrbrytare | Säkerhetsbrytare → säkerhets-PLC → stoppventil |
| Ljusbomssläkning | Ljusbom → säkerhets-PLC → drivenhetsfrånkoppling |
| Nödstopp | Nödstoppsknapp → säkerhetsrelä → kontaktor |
| Tvåhandsmanöver | Två startknappar → säkerhetslogik → tidssynkronisering |
| Säker hastighet | Encoder → SIL-säker drift → hastighetsövervakning |
Varje säkerhetsfunktion bedöms separat och har sin egen PL eller SIL.
PL — Performance Level enligt ISO 13849
PL är säkerhetsfunktionens pålitlighetsmått. Skala a (lägst) till e (högst).
| PL | PFH (per timme) | Tillämpning |
|---|---|---|
| a | 10⁻⁵ - 10⁻⁴ | Mycket låga risker |
| b | 3×10⁻⁶ - 10⁻⁵ | Låga risker |
| c | 10⁻⁶ - 3×10⁻⁶ | Måttliga risker, vanlig nivå |
| d | 10⁻⁷ - 10⁻⁶ | Allvarliga risker (skada) |
| e | 10⁻⁸ - 10⁻⁷ | Livshotande risker |
PFH = “Probability of Failure per Hour” — sannolikheten att säkerhetsfunktionen fallerar farligt under en timmes drift.
För en industrirobotcell krävs typiskt PL d för portar och ljusbommar. För nödstopp krävs PL e. För enklare maskiner kan PL b eller c räcka.
Hur PL bestäms
Genom riskgraf enligt ISO 13849-1, baserat på tre parametrar:
S — Severity (allvarlighet) av skada:
- S1: Lätt skada (skraplig, övergående)
- S2: Allvarlig skada (irreversibel, dödsfall)
F — Frequency (frekvens) av exponering:
- F1: Sällan
- F2: Ofta eller konstant
P — Possibility (möjlighet) att undvika faran:
- P1: Möjligt att undvika
- P2: Knappast möjligt att undvika
Grafiskt: kombinerar dessa till en krav-PL för säkerhetsfunktionen. Sedan dimensioneras säkerhetssystemet så att den faktiskt levererar minst denna PL.
SIL — Safety Integrity Level enligt IEC 62061
IEC 62061 är parallellstandarden för elektriskt/elektroniskt/programmerbart säkerhetssystem. Använder SIL-skalan:
| SIL | PFH | Motsvarande PL |
|---|---|---|
| SIL 1 | 10⁻⁶ - 10⁻⁵ | PL c |
| SIL 2 | 10⁻⁷ - 10⁻⁶ | PL d |
| SIL 3 | 10⁻⁸ - 10⁻⁷ | PL e |
| SIL 4 | 10⁻⁹ - 10⁻⁸ | (Inte i maskindirektivet) |
ISO 13849 och IEC 62061 är likvärdiga enligt EU-tolkning. De flesta svenska maskintillverkare använder ISO 13849 — den är generellare och har mer pedagogisk struktur.
För processindustri och säkerhetsinstrumenterade system (SIS) används istället IEC 61511 med samma SIL-skala.
Kategorier enligt ISO 13849
Förutom PL klassificeras säkerhetssystem i kategorier (Cat. B, 1, 2, 3, 4) som beskriver kretsstrukturen:
- Kategori B — grundläggande säkerhetsprinciper, ingen redundans
- Kategori 1 — beprövade komponenter, fortfarande ingen redundans
- Kategori 2 — periodisk självkontroll av säkerhetsfunktionen
- Kategori 3 — redundant kanal, enskilda fel orsakar inte säkerhetsfunktionsförlust
- Kategori 4 — som Cat. 3 men med diagnostik som detekterar fel
Generellt: högre PL kräver högre kategori. PL e kräver vanligen Kat. 4.
Komponenter och tillverkare
Industriell maskinsäkerhet bygger på specialiserade säkerhetskomponenter:
Säkerhetsbrytare och dörrbrytare
- Pilz — branschledare, brett produktsortiment
- Schmersal — tyska klassiker
- Euchner — högkvalitativa magnetiskt kodade
- Sick — multifunktionssensorer
Ljusbommar och säkerhetsskanrar
- Sick — säkerhetsskanrar, ljusbommar
- Pilz — PSEN-serien
- Banner Engineering — amerikanska, växande i Sverige
- Keyence — japanska
Säkerhetsreläer och säkerhets-PLC
- Pilz PNOZ — branschstandard för säkerhetsreläer
- Sick Flexi Soft — säkerhetsstyrenheter
- Siemens Simatic Safety — integrerat i TIA Portal
- Allen-Bradley GuardLogix — integrerat i ControlLogix
- ABB AC500-S — säkerhets-PLC
Säkra drivanordningar
Moderna frekvensomriktare har integrerade säkra stoppfunktioner (STO — Safe Torque Off, SS1 — Safe Stop 1, SLS — Safely-Limited Speed). Tillverkare: ABB, Siemens, SEW-Eurodrive, Beckhoff, Bosch Rexroth.
