Fehlertolerante Aufzugsteuerung : mit diversitärem und redundantem Sensornetzwerk

Abstract

Diese Diplomarbeit beschäftigt sich mit der Entwicklung einer fehlertoleranten Aufzugsteuerung unter Verwendung eines diversitären und redundanten Sensornetzwerks. Zum Aufbau des Netzwerkes wird das Feldbussystem LonWorks verwendet.<br />Um die Steuerung entwickeln zu können, müssen die Anforderungen an das System und die daraus resultierenden, für ein Aufzugsystem notwendigen Funktionen festgestellt werden. Auf Basis der erarbeiteten Systemeigenschaften wird ein Steuerungskonzept für ein bereits vorhandenes mechanisches Aufzugmodell erstellt.<br />Für die Entwicklung des Sensornetzwerkes müssen zu Beginn die benötigten Messgrößen zur Prozessüberwachung identifiziert werden. Da möglichst einfache Sensoren zum Einsatz kommen, müssen die Sensoren diversitär ausgelegt werden, um alle benötigten Messgrößen mehrfach auf verschiedene Art (redundant bzw. diversitär) erfassen zu können. Damit ist es möglich ein fehlertolerantes System zu entwerfen, das allen Anforderungen an Zuverlässigkeit, Verfügbarkeit und Sicherheit entspricht.<br />Die umgesetzte Steuerung wird gemeinsam mit den gewählten Sensoren im mechanischen Modellaufzug implementiert und in Betrieb genommen. Mit den anschließend durchgeführten Messungen und Tests kann gezeigt werden, dass die Steuerung trotz auftretender Messfehler die Anforderungen erfüllt.<br />

The thesis delineates the development and design of a fault tolerant control system with emphasis on its application on elevators, employing a diverse and highly redundant sensory network. Fieldbus network establishment is achieved using the open standard of LonWorks.<br />Initially the system requirements have to be determined, triggering the pannel of functional and technical qualifications to be met by the elevator system. Whilst this analysis phase a concept of a control system is created including criteria derived in previous developmental stages, adapted to a provided hardware model.<br />The sensory network development requires identification of measurands necessary for process control. Due to the fact that exclusively simple sensors are taken into consideration, such sensors need to be implemented diversely, to ensure a miscellaneous and multiple (redundant and diverse) coverage of necessary measurands. Thus, a fault tolerant system can be designed and conquer the requirements of reliability, availability and safety.<br />Finally the derived control system is implemented into the hardware model together with the selected sensors to put the elevator model into operation. Conducted measurements and tests lead to the conclusion that even though measurement errors occur, the control system meets the required expectations.