Prozeßautomatisierung

Transkript

1

2 Rudolf Laub er Prozeßautomatisierung Band 1 Automatisierungsstrukturen, Prozeßrechensysteme, Echtzeit-Programmierung, Zuverlässigkeits- und Sicherheitstechnik Zweite, vollständig überarbeitete Auflage Unter Mitwirkung von Benno Doll, Eberhard Kurz, Peter Lempp und Andreas Riegg Mit 190 Abbildungen Springer-Verlag Berlin Heidelberg GmbH 1989

3 Prof. Dr.-lng. RudolfLauber Institut flir Regelungstechnik und Prozeßautomatisierung Universität Stuttgart Paffenwaldring Stuttgart 80 Die I. Aunage 1976 erschien unter gleichem Titel als Hochschultext ISBN CIP-Titelaufnahme der Deutschen Bibliothek Lauber, Rudolf: Prozessautomatisierungn I Rudolf Lauber. Bd. I. Automatisierungsstrukturen, Prozessrechensysteme, Echtzeit-Programmierung, Zuverlässigkeits- und Sicherheitstechnik.- 2., vollst. überrarb. Aun ISBN ISBN (ebook) DOI / Dieses Werk ist urheberrechtlich geschützt. Die dadurch begründeten Rechte, insbesondere die der Übersetzung, des Nachdrucks, des Vortrags, der Entnahme von Abbildungen und Tabellen, der Funk;endung, der Mikroverfilmung oder der Vervielfaltigung auf anderen Wegen und der Speicherung in Datenverarbeitungsanlagen, bleiben, auch bei nurauszugsweiser Verwertung, vorbehalten. Eme Vervielfli!tigung dieses Werkes oder von Teilen dieses Werkes ist auch im Emzelfall nur in den Grenzen derge;et7lichen Bestimmungen des Urheberrechtsgesetzes der Bundesrepublik Deutschland vom 9. September 1965 in der Fassung vom 24. Juni 1985 zulässig. Sie ist grundsätzlich vergütungspnichtig. Zuwiderhandlungen unterliegen den Strafbestimmungen des Urheberrechtsgesetzes. Springer-Verlag Berlin Heidelberg 1976 and 1989 Ursprünglich erschienen bei Springer-Verlag Berlin Heidelberg New Y ork 1989 Die Wiedergabe von Gebrauchsnamen, Handelsnamen, Warenbezeichnungen usw. in diesem Werk berechtigt auch ohne besondere Kennzeichnung nicht zu der Annahme, daß solche Namen Im Smne der Warenzeichen- und Markenschutz-Gesetzgebung als frei zu betrachten wären und dahervonjedermann benutzt werden durften. Sollte in diesem Werk direktodermdirektaufgesetze, Vorschnften oder Richtlinien (z.b.din, VDI, VDE) Bezuggenommen oderaus ihnen zitiert worden sein, so kann der Verlag keine GewährfUrRichtigkeit, Vollständigkeit oder Aktualität übernehmen. Es empfiehlt sich, gegebenenfalls mr die eigenen Arbeiten die vollständigen Vorschriften oder Richtlinien in der jeweils gültigen Fassung hinzuzuziehen. Bindearbeiten Lüdentz & Bauer, Berlin 2160/

