Jahresbericht 2013
Inhaltsverzeichnis
Lehrveranstaltungen 2013
LEHRSTUHL FÜR AUTOMATISIERUNGSTECHNIK
Automatisierungstechnik
Prof.Dr.techn. K. Janschek, Dipl.-Ing. M. Tkocz u.a.
Pflichtfach der Studiengänge Elektrotechnik, Informationstechnik, Mechatronik, 4. Semester (V/Ü/P: 2/1/0)
Wahlpflichtfach in der Nebenfachausbildung Automatisierungstechnik für Wirtschaftsingenieure, 6. Semester (V/Ü/P: 2/1/0)
Vermittlung grundlegender Kenntnisse zur Automatisierung technischer Prozesse. Der Inhalt des Lehrfaches wird von folgenden Wissensgebieten geprägt:
Einführung (Inhalte, funktionale Gliederung, Ingenieuraufgaben, Demonstrationsbeispiel); Grundlegende Beschreibungsmittel (Differentialgleichungen, lineare/nichtlineare Übertragungsglieder, Signalflussplan, Laplace-Transformation, Übertragungsfunktion, Frequenzgang, Bode-Diagramm); Offene und geschlossene Wirkungsketten (Verhalten linearer Übertragungsglieder, Führungs-/Störverhalten, BIBO-Stabilität, Hurwitz-Kriterium, Nyquist-Kriterium, stationäres Verhalten); Reglerentwurf im Frequenzbereich (Kenndaten Zeitbereich/ Frequenzbereich, Frequenzkennlinienverfahren); Digitale Regelkreise (Struktur, Abtastung, Beschreibungsformen, dynamisches Verhalten, Stabilität, Reglerrealisierungen); Industrielle Standardregler (PID-Regler (kontinuierlich/ diskret), Einstellregeln, Bauformen); Diskrete Steuerungen (Prozessmodelle, Steuerungsentwurf, Speicherprogrammierbare Steuerungen, Fachsprachen IEC1131); Moderne Verfahren der Automatisierungstechnik (Fuzzy Logic, Künstliche Neuronale Netze); Automatisierungsstrukturen und -technologien (Strukturen, Bussysteme, Prozesskommunikation, Echtzeitverarbeitung).
Ereignisdiskrete Systeme I
Prof. Dr.techn. Janschek, Dipl.-Ing. M. Freund
Pflichtfach der Studienrichtung ART, 5. Semester (V/Ü/P: 2/0/1)
Diese Lehrveranstaltung wird im WS gemeinsam mit der LV EDS (MT) abgehalten.
Vermittlung von Grund- und Fachkenntnissen auf dem Gebiet der Steuerung diskreter Prozesse. Befähigung der Studierenden zur Lösung anspruchsvoller Steuerungsaufgaben mittels moderner Methoden zum systematischen Entwurf und zur Analyse von kombinatorischen und sequentiellen Steuerungen, sowie zur Implementierung auf industrieller Hardware unter Nutzung aktueller Softwarewerkzeuge.
Ereignisdiskrete Systeme II
Lehrbeauftragte: Prof. Dr. techn. K. Janschek, PD Dr.-Ing. A. Braune, Dr.-Ing. V. Hammer
Übungsleiter: Dipl.-Ing. M. Freund
Pflichtfach der Studienrichtung ART, 6. Semester (V/P/Ü:2/0/1)
Wahlpflichtfach der Studienrichtung Elektroenergietechnik, 8. Semester
Vermittlung von Grund- und Fachkenntnissen auf dem Gebiet der Steuerung diskreter Prozesse. Befähigung der Studierenden zur Lösung anspruchsvoller Steuerungsaufgaben mittels moderner Methoden zum systematischen Entwurf und zur Analyse von sequentiellen Steuerungen sowie zur Implementierung auf industrieller Hardware unter Nutzung aktueller Softwarewerkzeuge.
