Das Projekt "Zuverlässigkeitsuntersuchung und -berechnung rechnerbasierter Sicherheitsleittechnik zum Einsatz in deutschen Kernkraftwerken" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Magdeburg, Institut für Apparate- und Umwelttechnik, Lehrstuhl Anlagentechnik und Anlagensicherheit durchgeführt. Sicherheitsleittechnik in kerntechnischen Anlagen besteht zum Teil noch aus analogen Systemen. Mit der Umstellung von Prozess- und Sicherheitsleittechnik auf digitale Signalverarbeitung ist eine Methodik zu entwickeln, mit der der Nachweis über die erforderliche Zuverlässigkeit dieser Systemkomponenten geführt werden kann.
Das Projekt "Entwicklung eines Ansatzes zur Analyse der Netzwerktechnologien in sicherheitsrelevanten Leittechniksystemen hinsichtlich Verbreitung und Auswirkung postulierter Fehler" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Gesellschaft für Anlagen- und Reaktorsicherheit (GRS) gGmbH durchgeführt. Im Bereich der Reaktorbegrenzungen als Bestandteil der Sicherheitsleittechnik sind in einigen Kernkraftwerken softwarebasierte leittechnische Einrichtungen eingesetzt. Außerdem besteht der Trend, in der Peripherie der Sicherheitsleittechnik wie zum Beispiel für Messumformer und Aktoren softwarebasierte Einrichtungen mit Schnittstellen zu Netzwerken einzusetzen.
Die Betriebserfahrung zeigt einen Einfluss interner Kommunikation eines vernetzen Leittechniksystems auf dessen Zuverlässigkeit. Die Auswirkungen potentieller Fehlereffekte innerhalb und außerhalb von Kommunikationsnetzwerken für sicherheitsrelevante Funktionen in Kernkraftwerken hat ein Vorhaben mit folgender Aufgabenstellung untersucht:
Arbeitspaket 1: Phänomenologische Untersuchungen zu potentiellen Netzwerkfehler in Leittechniksystemen.
Zunächst wurde der Stand von Wissenschaft und Technik zu eingesetzten Netzwerktechnologien und zu Methoden für die Analyse von Netzwerkfehlern dokumentiert.
Auf Basis dieser Studie wurden sicherheitsrelevante Aspekte der Netzwerktechnologien in der Leittechnik ermittelt und hinsichtlich der Auswirkungen potentieller Fehler in einem generischen Netzwerk kategorisiert. Hierbei wurden unterschiedliche Netzwerk-Topologien, Kommunikationsprotokolle, Schnittstellen und Betriebsarten der Netzwerke hinsichtlich sicherheitstechnischer Aspekte der Kommunikation berücksichtigt.
Weiterhin wurden methodische Ansätze zur Analyse potentieller Netzwerkfehler und zur Analyse der Auswirkungen (Ausbreitung) postulierter Fehler in typischen Netzwerken der Sicherheitsleittechnik entwickelt und zu ausgewählten Topologien ein 'worst-case' Szenario für Netzwerkfehler festgelegt, um das Ausfallverhalten sicherheitsrelevanter Kommunikation in der Leittechnik deterministisch bewerten zu können.
Arbeitspaket 2: Weiterentwicklung FTA-Methodik zur Modellierung redundanter beziehungsweise vernetzter Systeme.
Die bewährte Methode der Fehlerbaumanalyse (Fault tree analysis - FTA) wurde für die Modellierung von komplexen Netzwerken weiterentwickelt und exemplarisch an einem generischen Leittechniksystem erprobt.
Dazu wurde eine Programmierschnittstelle zur Erstellung und Modifizierung von Fehlerbäumen für redundante beziehungsweise vernetzte Systeme entwickelt.