Aufbau eines homogen-redundanten Rechnersystems und Untersuchung des Ausfallverhaltens unter Umgebungsvariablen

Autor: Maxim Küpper

Hochschule: Hochschule Bonn-Rhein-Sieg, Bachelorarbeit, 2009

Kurzfassung: Gemäß der Norm DIN EN ISO 13849-1, die sich mit sicherheitsbezogenen Teilen von Maschinensteuerungen (SRP/CS) befasst, müssen diese Teile mit Maßnahmen gegen Ausfälle infolge gemeinsamer Ursachen ausgestattet sein. Ob ein homogen redundantes System ein höheres Risiko darstellt, da es gegen die Art dieser Ausfälle nicht ausreichend geschützt ist, sollte mit dieser Arbeit geklärt werden.

Im Zuge dieser Arbeit wurde ein System aus zwei Kanälen aufgebaut. Beide Kanäle bestehen aus identischer Hardware und werden mit derselben Software betrieben. In Anlehnung an die Anforderungen an SRP/CS durch die Norm wurden wichtige Maßnahmen zur Fehlererkennung und deren Beherrschung implementiert, damit das System bei auftretenden Fehlern in den sicheren Zustand überführt wird. Um eine Aussage über das Verhalten der Kanäle treffen zu können, wurden diese verschiedenen Umgebungseinflüssen ausgesetzt und das Ausfallverhalten des kompletten Rechnersystems beobachtet. Im Speziellen sollte geprüft werden, ob das System aufgrund gemeinsamer Schwachpunkte in einen unsicheren Zustand gerät. Die während der Entwicklung implementierten Selbsttests sollten zu einer Bibliothek zusammengefasst werden.

Wie die Ergebnisse der Untersuchungen zeigen, kann nicht pauschal gesagt werden, dass ein homogen redundant aufgebautes Rechnersystem anfälliger für Ausfälle infolge gemeinsamer Ursache ist. Das entwickelte System zeigte, trotz homogener Redundanz, unter Einfluss diverser Störungen keine gefahrbringenden Ausfälle.