Paktikum Regelung/Steuerung
Prof. Dr.techn. K. Janschek, Prof. Dr.-Ing. habil. K. Röbenack
Pflichtfach des Studienganges Mechatronik, (V/Ü/P: 0/0/1)
Das Ziel des Lehrfaches besteht im selbstständigen Erarbeiten und Umsetzen von regelungs- und steuerungstechnischen Lösungen für mechatronische Systeme. Das Lehrfach beinhaltet zwei Praktikumsversuche zur Regelung (Institut für Regelungs- und Steuerungstheorie) sowie einen Praktikumsversuch zu ereignisdiskreten Steuerungen (Institut für Automatisierungstechnik).
Modellbildung/Simulation
Prof. Dr.techn. K. Janschek, Dr.-Ing. S. Dyblenko
Pflichtfach der Studienrichtung ART, 6. Semester (V/Ü/P: 2/1/1)
Vermittlung grundlegender Kenntnisse und Fertigkeiten zur Modellbildung und zur rechnergestützten Simulation von technischen Systemen.
Elemente der physikalischen Modellbildung: (Energiebasierte Modellierungsparadigmen (Euler-Lagrange), Torbasierte Modellierungsparadigmen (verallgemeinerte Kirchhoffsche Netzwerke), Signalbasierte Modellierungsparadigmen (z.B. Matlab/Simulink), Physikalisch objektorientierte Modellierungsparadigmen (z.B. Modelica).
Elemente der Simulationstechnik: Numerische Integration von gewöhnlichen Differenzialgleichungssystemen (ODE): explizite vs. implizite Verfahren, Stabilität, Fehlerschätzung, Schrittweitensteuerung, steife Systeme, lineare Systeme, Numerische Integration von differenzialalgebraischen Gleichungssystemen (DAE), Unstetigkeiten, Modulare Simulation (signalorientiert vs. objektorientiert), Stochastische Prozesse.
Simulationstechnik
Prof. Dr.techn. K. Janschek, Dr.-Ing. S. Dyblenko
Wahlpflichtfach im SG Mechatronik/Modul Entwurfstechniken, 6. bzw. 8. Semester (WPF 2/0/1) sowie Anteil des Modulpraktikums (0/0/2)
Vorlesungen: Numerische Integration von gewöhnlichen Differenzialgleichungssystemen (ODE-Systeme): explizite vs. implizite Verfahren, Stabilität, Fehlerschätzung, Schrittweitensteuerung, steife Systeme, lineare Systeme, Numerische Integration von differenzialalgebraischen Gleichungssystemen (DAE-Systeme), Unstetigkeiten, Modulare Simulation (signalorientiert vs. objektorientiert), Stochastische Prozesse.
Systementwurf
PD Dr.-Ing. A. Braune
Pflichtfach der Studienrichtung ART, 7. Semester (V/Ü/P: 2/1/0)
Vermittlung grundlegender Kenntnisse zum systematischen Entwurf von komplexen Automatisierungssystemen und zur Bewertung von Entwurfsoptionen, Methoden und Verfahren der Systemtechnik (Systems Engineering). Inhalt des Lehrfaches (Vorlesungen): Besonderheiten des Systementwurfs für Automatisierungssysteme, Methoden zur Beschreibung unterschiedlicher Sichten auf ein Automatisierungssystem (funktional, objektorientiert, echtzeitorientiert,...), Anforderungsdefinition (Nutzeranforderung-Lastenheft, Systemanforderung), Entwurf, Metriken zur Systembewertung,Vorgehensmodelle. Die Übung befasst sich mit dem Lösen von Entwurfsaufgaben an praktischen Anwendungsfällen der Verfahrenstechnik und Mechatronik in Projektgruppen.
Entwurf eingebetteter Systeme (WF 1/1/0 )
PD Dr.-Ing. A. Braune
Wahlfach der Studienrichtung ART
Inhalt des Lehrfaches: Spezifische Anforderungen an Software für eingebettete Systeme, Vorstellung typischer Hard- und Softwaresysteme , Vorstellung spezifischer Entwurfswerkzeuge Übungen, Konzeption einer Lösung für ein Lego-Fahrzeug, Implementierung einer Lösung.
