Steuerungsperipheres Diagnosesystem für Fertigungseinrichtungen auf Basis überwachungs- gerechter Komponenten

Die vorliegende Arbeit entstand während meiner Tätigkeit als wissenschaftlicher Mitarbeiter am Institut für Steuerungs technik der werkzeugmaschinen und Fertigungseinrichtungen der Universität Stuttgart. Mein besonderer Dank gilt Herrn Professor Dr. - Ing. A. Storr, der durch seine eingehende Durchsicht und die damit verbundenen wertvollen Hinweise ganz wesentlich zu dem Gelingen der Arbeit beigetragen hat. Herrn Prof. Dr. - Ing. R. Lauber danke ich für die Übernahme des Mitberichts. Allen Mitarbeitern der Gruppe 2. 1, insbesondere Herrn Dipl. Ing. J. Schneider, sowie Herrn Dr. - Ing. M. Härdtner danke ich für Anregungen und Diskussionen während meiner Insti tutszeit. Gregor Diehl - 7 - Inhaltsverzeichnis 5 Abkürzungen Formelzeichen und Symbole 6 1 Einleitung 7 1. 1 Problemstellung 7 1. 2 9 Begriffsdefinitionen 1. 2. 1 Stellglied, Aktor, Aktorik 9 1. 2. 2 10 Fehler, Störung, Ausfall 1. 2. 3 Diagnosesystem, Diagnose, Überwachung, Fehl- lokalisierung und -anzeige, Reaktion 10 1. 2. 4 Überwachungsmethode, Überwachungsverfahren 11 1. 2. 5 Diagnosebereiche an einer Fertigungseinrichtung 11 Z Stand der Technik 13 2. 1 Fehleranalyse an Fertigungseinrichtungen 13 2. 2 Folgerungen aus der Stördatenanalyse 18 2. 3 Verfahren zur Überwachung und Diagnose von steuerungsexternen Fehlern 19 2. 3. 1 Bekannte Überwachungs verfahren 20 2. 3. 2 Lösungen aus sicherheitsgerichteten Bereichen 24 2. 3. 2. 1 25 Programmtechnische Verfahren 2. 3. 2. 2 25 Gerätetechnische Verfahren 2. 3. 3 Bewertung der Verfahren zur Fehlererkennung und -diagnose sowie von Lösungen aus der - cherheitstechnik 27 2.

Klappentext

Die vorliegende Arbeit entstand während meiner Tätigkeit als wissenschaftlicher Mitarbeiter am Institut für Steuerungs­ technik der werkzeugmaschinen und Fertigungseinrichtungen der Universität Stuttgart. Mein besonderer Dank gilt Herrn Professor Dr. - Ing. A. Storr, der durch seine eingehende Durchsicht und die damit verbundenen wertvollen Hinweise ganz wesentlich zu dem Gelingen der Arbeit beigetragen hat. Herrn Prof. Dr. - Ing. R. Lauber danke ich für die Übernahme des Mitberichts. Allen Mitarbeitern der Gruppe 2. 1, insbesondere Herrn Dipl. ­ Ing. J. Schneider, sowie Herrn Dr. - Ing. M. Härdtner danke ich für Anregungen und Diskussionen während meiner Insti­ tutszeit. Gregor Diehl - 7 - Inhaltsverzeichnis 5 Abkürzungen Formelzeichen und Symbole 6 1 Einleitung 7 1. 1 Problemstellung 7 1. 2 9 Begriffsdefinitionen 1. 2. 1 Stellglied, Aktor, Aktorik 9 1. 2. 2 10 Fehler, Störung, Ausfall 1. 2. 3 Diagnosesystem, Diagnose, Überwachung, Fehl- lokalisierung und -anzeige, Reaktion 10 1. 2. 4 Überwachungsmethode, Überwachungsverfahren 11 1. 2. 5 Diagnosebereiche an einer Fertigungseinrichtung 11 Z Stand der Technik 13 2. 1 Fehleranalyse an Fertigungseinrichtungen 13 2. 2 Folgerungen aus der Stördatenanalyse 18 2. 3 Verfahren zur Überwachung und Diagnose von steuerungsexternen Fehlern 19 2. 3. 1 Bekannte Überwachungs verfahren 20 2. 3. 2 Lösungen aus sicherheitsgerichteten Bereichen 24 2. 3. 2. 1 25 Programmtechnische Verfahren 2. 3. 2. 2 25 Gerätetechnische Verfahren 2. 3. 3 Bewertung der Verfahren zur Fehlererkennung und -diagnose sowie von Lösungen aus der - cherheitstechnik 27 2.

Inhalt
1 Einleitung.- 1.1 Problemstellung.- 1.2 Begriffsdefinitionen.- 2 Stand der Technik.- 2.1 Fehleranalyse an Fertigungseinrichtungen.- 2.2 Folgerungen aus der Stördatenanalyse.- 2.3 Verfahren zur Überwachung und Diagnose von steuerungsexternen Fehlern.- 2.4 Ziel der Arbeit.- 3 Anforderungen an ein Steuerungssystem bei Ein satz des steuerungsperipheren Diagnosesystems.- 3.1 Steuerungsperipheres Diagnosesystem.- 3.2 Steuerungsperiphere Komponenten.- 3.3 Datenaustausch zwischen Diagnosesystem und Steuerung bzw. Komponenten.- 4 Erweiterte Überwachung zur eindeutigen Fehler erkennung.- 4.1 Überwachungsverfahren für Einzelkomponenten.- 4.2 Gruppenbezogene Überwachung.- 4.3 Überwachungseinrichtungen mit vereinbarter sicherer Funktion.- 5 Steuerungsperipheres Diagnosesystem.- 5.1 Überwachungsgerechte Signalgeber, Stellglieder und Aktoren sowie überwachte, bewegte Maschi nenelemente (Komponentenüberwachung).- 5.2 Gruppenüberwachung von Signalgebern und der Aktorik.- 5.3 Diagnose, Fehlerlokalisierung und Bereitstellen von Fehlermeldungen.- 5.4 Reaktionsmaßnahmen im steuerungsperipheren Diagnosesystem.- 5.5 Signalerzeugung und Signalausgabe zur Ansteuerung der Aktorik.- 5.6 Signalreduktion und -bewertung, Bereitstellen eines bewerteten Zustandsabbilds.- 5.7 Projektierung eines Diagnosesystems.- 6 Realisierung des steuerungsperipheren Diagno- sesysterns.- 6.1 Gerätetechnische Realisierung.- 6.2 Softwarefunktionen.- 7 Zusammenfassung.- Schrifttum.