Functional Safety Orchestration: Flexible Re-Konfiguration von Safety Instrumented Systems in modularen Prozessanlagen

Florian Pelzer

doi:10.51202/9783186425218

Zusammenfassung

Modulare Prozessanlagen bestehen aus einfach austauschbaren Prozess- und Funktionseinheiten, deren Konfiguration (Aufbau) und Rekonfiguration (Umbau) neue Möglichkeiten der flexiblen Prozessrealisierung eröffnen. Die Wandelbarkeit der Anlagen stellt aus Perspektive der funktionalen Sicherheit eine Herausforderung dar, da bestehende Methoden und Vorgehensweisen auf den verhältnismäßig statischen Betrieb von konventionellen Anlagen optimiert sind. Um den Zielkonflikt zwischen Flexibilität und Sicherheit abzumildern wurde ein Konzept zur Orchestrierung von verteilten Sicherheitssystemen entwickelt und in einer Demonstrationsanlage erfolgreich erprobt. Der Konzeptentwurf integriert sowohl technische als auch menschliche Anforderungen, mit dem Ziel, Operateure durch eine geschickte Systemgestaltung zur Beherrschung der Re-Konfiguration zu befähigen. Inhaltsverzeichnis Abkürzungen IX Kurzfassung XIII 1. Einleitung 1 1.1. Motivation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 1.2. Zielstellung und Ergebnisse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 1.2.1. Hauptthese . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 1....

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Bibliographische Angaben

Copyrightjahr: 2023
ISBN-Print: 978-3-18-342521-1
ISBN-Online: 978-3-18-642521-8
Verlag: VDI Verlag, Düsseldorf
Reihe: Elektrotechnik
Band: 425
Sprache: Deutsch
Seiten: 198
Produkttyp: Monographie