Internet - Anwendungen in der Automatisierungstechnik
PD Dr.-Ing. A. Braune
Wahlpflichtfach der Studienrichtung ART, (V/Ü/P: 2/1/0)
Vermittlung ausgewählter Grundlagen zu Internettechnologien und ihren Anwendungseigenschaften in der Automatisierungstechnik. Zum Inhalt des Lehrfaches gehören: Einführung, historische Entwicklung des Internets, Anforderungen der Automatisierung an die Nutzung von Internettechnologien, Vermittlung grundlegender Kenntnisse zu Internettechnologien und Herausarbeiten von Konsequenzen ihrer Anwendung in der Automatisierung ( z.B. TCP/IP, Internetdienste), Behandlung ausgewählter Beispiele für die Internetnutzung (z.B. WWW, OPC, Ethernet mit TCP/IP als Feldbus), Vorstellung ausgewählter industrieller Produkte und Anwendungen, hoher Anteil eigenständiger Experimente und Tests an ausgewählten industriellen Geräten und Lösungen.Folgende Übungsthemen werden behandelt: Entwicklung statischer und dynamischer HTML-Seiten, Inbetriebnahme eines OPC-Servers, Entwicklung einfacher Java-Programme, Entwicklung von Java-Applets, Inbetriebnahme eines embedded Web-Servers in einer SPS .
Projekt - Teleautomation
PD Dr.-Ing. A. Braune
Wahlpflichtfach der Studienrichtung ART, 7. Semester (V/Ü/P: 0/0/2)
Der Erwerb eigener praktischer Erfahrungen zur Entwicklung von Lösungen auf der Basis von Internettechnologien für automatisierungstechnische Anwendungsbeispiele wird in dieser Lehrveranstaltung angestrebt. Projektgruppen zu je 3-4 Studenten untersuchen spezielle Aspekte von Internettechnologien hinsichtlich ihrer Anwendungseigenschaften in Automatisierungslösungen. Konkrete Inhalte ergeben sich aus aktuellen Forschungsprojekten und Entwicklungstrends. Durchzuführen sind jeweils Anforderungsdefinition, Entwurf, Variantendiskussion, Realisierung und Test an realen Anlagen.
XML und Web in der Automation
Lehrbeauftragte: PD Dr.-Ing. A. Braune
Ingenieurstudiengänge (vorrangig ET, MT, IST)- (WF 1/1/0)
Die Lehrveranstaltung vermittelt grundlegende Kenntnisse über XML-Technologien und beschreibt ausgewählte Beispiele XML-basierter Sprachen in der Automatisierung, wie z.B. Gerätebeschreibungssprachen. Weitere Anwendungsaspekte als Datenaustauschformat in der Automatisierung werden vermittelt durch die Nutzung von Webservices und Browser basierte Technologien.
Mechatronische Systeme
Prof.Dr.techn. K. Janschek, Übungsleiter: Dipl.-Ing. M. Tkocz
Wahlpflichtfach des Studienganges Elektrotechnik, 8. Semester (V/Ü/P: 2/1/0)
Vermittlung grundlegender Kenntnisse zur ganzheitlichen Betrachtung mechatronischer Systeme: relevante funktionsrealisierende physikalische Phänomene (Verhaltensmodelle), Prinzipien zur gezielten Beeinflussung des Wirkungsflusses, Verfahren zur Voraussage des Systemverhaltens unter realistischen Bedingungen. Die Vorlesungen beinhalten folgende Themen: Funktionsrealisierende physikalische Phänomene ( Mechanik (Mehrkörperssysteme, Übertragungsverhalten, experimentelle Bestimmung des Frequenzganges); Elektrizität / Magnetismus (elektrodynamische Wandler, elektromagnetische Wandler); Piezoelektrizität (Modelle, piezoelektrische Wandler, Bauformen); Hydraulik (Servohydraulische Antriebe); Informationsverarbeitung (dimensionierende Übertragungseigenschaften von Abtastung, Aliasing, A/D, D/A Wandler, Serielle Bussysteme, Digitale Regler); Spezielle mechatronische Regelungsprobleme (Sensor-/Stellort bei Mehrkörpersystemen, Aliasingprobleme); Regellose Vorgänge in mechatronischen Systemen (Rauschmodelle, Kovarianzanalyse); Fehlerrechnung und Leistungsbudgets (Fortpflanzung von Unsicherheiten, Budgetansätze).Auf der Basis ausgewählter technischer Anwendungsbeispiele wird das systematische und methodische Vorgehen zu Modellierung, Analyse und Entwurf erläutert und in Rechenübungen trainiert. Die Verwendung moderner CAE-Hilfsmittel für Entwurf, Analyse, Simulation wird demonstriert (MATLAB/Simulink)