4 Vorwort Prozeßautomatisierung (PA), Prozeßleittechnik (PLT), Prozeßdatenverarbeitung (PDV) - dies sind Begriffe und Abkürzungen, die aus unterschiedlichem Blickwinkel ein neues Fachgebiet der Ingenieurwissenschaften umschreiben. Entstanden aus der Symbiose zwischen klassischer Automatisierungstechnik und digitaler programmgesteuerter Informationsverarbeitung, erfordert dieses neue Fachgebiet Kenntnisse und Fähigkeiten nicht nur der Meßtechnik, der Steuerungsund Regelungstechnik, sondern auch der Hardware- und insbesondere der Softwaretechnik. Solche Kenntnisse und Fähigkeiten im Grenzgebiet zwischen herkömmlicher Automatisierungstechnik und praktischer Informatik will dieses Buch vermitteln. Es versteht sich als Lehrbuch mit dem Ziel, ein solides Fundament an Grundwissen zu legen und, darauf aufbauend, die wichtigsten Methoden des neuen Fachgebiets darzustellen. Dem Charakter als Lehrbuch entspricht es, daß am Ende jedes Kapitels Übungsaufgaben (sog. Selbsttestaufgaben) angegeben sind. Die Lösung dieser Aufgaben dient nicht nur der eigenen Kontrolle, ob der Stoff richtig erlernt wurde, sondern auch einer Vertiefung des Verständnisses. Zur Überprüfung der selbstgefundenen Lösung sind am Schluß des Buches die Lösungen aller Selbsttestaufgaben zusammengestellt. Der gesamte Stoff wird in zwei Bänden dargeboten. Band I ist den Fragen des strukturellen Aufbaus, der Echtzeit-Programmierung sowie der Zuverlässigkeit und Sicherheit von Automatisierungssystemen gewidmet. Band II befaßt sich dann mit den Verfahren zur Durchführung von Automatisierungsprojekten, und zwar unter Verwendung moderner rechnerunterstützter Entwicklungswerkzeuge. Der Band I kann dabei als zweite Auflage des 1976 erschienenen Buches "Prozeßautomatisierung I" aufgefaßt werden. Allerdings war wegen der stürmischen Weiterentwicklung auf den Gebieten der Computertechnik und der Struktur von Automatisierungssystemen (an die Stelle zentraler Prozeßrechner traten verteilte und vernetzte Systeme von Mikrorechnern und speicherprogrammierbaren Steuerungen, die über Kommunikationssysteme untereinander Informationen austauschen) eine völlige Neubearbeitung erforderlich. Als Folge des technischen Wandels hat sich auch die Bedeutung des Begriffs "Prozeßrechner" verändert. In den 60er und 70er Jahren verstand man darunter einen Digitalrechner mit Echtzeit Betriebssystem und Prozeßperipherie, untergebracht in einer voluminösen Schrankkonstruktion. Mit dem Aufkommen leistungsfähiger und preisgünstiger Mikrorechner wurden die zentralen Prozeßrechner dann Anfang der 80er Jahre im Bereich der Energie- und Verfahrenstechnik immer mehr durch verteilte, über Bus-Systeme verbundene dezentrale Mikrorechnersysteme (sog. digitale Prozeßleitsysteme) verdrängt. In der Produktionstechnik setzen sich die sog.

5 VI speicherprogrammierbaren Steuerungen durch. In beiden Fällen wurde der Begriff "Prozeßrechner" - wohl wegen der Anklänge an die frühere zentrale Automatisierungsstruktur - vermieden. In diesem Buch wird an dem Begriff "Prozeßrechner" festgehalten. Definiert man ihn von seiner Anwendung her als Computer, der in Verbindung mit einem technischen Prozeß eingesetzt wird, dann kann ein Ein-Chip-Mikrorechner als Bauteil auf einer Leiterplatte ebenso ein Prozeßrechner sein wie ein Mikrorechner in einem steckbaren SPS-Modul oder ein für eine Steuerungsaufgabe verwendeter Personal Computer. Nicht das äußere Erscheinungsbild ist wesentlich, sondern die typischen Eigenschaften (insbesondere Echtzeitfähigkeit und Ein- und Ausgabe elektrischer Signale). In diesem Sinne handelt es sich sowohl bei Prozeßleitsystemen als auch bei speicherprogrammierbaren Steuerungen um Prozeßrechensysteme. Der Band I des Werkes beinhaltet: Eine einführende Darstellung der wichtigsten Grundbegriffe (zu denen der Begriff "Prozeßrechner" gehört) und eine Übersicht über den gerätetechnischen und programmtechnischen Aufbau eines Prozeßautomatisierungssystems Die Erläuterung der strukturellen und gerätetechnischen Gesichtspunkte beim Aufbau von Mikrorechnersystemen ("Prozeßrechnersysteme" neuer Art) für die Prozeßautomatisierung Die Behandlung der Vorgehensweise zur Erstellung von Softwaresystemen zur Lösung von Automatisierungsaufgaben, insbesondere unter Verwendung der Echtzeit-Programmiersprache PEARL Die Grundlagen der Zuverlässigkeits- und Sicherheitstechnik, sowie Maßnahmen, die zur Erfüllung von Zuverlässigkeits- und Sicherheitsanforderungen bei Prozeßautomatisierungssystemen zu ergreifen sind Band II behandelt folgende Themenbereiche: Ingenieurtätigkeiten bei Automatisierungsprojekten, sowie Vorgehensmodelle zur Beschreibung dieser Tätigkeiten Modellierungskonzepte, die bei der Konzeption und Entwicklung von Automatisierungssystemen anwendbar sind Verfahren für die Rechnerunterstützung von Ingenieurtätigkeiten bei Automatisierungsprojekten, sowie als konkretes Beispiel für eine rechnerunterstützte Entwicklungsumgebung das Spezifikationssystem EPOS Die rechnerunterstützte Vorgehensweise beim sog. Requirements Engineering, bei der Projektplanung und bei der Software-Hardware-Systementwicklung für Automatisierungsprojekte Verfahren zum Test, zur Validierung, zur Qualitätssicherung und zur Pflege und Wartung im Rahmen von Automatisierungsprojekten.

