Beschreibung
Die vorliegende Arbeit beinhaltet ein Teilgebiet aus dem sehr umfassenden Problemkreis der Sicherheitstechnik, namlich die De finition und Berechnung der Sicherheit von Uberwachungs-, Steue rungs- und Regelungseinrichtungen (hier kurz als "Sicherheit von Automatisierungssystemen" bezeichnet). Schon die Themenstellung in dieser Form ist ungewohnlich. Bisher gibt es zwar zahlreiche Veroffentlichungen, die sich z.B. mit der Sicherheit von Kernreaktor-Uberwachungssystemen, von Eisen bahnsteuerungen, von Flugzeugregelsystemen usw. befassen. Es fehlen jedoch nahezu vollig Arbeiten, die das Problem der Si cherheit unabhangig von speziellen Anwendungsgebieten untersu chen. Wahrend in den beiden vergangenen Jahrzehnten eine anwen dungsunabhangige "Theorie der Zuverlassigkeit" entstand, gab es bisher auf dem damit verwandten Gebiet der Sicherheit nichts Entsprechendes. Ein wichtiges Anliegen der hier vorliegenden Arbeit war es daher, zunachst eine anwendungsunabhangige Definition der sicherheits technischen Begriffe fur AutomatisierungssYsteme vorzuschlagen. Einzweiter Gesichtspunkt betrifft die angewandten Sicherungsver fahren. Hier sind die Entwickler in den verschiedenen Anwendungs bereichen unterschiedliche Wege gegangen. Fur eine "Theorie der Sicherheit" ist es aber notig, die eingefuhrten und bewahrten Verfahren zur Sicherung von Automatisierungssystemen beliebiger Anwendungsgebiete anwendungsunabhangig darzustellen, d.h. eine einheitliche Klassifizierung fur die Sicherungsmethodik einzu fuhren.
Autorenporträt
Inhaltsangabe1. Einleitung.- 2. Die Sicherheit von Automatisierungssystemen.- 2.1 Definition der Sicherheit (qualitativ).- 2.2 Definition der Sicherheit (quantitativ).- 2.3 Sicherheitskenngrößen.- 2.4 Die Verwendung der quantitativen Sicherheits-definitionen.- 3. Methoden zur Erhöhung der Sicherheit.- 3.1 Unterschied zwischen Zuverlässigkeits- und Sicherhei tsmaßnahmen.- 3.2 Anwendbarkeit von Sicherungsmethoden.- 3.3 Klassifizierung von Sicherungsmethoden.- 3.3.1 Vorbeugende Sicherungsmethoden.- 3.3.2 Operative Sicherungsmethoden.- 3.4 Einheitliche Darstellung der Sicherungsmethoden.- 3.4.1 Vorbeugende Sicherungsmethoden.- 3.4.2 Operative Sicherungsmethoden.- 4. Berechnung der Sicherheit digitaler Schaltungen.- 4.1 Untersuchung der Ausfallwirkungen.- 4.1.1 Allgemeine Annahmen und Einschränkungen.- 4.1.2 Bezeichnung der Einzel- und Mehrfachausfälle.- 4.1.3 Bezeichnung der Funktionen digitaler Schaltungen.- 4.1.4 Kriterium für die gefährliche Veränderung der Funktion digitaler Schaltungen.- 4.1.5 Bezeichnung der Ausfallwirkungen.- 4.1.6 Zerlegung der Menge aller möglichen Einzel- und Mehrfachausfälle.- 4.1.7 Anwendungsbeispiele.- 4.2 Berechnung der Sicherheitsfunktion.- 4.2.1 Bezeichnung der Ausfallraten.- 4.2.2 Ausfallwirkungs- und Sicherungsdiagramm.- 4.2.3 Die Berechnungsmethode.- 4.2.4 Die Sicherheitsfunktion bezüglich Einzelausfällen.- 4.2.5 Die Sicherheitsfunktion bezüglich Einzel- und Zweifachausfällen.- 4.2.6 Die Sicherheitsfunktion bezüglich Einzel- bis Dreifachausfällen.- 4.2.7 Die Sicherheitsfunktion bezüglich Einzel- und Mehrfachausfällen.- 4.2.8 Anwendungsbeispiele.- 4.3 Berechnung der Sicherheitskenngrößen.- 4.3.1 Berechnung der mittleren Zeit MTDF.- 4.3.2 Berechnung der mittleren Zeit MTDS.- 4.3.3 Berechnung des Sicherheitsfaktors.- 4.3.4 Berechnung des Sicherheitsgewinns.- 4.3.5 Anwendungsbeispiele.- 4.4 Abschätzung der Sicherheitskenngrößen.- 4.4.1 Zerlegung des Ausfallwirkungs- und Sicherungsdiagramms.- 4.4.2 Vereinfachungen bei der Zerlegung der Menge aller möglichen Einzel- und Mehrfachausfälle.- 4.4.3 Abschätzung der MTDF durch Zerlegung des Diagramms.- 4.4.4 Abschätzung der MTDF durch Vereinfachungen bei der Zerlegung der Menge aller möglichen Einzel- und Mehrfachausfälle.- 4.4.5 Abschätzung der MTDF durch Anwendung von beiden Vereinf achungs arten.- 4.4.6 Abschätzung des Sicherheitsfaktors und -gewinns.- 4.4.7 Anwendungsbeispiele.- 4.5 Einfluß eines Prüfzyklus.- 4.6 Berücksichtigung der Zeit, die vergeht, bis sich ein sicherer Zustand einstellt.- 4.7 Berücksichtigung der zur Erhöhung der Verfügbarkeit eingesetzten Redundanzen.- 5. Berechnung der Sicherheit von Automatisierungssystemen.- 5.1 Automatisierungssysteme ohne Prozeßrechner.- 5.2 Automatisierungssysteme mit Prozeßrechnern.- 5.2.1 Hardware.- 5.2.2 Software.- 5.2.3 Das Gesamtsystem.- Zusammenfassung.- Sachwortverzeichnis.
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