Regelung von Mehrkörpersystemen
Prof. Dr. techn. K. Janschek, Übungsleiter: Dipl.-Ing. M. Tkocz
Wahlfpflichtfach (V/Ü/P: 1/1/0)
Das Ziel des Lehrfaches besteht in der Vermittlung grundlegender Methoden zur Analyse und zum Entwurf von Regelungen für Mehrkörpersysteme. Folgende Gebiete werden behandelt: MKS Modelle im Frequenzbereich; Mess- und Stellort (kollokierte/nichtkollokierte Regelung); Modellunsicherheiten (unmodellierte Eigenmoden, spillover); Stabilitätsanalyse (NYQUIST.Kriterium in Schnittpunkt- und Frequenzkennlinienform, NICHOLS-Diagramm, robuste Stabilität von elastischen Eigenmoden); Reglerentwurf im Frequenzbereich; Aliasingprobleme im geschlossenen Regelkreis; Zufällige Eingangssignale (Kovarianzanalyse); Fehlerbudgets.
Steuerung von Robotersystemen
Prof. Dr. techn. K. Janschek, Übungsleiter: Dipl.-Ing. M. Seemann
Wahlfach Fak. ET, MT (WF 2/0/0)
Das Ziel der Lehrveranstaltung besteht in der Vermittlung von grundlegenden Steuerungs- und Regelungskonzepten für Robotersysteme. Die Vorlesungen beinhalten folgende Themen: Vorwärts- sowie Rückwärtskinematik von Manipulatoren, Bahnplanung und Trajektorien, Differentielle Kinematik über Jacobi-Matrix, Roboterdynamik, Positionsregelung, Kraft-/Momentenregelung, Steuerungstechnik.
Lageregelungssysteme für Raumfahrzeuge
Dr.-Ing. S. Dyblenko
Wahlpflichtfach für Studenten der Fak. Maschinenwesen (Studienrichtung Luft- und Raumfahrttechnik) sowie der Fak. Elektrotechnik u.a. Interessenten; (V/Ü/P: 2/0/0)
Das Ziel des Lehrfaches besteht in der Vermittlung grundlegender Kenntnisse zur Lageregelung von Satelliten. Vorlesungen beinhalten folgende Themen: Einführung (Anforderungen, typ.Problemstellungen); Bahnmodellierung, Lagekinematik (Koordinatensysteme, Eulersche Winkel, Quaternionen); Lagemessung (Vektormessung, State Propagation, Filterung); Lagesensoren (optisch, inertial, magnetisch); Lageregelungskonzepte (Gravitationsstabilisierung, magnetische Regelung (Magnetspulen), Drallstabilisierung (Drallräder), Düsenregelung); Flexible Strukturen; Bordarchitekturen. Typische Problemstellungen zur Lagemessung und Lageregelung werden in den Übungen an praktischen Beispielen erläutert, zum Teil unterstützt durch Rechnersimulationen (Matlab/Simulink).
PROFESSUR FÜR PROZESSLEITTECHNIK
Die Lehre der Professur für Prozessleittechnik befähigt die Studierenden dazu, (teil)autonome und interaktive Prozessführungssysteme für dynamische Systeme zu konzipieren, zu entwerfen und zu implementieren. Die Studierenden kennen Anforderungen an Leitsysteme, können Komponenten und Architekturen so wählen, dass Sicherheit und Zuverlässigkeit gewährleistet sind und können den Aufwand für Konfiguration und Parametrierung von Prozessleitsystemen einschätzen. Diese Grundkompetenz kann in drei Säulen ausgebaut werden. Ziel der ersten Säule "Projektierung von Automatisierungssystemen" ist, dass die Studierenden wesentliche Methoden zur Informationsmodellierung und Algorithmen zur Automatisierung der Automatisierung als Basis für Innovation in computerassistierten Planungssystemen für die Prozessautomatisierung beherrschen. Ziel der zweiten Säule "Mensch-Maschine-Systemtechnik" ist die Studierenden dazu zu befähigen, die Nahtstelle Mensch-Maschine strukturiert, zielgerichtet und mit hoher Qualität analysieren, bewerten und gestalten zu können. Das Lehrangebot der dritten Säule "Prozessführung" versetzt die Studierenden in die Lage modellgestützte Prozessführungssysteme entwerfen und implementieren zu können.