6 VII Mit dieser Stoffauswahl und der Art der Darbietung will das Werk Kenntnisse vermitteln über die nach dem heutigen Stand der Technik anzuwendenden Prinzipien und Verfahren zum Aufbau von Prozeßrechensystemen (im oben definierten Sinne dieses Begriffs) die grundsätzlichen Vorgehensweisen bei der Echtzeit-Programmierung und die Eigenschaften von Echtzeit-Programmiersprachen und -Betriebssystemen die Vorgehensmodelle zur Beschreibung der Ingenieurtätigkeiten bei Prozeßautomatisierungsprojekten die Techniken und Methoden der systematischen Durchführung von Automatisierungsprojekten, und dabei besonders die Möglichkeiten, die rechnerunterstützte Softwarewerkzeuge und Entwicklungsumgehungen bei der Ausführung der erforderlichen Ingenieurtätigkeiten bieten. Darüber hinaus soll die Durcharbeitung dieses Stoffes, und insbesondere die selbständige Bearbeitung der Übungsaufgaben dazu verhelfen, folgende Fähigkeiten zu erwerben: Die Fähigkeit, Hardware- und Softwarefragen im Zusammenhang mit Prozeßautomatisierungsaufgaben fachgerecht zu klären Die Literatur auf diesem Gebiet zu verstehen und sich - entsprechend dem raschen Wandel der Technik - weiterzubilden Automatisierungsprogramme in der Echtzeit-Programmiersprache PEARL zu verfassen. Dabei steht nicht PEARL im Mittelpunkt, sondern es geht darum, anband dieser konkreten Echtzeit-Programmiersprache die Vorgehensweise bei der Echtzeit-Programmierung generell zu erlernen. Entwicklungsaufgaben auf dem Gebiet der Prozeßautomatisierung systematisch anzugehen und dabei moderne Softwarewerkzeuge und -Entwicklungsumgebungen einzusetzen In allen Phasen eines Automatisierungsprojekts das Entwicklungs- und Projektmanagementorientierte Spezifikationssystem EPOS zur Rechnerunterstützung anzuwenden. Ähnlich wie im Falle der Programmiersprache PEARL wird hierbei das EPOS-System nur als konkretes Beispiel eines Spezifikationssystems verwendet. An diesem Beispiel soll erlernt werden, wie man generell mit einem Spezifikationssystem arbeitet, so daß man dann in der Lage ist, sich auch schnell in die Handhabung eines anderen, vergleichbaren Spezifikationssystems einzuarbeiten. Grundlage des Werkes ist eine zweisemestrige Vorlesung "Prozeßautomatisierung I und II", die der Verfasser für Studenten der Elektrotechnik, der Informatik und der technischen Kybernetik an der Universität Stuttgart hält. Unter Verwendung des in dieser Vorlesung und den zugehörigen Übungen vermittelten Lehrstoffes wurden unter Mitwirkung der Herren B. Doll, E. Kurz, P. Lempp und A Riegg für die Fernuniversität Hagen Studienlehrbriefe für die dortige Vorlesung "Prozeßautomatisierung" verfaßt Durch Überarbeitung, Erweiterung und Ergänzung dieser Manuskripte entstand das vorliegende Buch.

7 VIII In Verbindung mit der oben erwähnten Vorlesung wird an der Universität Stuttgart ein Fachpraktikum angeboten, um den in Vorlesungen und Übungen behandelten Lehrstoff auch praktisch anband von Beispielen einzuüben. Der Verfasser ist sich bewußt, daß das oben genannte Ziel des Buches, die für eine Tätigkeit auf dem Gebiet der Automatisierungstechnik erforderlichen Fähigkeiten zu vermitteln, nur dann erreicht wird, wenn die Erarbeitung des hier dargebotenen Lehrstoffs mit einer entsprechenden praktischen Einübung verbunden wird. Ganz besonders gilt dies bezüglich der Fähigkeiten, die Programmiersprache PEARL für die Echtzeit-Programmierung und das Spezifikationssystem EPOS für die rechnerunterstützte Durchführung eines Automatisierungsprojektes anzuwenden. Ebensowenig wie man nach der Lektüre eines Lehrbuches über das Schwimmen sofort schon im Wasser schwimmen kann, so kann man auch Programmier- und Spezifikationssprachen nicht in einem "Trockenkurs" allein erlernen. Hier ist ein ergänzendes Praktikum unerläßlich. Glücklicherweise ist sowohl PEARL als auch EPOS für Lehrzwecke auf gängigen Personal Computern sehr preiswert erhältlich*), so daß ein solches Praktikum durchaus zu erschwinglichen Kosten möglich wird. Wie oben bereits erwähnt, haben die Herren Dipl.-Ing. B. Doll, Dipl.-Ing. E. Kurz, Dr.-Ing. P. Lempp und Dipl.-Ing. A Riegg bei der Abfassung einzelner Abschnitte des Buches und insbesondere bei der Ausarbeitung der Übungsbeispiele mitgewirkt. Ihnen gilt daher mein besonderer Dank. Darüber hinaus aber danke ich allen meinen Mitarbeiterinnen und Mitarbeitern am Institut für Regelungstechnik und Prozeßautomatisierung der Universität Stuttgart für ihren unermüdlichen Einsatz. Ohne ihre aktive Unterstützung wäre die viele Detailarbeit, die mit der Abfassung eines druckfertigen Manuskripts verbunden ist, nicht zu schaffen gewesen. Der Fernuniversität Hagen danke ich für die Genehmigung zur Verwendung des Fernstudienmaterials bei der Ausarbeitung des Buchmanuskripts. Dem Springer-Verlag möchte ich danken für die bewiesene Geduld und die gute Ausführung des Werkes. Stuttgart, im Juni 1988 R. Lauber *) Informationen über die Bezugsmöglichkeiten für PEARL-Systeme auf PC's sind erhältlich beim PEARL-Verein e.v., Geschäftsstelle München, Werner-Heisenberg-Weg 39, 8014 Neubiberg EPOS-Systeme für PC's und für Workstations sind zu beziehen von: GPP Ges. für Prozeßrechnerprogrammierung mbh., Kolpingring 18a, 8024 Oberhaching

8 Inhaltsverzeichnis 1 Was heißt Prozeßautomatisierung, Prozeßleittechnik, Prozeßdatenverarbeitung? Definition einiger Grundbegriffe Der Begriff 'Technischer Prozeß" Was ist ein Prozeßrechner? Prozeßrechensysteme Ein neues technisches Fachgebiet mit den Namen Prozeßautomatisierung, Prozeßleittechnik oder Prozeßdatenverarbeitung Geräte- bzw. Maschinen-Automatisierung und Automatisierung technischer Anlagen Definition von zwei Arten von Prozeßautomatisierungssystemen Kennzeichnende Eigenschaften bei der Automatisierung von Geräten bzw. Maschinen Kennzeichnende Eigenschaften bei der Automatisierung technischer Anlagen Automatisierungsgrad und Prozeßrechner-Einsatzarten Definition des Automatisierungsgrades Herkömmliche Art des Prozeßbetriebes Off-line-Einsatz eines Rechners On-line und open-loop-betrieb eines Prozeßrechensystems On-line und closed-loop-betrieb eines Prozeßrechensystems Die Bestandteile eines Prozeßautomatisierungssystems (Prozeßleitsystems) Die Teilsysteme eines Prozeßautomatisierungssystems Die Schnittstelle des Automatisierungssystems zum technischen Prozeß Das Prozeßrechensystem Das Prozeßrechner-Software-System Ebenen der Prozeßf'dhrung und Automatisierungsfunktionen Entscheidungs- und Ausführungsebenen Automatisierungsfunktionen Grundtypen von Vorgängen in technischen Prozessen Gebräuchliche Klassifizierungsverfahren für technische Prozesse Klassifizierung nach Vorgängen, bei denen bestimmte Arten von Prozeßgrößen vorkommen Kontinuierliche, sequentielle und objektbezogene Vorgänge Klassifizierung technischer Prozesse nach den dominierenden Typen von Vorgängen Graphische Darstellung technischer Prozesse 33

9 X 1. 7 Beispiel für ein Prozeßautomatisierungssystem: Automatisierung eines Heizungs- und Brauchwasserbereitungssystems Aufgabenstellung Fachtechnische Lösungskonzeption Auslegung des Prozeßautomatisierungssystems 1.8 Auswirkungen der Prozenautomatisierung auf Mensch und Gesellschaft Beabsichtigte (positive) und unbeabsichtigte (negative) Auswirkungen Die Verantwortung des Automatisierungs-Ingenieurs für die Auswirkungen der Prozeßautomatisierung Selbsttestaufgaben 2 Prozeßrechner - Gerätesysteme Mini- und Mikrorechner als Prozeßrechner Was ist ein Mini- bzw. Mikrorechner? Aufbau von Mikrorechnern, die als Prozeßrechner verwendet werden Hardware-Eigenschaften von Mikrorechnern Darstellung der Prozeßdaten in Prozeßrechnern Zentrale und dezentrale Automatisierungsstrukturen Die verschiedenen Arten von Automatisierungsstrukturen Kriterien für einen Vergleich der Eigenschaften von Automatisierungsstrukturen Automatisierungs-Hierarchien Kombination einer wirkungsmäßig zentralen und dezentralen Struktur Realisierung einer Automatisierungs-Hierarchie mit einem Bus-orientierten verteilten Prozeßrechensystem Verteilte Prozeßautomatisierungssysteme Zielsetzung bei verteilten Prozeßautomatisierungssystemen Grundstrukturen der Kommunikation bei verteilten Prozeßautomatisierungssystemen Tendenz der gegenwärtigen technischen Entwicklungen bezüglich der Kommunikationssysteme Automatisierungsstrukturen mit Redundanz Formen der Redundanz Die Hardware-Redundanz Die Software-Redundanz Konfiguration der Prozeßrechner-Hardware Mögliche Komponenten einer Prozeßrechner-Hardware-Konfiguration Beispiele für Konfigurationen der Prozeßrechner-Hardware 75 Selbsttestaufgaben 78

10 XI 3 Prozeßpcripherie Schnittstellen zwischen Prozeßrechensystem und technischem Prozeß Übertragung von Prozeßsignalen zwischen dem Prozeßrechensystem und dem technischen Prozeß Arten von Prozeßsignalen an den Schnittstellen des Prozeßrechensysterns Prozeßsignal-Ein-/ Ausgabe bei örtlich zentraler Struktur des Automatisierungssystems Prozeßsignal-Ein-/ Ausgabe bei örtlich dezentraler Struktur des Automatisierungssystems Digital-Ein- und Ausgabe Digital-Eingabe Digital-Ausgabe Potentialfreie Durchschaltung von Binärsignalen Analog-Ein- und Ausgabe Analog-Eingabe Analog-Digital-Urnsetzer Analog-Ausgabe Arten von Digital-Analog-Umsetzern Potentialfreie Durchschaltung analoger Signale Programmierbare und "intelligente" Prozeßsignal- Ein-I Ausgabeeinheiten Programmierbare Digital-Ein-/ Ausgabe "Intelligente" Prozeßsignal-Ein-/ Ausgabeeinheiten Sensoren und Aktoren Sensoren Aktoren Störbeeinflussungen auf Prozeßsignalleitungen Arten von Störbeeinflussungen Gegentakt-Störbeeinflussungen Gleichtakt-Störbeeinflussungen Maßnahmen gegen Störbeeinflussungen Maßnahmen zur Verhinderung von Störbeeinflussung infolge von Erdpotentialdifferenzen Maßnahmen zur Sicherung der Prozeßsignal-Eingabeleitungen gegen elektromagnetische Störfelder Erdungsmaßnahmen Schutzmaßnahmen gegen zu hohe Störspannungen (Überspannungen) an Eingängen von elektronischen Schaltungen 123 Selbsttestaufgaben Echtzeit-Programmierung von Prozeßrechnern 126

11 XII 4.1 Problemstellung Was heißt Echtzeit-Programmierung? Forderung nach Rechtzeitigkeil Forderung nach Gleichzeitigkeit Arten von Echtzeit-Rechensystemen 4.2 Echtzeit-Programmierverfahren Zwei grundsätzliche Arten des Vorgehens Das Verfahren der synchronen Programmierung Das Verfahren der asynchronen Programmierung (Parallelprogrammierung) 4.3 Rechenprozesse (Tasks) Einführung des Begriffs "Rechenprozeß" Zustandsmodelle von Rechenprozessen Einplanung von Rechenprozessen 4.4 Zeitliche Koordinierung (Synchronisierung) von Rechenprozessen Parallele und sequentielle, nebenläufige und simultane Aktionen von Rechenprozessen Synchronisierung von Rechenprozessen Semaphorvariable und Semaphoroperation zur Synchronisierung von Rechenprozessen Selbsttestaufgaben Prozeßrechner-Betriebssysteme BegritTsbestimmung Was ist ein Betriebssystem? Typen von Betriebssystemen Betriebsmittel 5.2 Organisationsaufgaben eines Prozeßrechner-Betriebssystems Übersicht Rechenprozeß-Verwaltung Speicherverwaltung Ein-/ Ausgabesteuerung Fehlerbehandlung und (Wieder-)Anlauf 5.3 Entwicklung eines 'Mini-Betriebssystems' als Beispiel für die Lösung der Organisationsaufgaben Vorgehen Zielsetzung Aufgabenstellung Lösungskonzeption 5.4 Systementwurf des Mini-Betriebssystems Systementwurf unter Zugrundelegung der stark vereinfachten Aufgabenstellung Erste Erweiterung des Systementwurfs

12 XIII Zweite Erweiterung des Systementwurfs Dritte Erweiterung des Systementwurfs Übergang zum realen Echtzeit-Betriebssystem 5.5 Gliederung der Prozeßrechner-Systemprogramme in anwendungsbezogene Programmbausteine 5.6 Beispiele rür Prozeßrechner-Betriebssysteme Einordnung auf dem Markt befindlicher Betriebssysteme Aufbau und Eigenschaften eines realen Betriebssystems Selbsttestaufgaben 6 Programmiersprachen für die Prozenautomatisierung Grundbegriffe Arten von Programmiersprachen Übersetzung in die Maschinensprache 6.2 Höhere Programmiersprachen für die Echtzeit-Programmierung von Prozeßrechensystemen Die Problematik der Echtzeit-Programmierung bei Aufgabenstellungen in der Prozeßautomatisierung Vor- und Nachteile der Anwendung von Assemblersprachen für die Prozeßautomatisierung Entwicklungsrichtungen zur Anwendung maschinenunabhängiger Programmiersprachen für die Prozeßautomatisierung 6.3 Übersicht über die Prozeßrechner- Programmiersprache PEARL Entstehungsgeschichte Entwicklungsziele und Sprachanforderungen Übersicht über die wichtigsten Spracheigenschaften 6.4 Sprachmittel zur Strukturierung eines PEARL-Programms Aufbau eines PEARL-Programrns Struktur des Problemteils Blockstruktur von PEARL Beispiel für den Aufbau eines Problemteils 6.5 Der algorithmische Sprachkern von PEARL Schreibregeln für PEARL-Programme Vereinbarung von PEARL-Objekten Grunddatentypen Zusammengesetzte Datenobjekte Zuweisung Standard-Operationen Zugriff auf Matrizen, Verbunde und Bit-Strings Anweisungen zur Steuerung des Programmablaufs Prozeduren

13 XIV 6.6 Sprachmittel von PEARL rur die Ein- und Ausgabe Die Ein-/Ausgabe-Konzeption Beschreibung von Geräteverbindungen bzw. Geräteanschlüssen im Systemteil Vereinbarung von Ereignissen im Systemteil Spezifikation von Datenstationen Deklaration von benutzerdefinierten Datenstationen Ein- und Ausgabeanweisungen Sprachmittel von PEARL für die Echtzeit-Programmierung Vereinbarung von Tasks Steuerung der Übergänge zwischen Task-Zuständen Einplanung von Tasks Synchronisierung von Tasks Maskierung von Interrupts Sprachmittel für verteilte Prozeßrechensysteme (Mehrrechner-PEARL) Struktur eines Mehrrechner-PEARL-Programms Beschreibung von Teilstationen (Stations-Teil) Beschreibung der physikalischen Verbindungswege (NET-Teil) Beschreibung des Zugangs zur Peripherie (Systemteil) Beschreibung der Software-Konfiguration (Konfigurations-Teil) Botschaftenaustausch Beispiel für die Entwicklung eines PEARL-Programms Ingenieurtätigkeiten bei der Software-Entwicklung Klärung der Aufgabenstellung und Definition der Anforderungen an die Heizungsautomatisierung Heizungstechnische bzw. regelungstechnische Konzeption Systementwurf Umsetzung des Software-Feinentwurfs in ein PEARL-Programm (Implementierung) 282 Selbsttestaufgaben Zuverlässigkeit und Sicherheit von Prozeßautomatisierungssystemen Grundlagen Problemstellung Ausfälle und Fehler Zuverlässigkeits- und Sicherheitsstrategien und -Verfahren 7.2 Zuverlässigkeitstechnik Zuverlässigkeitskenngrößen Zuverlässigkeitsmodelle für Gerätesysteme Zuverlässigkeitsmodelle für Progranunsysteme 7.3 Zuverlässigkeitsmaßnahmen

14 XV Klassifizierung von Zuverlässigkeitsmaßnahmen Zuverlässigkeitsmaßnahmen bei Gerätesystemen Zuverlässigkeitsmaßnahmen bei Programmsystemen. 7.4 Sicherheitstechnik Qualitative Definition von Grundbegriffen Technische Prozesse mit und ohne sicheren Zustand Ereignisfolge bis zum Eintreten eines Unfallschadens Quantitative Definition von Sicherheitskenngrößen Vorschriften der Sicherheitstechnik Sicherheitsnachweis 7.5 Sicherheitsmaßnahmen Klassifizierung von Sicherheitsmaßnahmen bei Prozeßautomatisierungssystemen Sicherheitsmaßnahmen bei Gerätesystemen Sicherheitsmaßnahmen gegen Software-Fehler Selbsttestaufgaben Lösungen der Selbsttestaufgaben Lösungen der Selbsttestaufgaben zu Kapitel 1 Lösungen der Selbsttestaufgaben zu Kapitel2 Lösungen der Selbsttestaufgaben zu Kapitel 3 Lösungen der Selbsttestaufgaben zu Kapitel 4 Lösungen der Selbsttestaufgaben zu Kapitel 5 Lösungen der Selbsttestaufgaben zu Kapitel 6 Lösungen der Selbsttestaufgaben zu Kapitel Literaturverzeichnis Literatur zu Kapitel 1 Literatur zu Kapitel 2 Literatur zu Kapitel 3 Literatur zu Kapitel4 Literatur zu KapitelS Literatur zu Kapitel 6 Literatur zu Kapitel 7 Sachwortverzeichnis