Sicherheitsrelevanter Fuzzy Controller

Abstract

Nach einer Einführung in sicherheitstechnische Begriffe wird ein Fuzzy Controller für sicherheitsrelevante Aufgaben der Prozesssteuerung vorgestellt. Es lässt sich zeigen, dass der erforderliche Umfang der Regelbasis relativ gering ist, um eine zufriedenstellende Arbeitsweise des Controllers sicherzustellen. Die Besonderheit dieses Entwurfes besteht darin, dass sich der Inhalt der Regelbasis für eine Validierung besonders gut eignet, da erfahrene Prozessoperateure ( Anlagenfahrer ), die über keine vertieften Kenntnisse der Informatik verfügen, durchaus in der Lage sind, den Inhalt der Regelbasis in ihrer Eigenschaft als Experten zu validieren. Für die überigen Softwarekomponenten des Fuzzy-Controllers (Fuzzyfizierung, Inferenzalgorithmus, Defuzzyfizierung sowie Echtzeitbetriebssystemsoftware ) ist eine sog. Standard-Fuzzy-Software zu entwickeln und einmalig zu validieren. Darüberhinaus ergibt sich bei einem Fuzzy Controller ein recht gutes Echtzeitverhalten im Vergleich zum herkömmlichen PID-Controller. Der Entwurf ist weiter dadurch gekennzeichnet, dass grundsätzliche sicherheitstechnische Prinzipien implementiert wurden, so z.B. eine taktgesteuerte Überwachung des Scanners, ob dieser deterministisch die Regelbasis bearbeitet. Sollte der Scannvorgang „hängen bleiben“, geht das Gesamtsystem durch eine Watchdog-Funktion in den sicheren Systemzustand über