Studienarbeiten 2013
LEHRSTUHL FÜR AUTOMATISIERUNGSTECHNIK
Frescha, Chr.
Modellierung und Simulation des Schwingungsverhaltens eines Sensors zur Messung von Masseänderungen.
Betriebsbetreuer: Dr.-Ing. E. Giebler (Somonic Solutions GmbH); HSL: Prof. Dr. techn. K. Janschek
Hoang, T. V.
Inbetriebnahme und Evaluierung eines Kalibrierungsverfahrens mit Verwendung eines generischen Kameramodells.
Betreuer: Dr.-Ing. S. Dyblenko; HSL: Prof. Dr. techn. K. Janschek
Frescha, Chr.
Entwicklung und Inbetriebnahme eines Labordemonstrators für einen aktuierten Mehrmassenschwinger.
Betreuer/HSL: Prof. Dr. techn. K. Janschek
Schlegel, S.
Konzeption einer Steuerungslösung für eine verfahrenstechnische Anlage.
Betreuer/HSL: PD Dr.-Ing. A. Braune
Steffen, S.
Konzeption von Transformationsregeln zur Interation eines JavaScript-Frameworks für die Kommunikation mittels OPC UA in die MOVISA Werkzeugumgebung.
Betreuer: Dipl.-Ing. M. Freund; HSL: Prof. Dr. techn. K. Janschek
Thiele, R.
Inbetriebnahme der Zielheinheit des Labordemonstrators MiPOS.
Betreuer: Dipl.-Ing. M. Klix, Dipl.-Ing. M. Pfanne; HSL: Prof. Dr. techn. K. Janschek
Valten, St.
Webservice-basierte multimodale Visualisierung einer Lichtsignalanlagen-Datenbank.
Betreuer: Dipl.-Ing. Chr. Martin, Dipl.-Ing. T. Schaft (LSBG Hamburg); HSL: PD Dr.-Ing. A. Braune
Voelkner, R.
Entwicklung einer Adroid-App zur Aufzeichnung und Verarbeitung von Sensordaten und Kamerabildern eines Android-Gerätes.
Betreuer: Dipl.-Ing. M. Tkocz; HSL: Prof. Dr. techn. K. Janschek
Wittig, R.
Gestenbasierte Steuerung eines mobilen Transportfahrzeuges.
Betreuer: Dipl.-Ing. Chr. Martin, Dipl.-Ing. M. Freund; HSL: PD Dr.-Ing. A. Braune
Zhang, W.
Entwicklung einer Benutzeroberfläche für das Fehlerfortpflanzungsframework.
Betreuer: Dr.-Ing. A. Morozov, HSL: Prof. Dr. techn. K. Janschek
PROFESSUR FÜR PROZESSLEITTECHNIK
Hensel, S.
Untersuchung von Synchronisierungsmechanismen in Linked Data Netzwerken.
Betreuer: DI M. Graube; HSL: Prof. Dr.-Ing. L. Urbas
Langner, A.
Generalisierung einer App zur Darstellung von Cycle-Time Diagrammen.
Betreuer: DI J. Pfeffer; HSL: Prof. Dr.-Ing. L. Urbas
Wang, S.
Anbindung eines Trainingssimulators an das Prozessleitsystem PCS7 zur Evaluation von HMIs.
Betreuer: DI M. Stöß; HSL: Prof. Dr.-Ing. L. Urbas
Volkmann, S.
Erweiterung der automatischen Generierung von Kommunikationsstrukturen um zufällig erzeugte Feldgerätekoordinaten.
Betreuer: DI F. Doherr; HSL: Prof. Dr.-Ing. L. Urbas
Diplomarbeiten 2013
LEHRSTUHL FÜR AUTOMATISIERUNGSTECHNIK
Büttner, St.
