Definition und Funktion:
Ein Watchdog (Wachhund-Timer) ist ein Überwachungsmechanismus in speicherprogrammierbaren Steuerungen (SPS) und anderen digitalen Systemen, der die korrekte und kontinuierliche Abarbeitung des SPS-Programms überwacht. Es handelt sich um einen unabhängigen Timer, der im Hintergrund läuft.
Das SPS-Programm muss diesen Watchdog-Timer in regelmäßigen Abständen „füttern“ oder zurücksetzen, bevor er abläuft. Wenn der Watchdog-Timer nicht innerhalb einer vordefinierten Zeit (der Watchdog-Zeit) zurückgesetzt wird, nimmt er an, dass das SPS-Programm abgestürzt ist, in einer Endlosschleife feststeckt oder nicht mehr reagiert. Daraufhin löst der Watchdog einen System-Reset der SPS aus, um sie in einen definierten, sicheren Startzustand zu bringen.
Relevanz in der Automatisierungstechnik:
Watchdogs sind unverzichtbar für die Zuverlässigkeit und Sicherheit von Automatisierungssystemen:
- Schutz vor Programmabstürzen: Verhindert, dass die SPS in einem undefinierten oder fehlerhaften Zustand verharrt, der zu gefährlichem Maschinenverhalten führen könnte.
- Kontrollierter Neustart: Erzwingt einen Neustart der SPS, um den Betrieb wieder aufzunehmen.
- Fehlererkennung: Dient als Indikator für schwerwiegende Programmfehler oder Systemprobleme.
- Sicherheit: In sicherheitskritischen Anwendungen ist ein Watchdog oft ein vorgeschriebenes Element der funktionalen Sicherheit.
- Zykluskontrolle: Überwacht indirekt auch die Einhaltung der maximalen Zykluszeit des SPS-Programms.
Implementierung:
Der Watchdog-Timer ist oft ein Hardware-Element in der CPU der SPS. Das SPS-Programm muss eine spezielle Anweisung (z.B. einen Funktionsaufruf oder das Schreiben in ein Systemregister) in seinem zyklischen Hauptprogramm platzieren, um den Watchdog regelmäßig zurückzusetzen.
Die Watchdog-Zeit muss sorgfältig eingestellt werden: Sie muss länger sein als die maximale erwartete Zykluszeit des SPS-Programms, aber kurz genug, um schnell auf Abstürze zu reagieren.
→ Siehe auch: Zykluskontrolle, SPS, Zykluszeit, Fehlerbehandlungsroutine, Echtzeitfähigkeit, Redundanz