Inhaltsverzeichnis

KapitelSeiten

Titelei/Inhaltsverzeichnis Kein Zugriff Seiten I - XIV
1. Motivation Kein Zugriff
2. 1. Hauptthese Kein Zugriff
  2. Unterthesen Kein Zugriff
3. Thematische Einordnung und Forschungsansatz Kein Zugriff
4. Abgrenzung der Arbeit Kein Zugriff
5. Gliederung und Methoden Kein Zugriff
1. 1. Einführung in die Prozessleittechnik Kein Zugriff
  2. Menschliche Rollen in konventionellen Prozessanlagen Kein Zugriff
  3. Flexibilität von Prozessanlagen Kein Zugriff
2. 1. Architektur nach VDI-Richtlinie 2776 Kein Zugriff
  2. Automatisierung nach VDI/VDE/NAMUR-Richtlinie 2658 Kein Zugriff
  3. Entwurf und Betrieb modularer Anlagen Kein Zugriff
  4. Menschliche Rollen in modularen Anlagen Kein Zugriff
3. 1. Gefährdungspotentiale und Sicherheit von Prozessanlagen Kein Zugriff
  2. Schutzebenenmodell Kein Zugriff
  3. Grundprinzipien der funktionalen Sicherheit Kein Zugriff
  4. Engineering von Sicherheitssystemen Kein Zugriff
4. Zwischenfazit: Flexibilität der funktionalen Sicherheit Kein Zugriff
1. 1. Intramodulare Sicherheit Kein Zugriff
  2. Limitationen der intramodularen funktionalen Sicherheit Kein Zugriff
  3. Intermodulare Sicherheit Kein Zugriff
2. Bewertung anlagenweiter SIS-Sicherheitsstrategien Kein Zugriff
3. Randbedingungen und Zielstellung zur Implementierung von anlagenweiten SIF Kein Zugriff
4. 1. Vorgehensweise Kein Zugriff
  2. Domänenübergreifender Technologie- und Konzeptvergleich Kein Zugriff
  3. Diskussion der Lösungsansätze und Abgrenzung Kein Zugriff
5. Zwischenfazit These 1: Bewertung des Standes der Technik Kein Zugriff
1. 1. Sicherheitsrelevante Tätigkeiten bei der Re-Konfiguration mit konventionellen Methoden Kein Zugriff
  2. Komplexitätsbeurteilung der Re-Konfigurationstätigkeiten Kein Zugriff
  3. Beurteilung der Beherrschbarkeit durch Operateure Kein Zugriff
2. Zusammenfassung der Anforderungen Kein Zugriff
3. Zwischenfazit These 2: Anforderungserfüllung konventioneller Vorgehensweisen Kein Zugriff
4. Lösungsansatz Kein Zugriff
1. Vorgehensweise zur Konzeptentwicklung Kein Zugriff
2. Functional Safety Orchestration in der Nussschale Kein Zugriff
3. Safety-Services Kein Zugriff
4. Safety-MTP Kein Zugriff
5. Assistenzsystem zur Functional Safety Orchestration@Engineering Kein Zugriff
6. 1. Sicherheitsarchitektur und Functional Safety Orchestration Layer Kein Zugriff
  2. Informationsaustausch bei der zustandsbasierten Verschaltung von Safety- Services zur Laufzeit Kein Zugriff
7. Zwischenfazit: Evaluation der Anforderungserfüllung Kein Zugriff
1. 1. Vorgehensweise zur Berücksichtigung menschlicher Faktoren Kein Zugriff
  2. Anforderungen Kein Zugriff
2. 1. Umsetzung technischer Anforderungen Kein Zugriff
  2. Umsetzung operateurbezogender Anforderungen Kein Zugriff
3. 1. Charakterisierung der Doppeldosier-PEA Kein Zugriff
  2. Charakterisierung der Reaktor-PEA Kein Zugriff
4. 1. Safety-Services Kein Zugriff
  2. Safety-MTP Kein Zugriff
  3. fSO-Assistenzsystem und fSOL Kein Zugriff
  4. Verifikation der Funktionsfähigkeit der Functional Safety Orchestration Kein Zugriff
5. Zwischenfazit These 3: Verifikation der System-, Sicherheits- und Integrationsanforderungen Kein Zugriff
1. Forschungsansatz Kein Zugriff
2. PEA Sicherheitslebenszyklus Kein Zugriff
3. Anlagen-Sicherheitslebenszyklus Kein Zugriff
4. Zwischenfazit These 4: Adaptierbarkeit der konventionellen Sicherheitslebenszyklen Kein Zugriff
1. Produktions-Szenario zur Erprobung der Functional Safety Orchestration Kein Zugriff
2. 1. Konfigurationsszenario Kein Zugriff
  2. Verifikation der Funktionsfähigkeit: Umsetzung der Sicherheitskonfiguration mit dem fSO-Assistenzsystem Kein Zugriff
  3. Verifikation der Komplexitätsreduktion Kein Zugriff
  4. Verifikation der Aufwandsreduktion Kein Zugriff
  5. Zwischenergebnis: Logische Re-Konfiguration Kein Zugriff
3. 1. Austauschszenario Kein Zugriff
  2. Untersuchungsmethodik Kein Zugriff
  3. Auswertung der Studie Kein Zugriff
  4. Zwischenergebnis: Physikalische Re-Konfiguration Kein Zugriff
4. Zwischenfazit These 5: Rekonfiguration einer modularen Anlage Kein Zugriff
1. Diskussion der Forschungsmethodik Kein Zugriff
2. Diskussion der Thesen Kein Zugriff
3. 1. Auswirkungen der Ergebnisse auf den Stand der Technik Kein Zugriff
  2. Limitationen der Forschung Kein Zugriff
4. Ausblick Kein Zugriff
1. 1. Implementierung des Safety-MTP Kein Zugriff
  2. Sicherheitskonfiguration Kein Zugriff
  3. Ablauf und Nutzerinteraktion im fSO-Assistenzsystem Kein Zugriff
2. Appendix B: Sicherheitslebenszyklen Kein Zugriff
3. 1. Austausch einer FEA Kein Zugriff
  2. Austausch einer PEA Kein Zugriff
Literatur Kein Zugriff Seiten 179 - 198