Wissensbasierte Prozessführung in der industriellen Teilereinigung.
Betreuer: Dr.-Ing. E. Giebler; Dipl.-Ing. A. Lohse (SITA Messtechnik GmbH), HSL: Prof. Dr. techn. K. Janschek
Eitner, F.
Entwicklung und Erprobung einer Softwarearchitektur für eine universelle Bewegungssteuerung.
Betreuer/HSL: PD Dr.-Ing. A. Braune
Kloska, A.
Aufbau und Evaluierung eines Prototyps eines ferngesteuerten fliegenden Roboters mit bildgebender Sensorik.
Betreuer: Dr.-Ing. S. Dyblenko; HSL: Prof. Dr. techn. K. Janschek
Li, Yao
Analyse der PROFIsafe-Kommunikation.
Betreuer: A. Morozov, A. Starke (Bosch Rexroth AG)
Magana Flores, A. E.
Stability Analysis for a Surgical Simulator.
Betreuer: Prof. Dr. techn. K. Janschek, Betriebs-Betreuer: Dipl.-Ing. Th. Hulin, Dipl.-Ing. A. Hellings (DLR); HSL: Prof. Dr. techn. K. Janschek
Petzka, Chr.
Konzeption eines Bibliotheksystems für die Werkzeugumgebung MOVISA.
Betreuer: Dipl.-Ing. Chr. Martin, Dipl.-Ing. M. Freund; HSL: PD Dr.-Ing. A. Braune
Roth, M.
Beitrag zur Regelung quasistatischer Mikroscannern zur hochdynamischen und präzisen Strahlpositionierung.
Betreuer: Prof. Dr. techn. K. Janschek, Betriebs-Betreuer: Dr. Th. Sandner (FhG-IPMS); HSL: Prof. Dr. techn. K. Janschek
Schultz, J.
Fallstudie: Selektiver Schutz von eingebetteter Flugregler Software gegen Hardwarefehler.
Betreuer: Dr.-Ing. A. Morozov; HSL: Prof. Dr. techn. K. Janschek
Zhang, B.
Entwicklung und Inbetriebnahme eines Labordemonstrators für einen elektromagnetischen Reluktanzwandler.
Betreuer/HSL: Prof. Dr. techn. K. Janschek
PROFESSUR FÜR PROZESSLEITTECHNIK
Li, P.
Integration dynamischer und historischer Prozessdaten in Linked Data Infrastrukturen.
Betreuer: DI M. Graube; HSL: Prof. Dr.-Ing. L. Urbas
Menschner, S.
Entwicklung einer Beschreibungssprache für die Eigenschaften und Funktionen mobiler Anwendungen.
Betreuer: DI J. Pfeffer; HSL: Prof. Dr.-Ing. L. Urbas
Hahn, A.
Vereinfachte Leitsystemintegration von Package Units.
Betreuer: DI M. Obst ; HSL: Prof. Dr.-Ing. L. Urbas
Halfter, M.
Entwicklung einer Transformationskette zur Generierung von mobilen Benutzerschnittstellen aus Planungsdaten unter Einhaltung formalisierter Gestaltungsregeln.
Betreuer: DI M. Stöß; HSL: Prof. Dr.-Ing. L. Urbas
Hein, P. (BASF)
Berücksichtigung von konstruktiven Infrastrukturfaktoren bei der automatischen Generierung von Kommunikationsstrukturen.
