Fehlertolerantes Regelsystem
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Ein fehlertolerantes Regelsystem ist ein technisches System, das beim Auftreten eines internen oder externen Fehlers abhängig vom Risiko reagieren kann.
Inhaltsverzeichnis |
[Bearbeiten] Fehlerfälle
Beim Auftreten eines Fehlers unterscheidet man zwei Strategien
- Fail-stop oder Shutdown (Sicheres Abschalten): Ausfallsicherheit
- Fail-operate (Erhaltung der Verfügbarkeit): Betriebssicherheit
[Bearbeiten] Fehlerart
- Interne Fehler der Rechenanlage. Redundante CPU, Module, Busleitungen
- Redundante Software und Hardware erhöht die Betriebssicherheit
- Externe Fehler der Anlage.
- Redundante Sensoren und Aktoren erhöhen die Fehlererkennung
[Bearbeiten] Fehlerarchitektur
Nach IEC 61508 wird von XooY (X out of Y, dt.: „X aus Y“) Elementen gesprochen. Der Zusatz D weist auf eine Selbstprüfung hin.
- 1oo1: Notausschaltung
- 1oo1: z. B. Fa. ABB
- 1oo2: z. B. Fa. HIMA
- 2oo2: Doppelt redundant
- 2oo2D: z. B. Simatic S7 400 der Fa. SIEMENS
- 2oo3: z. B. Fa. GE-Fanuc, Foxboro, Triconex, Voting ('2 von 3'-Wähler)
- 2oo4: z. B. Fa. GE-Fanuc
Erkennt eine 2oo2 einen Fehler, so schaltet sie auf die intakte Einheit um. Bei einer 2oo3 Logik kann durch das Voting mit hinreichender Sicherheit festgestellt werden, welche Einheit die fehlerhafte ist. Die 2oo4 Konfiguration bleibt stabil für den Fall, dass zwei Einheiten gleichzeitig ausfallen könnten. Um die Betriebssicherheit aufrechtzuerhalten müssen die Signaleingänge der redundanten Einheiten und die Ergebnisse des Rechenprozesse bei jeden Abtastvorgang ständig synchronisiert werden. Man spricht von lokaler Gleichzeitigkeit.
[Bearbeiten] Fehlernormen
Die wichtigsten Normen sind in der IEC 61508 beschrieben. AK ist dabei die Anforderungsklasse nach dem deutschen TÜV DIN 19250. SIL steht für Safety Integrity Level, eine anderes System zur Einstufung von Industriegeräten.
- SIL1, AK 2 & 3: Kleine Schäden an Anlagen und Eigentum
- SIL2, AK 4: Große Schäden an Anlagen, Personenverletzung
- SIL3, AK 5 & 6: Verletzung von Personen, einige Tote
- SIL4, AK 7: Katastrophen, viele Tote und Umweltverschmutzung
[Bearbeiten] Anwendungen
- 1oo1
- 1oo2 Toröffnungsanlagen, AGV (Automatically Guided Vehicle, dt. „Fahrerlose Transportsysteme“) (AK4)
- 2oo2 Gasturbinen (AK5)
- 2oo3 Airbus Flugzeuge, Chemische Anlagen, AK6
- 2oo4 Space Shuttle (AK6), Atomkraftwerke (AK7)
