Dynamic fault handling and reconfiguration for industrial automation systems

Automatisierte Systeme werden immer komplexer, sie enthalten zahlreiche Prozesse und Teilsysteme. Dies führt zu einer immer größer werdenden Anzahl komplexer Zusammenhänge und möglicher Fehlerquellen, die in ihrer Vielzahl für den Menschen schwer beherrschbar sind. Fehler, die zur Entwicklungszeit nicht berücksichtigt wurden, können zur Laufzeit nicht abgefangen werden und führen dadurch meist zum Ausfall des gesamten Systems, obwohl die von einem Fehler nicht betroffenen Teilfunktionen weiterhin verfügbar und dadurch ein Teilbetrieb möglich wäre. Aus diesem Grund wird in dieser Arbeit ein modellgestütztes, dynamisches Fehlerbehandlungs- und Rekonfigurationssystem vorgestellt. Dieses System kooperiert dabei mit im automatisierten System integrierten oder externen Fehlerdiagnosesystemen. Falls das vorhandene Fehlerdiagnosesystem einen Fehler nicht identifizieren und klassifizieren kann, sammelt das dynamische Fehlerbehandlungs- und Rekonfigurationssystem nach der Fehlermeldung des automatisierten Systems die Zustände der Komponenten und Teilsysteme des automatisierten Systems (einschließlich historischer Daten). Daraufhin wird durch Analyse der Symptome mithilfe des Anlagenmodells eine Lokalisierung der Fehler durchgeführt. Anschließend wird die Identifizierung der verfügbaren Funktionen mithilfe des Systemmodells (einschließlich Komponenten-, Funktions- und Anforderungsmodell) durchgeführt. Abschließend werden die verfügbaren Funktionen in der Fehlerwissensbasis gespeichert und das automatisierte System mithilfe der gewonnenen Informationen rekonfiguriert. Somit kann ein Totalausfall des Systems verhindert und dadurch die Zuverlässigkeit des Gesamtsystems erhöht werden. Anhand von drei Demonstratoren werden die Realisierung und die Evaluierung des Systems gezeigt.