Standardiseringen — vad finns
Det är ett rikt regelverk:
| Standard | Innehåll |
|---|---|
| EN ISO 12100 | Allmänna konstruktionsprinciper, riskbedömning |
| EN ISO 13849-1 | Säkerhetsrelaterade delar av styrsystem (PL) |
| EN ISO 13849-2 | Validering |
| IEC 62061 | Funktionell säkerhet (SIL) |
| IEC 61508 | Generisk standard för funktionell säkerhet |
| EN ISO 13855 | Säkerhetsavstånd |
| EN ISO 13857 | Säkerhetsavstånd mot räckande |
| EN ISO 14119 | Förreglingsanordningar |
| EN ISO 13851 | Tvåhandsmanöverdon |
| EN 60204-1 | Elektrisk utrustning för maskiner |
| EN ISO 14120 | Skydd — fasta och rörliga |
| EN ISO 10218-1/2 | Industrirobotsäkerhet |
| ISO/TS 15066 | Cobotsäkerhet |
Implementeringsprocessen
Att bygga ett säkerhetssystem för en ny maskin följer typiskt:
1. Riskbedömning enligt EN ISO 12100. Identifiera faror, värdera, bestäm vilka som kräver tekniska skyddsåtgärder.
2. Identifiera säkerhetsfunktioner. För varje kvarvarande risk: vilken säkerhetsfunktion krävs?
3. Bestäm PL/SIL. Via riskgraf.
4. Designa säkerhetsfunktionen. Sensorer, logik, manöverdon. Konfigurera redundans, diagnostik.
5. Beräkna uppnådd PL. Med hjälp av komponenttillverkarens MTTF-data, DC-värden, CCF-bedömning. Verktyg: SISTEMA (gratis programvara från IFA), egentvecklade kalkylblad, eller integrerade lösningar i säkerhets-PLC.
6. Implementera och validera. Installation, testning, dokumentation enligt ISO 13849-2.
7. CE-märk maskinen. Säkerhetssystemet är en central del av CE-bedömningen.
SISTEMA — verktyget
SISTEMA är en gratis programvara från tyska arbetsmiljöinstitutet IFA. Den hjälper konstruktörer att:
- Modellera säkerhetsfunktioner enligt ISO 13849-1
- Importera komponentdata från tillverkare (Pilz, Sick, Siemens, etc. publicerar sina komponentbibliotek)
- Beräkna uppnådd PL för varje funktion
- Generera dokumentation för tekniskt underlag
SISTEMA är branschstandard för PL-beräkning i Europa. Praktiskt taget alla maskintillverkare använder det.
Praktiska utmaningar
1. Komplexa maskiner med många funktioner. Modern produktionslinje kan ha 50-100 separata säkerhetsfunktioner. Hantering kräver disciplinerad dokumentation och versionkontroll.
2. Validering vs verifiering. PL-beräkning verifierar teoretiskt. Validering kräver praktiskt test — funktionerna ska faktiskt fungera under realistiska förhållanden.
3. Mjukvarans roll. Säkerhets-PLC kör mjukvara som kan vara komplex. EN 61508-3 och EN ISO 13849-1 Annex specificerar krav på säkerhetsprogramvara. Många konstruktörer underskattar detta.
4. Ändringar under drift. Om maskinens säkerhetsfunktion modifieras, krävs ny bedömning. Ofta hanteras detta slarvigt — vilket exponerar tillverkaren för risk.
5. Underhåll och degradering. Säkerhetskomponenter har användningstid (TM). Efter denna period anses de inte längre uppfylla PL. Inventerings- och utbytesplan krävs.
Cobotar och kollaborativ säkerhet
Med kollaborativa robotar (cobotar) har maskinsäkerheten utvecklats. Tidigare krävde alla robotar bur. Cobotar arbetar i samma utrymme som människor. Det möjliggörs av:
- Mjukstoppning vid kontakt (kraftbegränsning)
- Hastighetsbegränsning i mänsklig närhet
- Säkerhetsövervakat stopp istället för fullstopp
ISO/TS 15066 är teknisk specifikation specifikt för cobotsäkerhet. Den definierar maximala kraft- och tryckgränser för olika kroppsdelar, så att eventuell kontakt inte orsakar skada.
Svenska aktörer
Inom maskinsäkerhet är flera svenska eller skandinaviska aktörer aktiva:
- Pilz Sverige — den största tillverkaren med stort svenskt fotavtryck
- SICK Sverige — vision-, ljusbom- och säkerhetsskannrar
- Schneider Electric Sweden — säkerhets-PLC och drivanordningar
- ABB Robotics Sweden — egna säkerhetssystem för robotar
- Combitech — säkerhetskonsultation
- AFRY — konstruktionskonsultation inklusive säkerhet
- Inspecta — tredjepartsbedömning
Vart utvecklingen är på väg
Tre observationer från 2026:
1. AI inom säkerhetssystem. Vision-system som klassificerar säkra och farliga situationer i realtid. Maskinen kan agera nyanserat istället för full stopp. Kräver dock noggrann validering.
2. Cybersäkerhet integrerad. Säkerhets-PLC och vanliga PLC konvergerar. Cyberattacker mot säkerhetsfunktioner är reell risk. Standarder som IEC 62443 börjar integreras.
3. Digital tvilling av säkerhet. Hela säkerhetsarkitekturen modelleras digitalt och kan testas innan implementering. Möjliggör snabbare omkonfigurering och bättre felsökning.
Maskinsäkerhet är inte ett valfritt projekt. Det är fundament för att en maskin överhuvudtaget får finnas i en svensk eller europeisk industri. För konstruktörer är det en av de mest belönande disciplinerna — välbyggda system räddar liv, dagligen.
Sources: