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.

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.