Betreuer: DI F. Doherr, Dr.-Ing. Thomas Hauff (BASF), ; HSL: Prof. Dr.-Ing. L. Urbas
Dissertationen 2013
LEHRSTUHL FÜR AUTOMATISIERUNGSTECHNIK
Dipl.-Ing. Frank Schnitzer
Ein Systemansatz zur bildbasierten Navigation und Geometrierekonstruktion für Raumfahrt-Rendevvousmanöver
02.10.2013
Forschungsprojekte 2013
LEHRSTUHL FÜR AUTOMATISIERUNGSTECHNIK
Geschlossene Stoffkreisläufe
- System zur Onlinemessung der Abscheidegeschwindigkeit an Prozessen der industriellen Oberflächenbehandlung (SOMA-Projekt)
- Entwicklung und Erprobung einer Technologie zur Vermeidung von PFT-Emissionen über den Abwasser-, Abfall- und Abluftpfad in Produktionsstätten am Beispiel der Oberflächenveredlung
Navigation
- ANTRIS - Autonomous Navigation, Target Recognition and Rendezvous for Interplanetary Space Missions
- INASCON - Image-based Navigation for S/C Constellations
Mobile Robotik
- ADFEX - Adaptive Förderative 3D-Exploration mit Multi-Roboter-Systemen
- S3ARV - Small Safe & space Autonomous Robot Vehicles
Informationsbasierte Automatisierung
- AutoProbe - Automatisierte Projektierung von Bedien- und Beobachtungslösungen zur Simulation und zum Betrieb von Fertigungssystemen
- EXIST - Gründerstipendium: MovisaNG (Gründungsprojekt MONKEY WORKS)
Laboratorien 2013
LEHRSTUHL FÜR AUTOMATISIERUNGSTECHNIK
Labordemonstrator MiPOS
Der Labordemonstrator MiPOS (Mini Proximity Operation Simulator) dient der Erzeugung realitätsnaher Bilder für die Simulation von Rendezvous- oder Landemanövern. Mit dem erzeugten Bildmaterial können Algorithmen zur Bildauswertung und Pfadplanung getestet sowie deren Genauigkeit bestimmt werden. Der Demonstrator simuliert den Anflug eines Servicesatelliten, bzw. dessen Kamerasystems, an ein Zielobjekt. Die Kamera kann in drei translatorischen und drei rotatorischen Freiheiten bewegt werden. Das Ziel kann zusätzlich in drei Freiheiten rotieren. Der Arbeitsraum der Kamera beläuft sich auf 1,5m x 1m x 0,8m. Um Fremdlichteinflüsse auf die Bilddaten und deren Auswertung zu vermeiden, wird der Demonstrator während eines Simulationslaufes durch schwarzen Stoff abgedunkelt. Sonnenlicht wird durch nahezu paralleles Scheinwerferlicht simuliert.
Experiment Teleautomation
The experiment consists of an continuous process model, an industrial programmable controller and a visualisation system for local automation. The controller and the visualisation system are extended with embedded web-servers and the visualisation system with an external web-server. The process or status monitoring and control is possible as shown in figure.
Labor Prozessautomatisierung
Das Labor Prozessautomatisierung umfasst drei Komponenten, die entsprechend den Ausbildungszielen und -inhalten unterschiedlich ausgestattet sind. So ist die Komponente 1 mit kontinuierlichen und ereignisdiskreten Prozessmodulen wie Füllstands-, Durchfluss- und Temperaturmodul sowie einer Abfülleinrichtung, bestehend aus vier Arbeitsstationen, ausgerüstet. Die zugehörigen Automatisierungsstrukturen basieren sowohl auf einer Standardverdrahtung, als auch auf busbasierten Strukturen. Auf dieser Basis werden typische Aufgaben zur Projektierung dieser Strukturen für kontinuierliche und ereignisdiskrete Prozesse realisiert. Mit Komponente 2 werden IT-basierte Automatisierungsstrukturen vorgestellt, wobei an Hand der Hard- und Softwaretools STEP7, WinCC einschließlich WinCC-Addons (Siemens) moderne Strukturen präsentiert werden, die gleichfalls für die kontinuierlichen Prozesskomponenten Füllstand, Durchfluss und Temperatur sowie einem Mischmodul und den ereignisdiskreten Prozess "Abfülleinrichtung" ausgelegt wurden. Insbesondere für die Aus- und Weiterbildung wurde dafür ein Lehrtool, bestehend aus einem optimierten Prozessmodul - Füllstand - sowie einem nach ausbildungsdidaktischen Gesichtspunkten ö gestalteten Handbuch, entwickelt. Desweiteren wurde auf der gleichen Hard- und Softwarebasis eine Referenzanlage errichtet, deren Komplexität und Multifunktionalität vorrangig zur Präsentation und Demonstration, insbesondere im Zusammenwirken mit den Partnerfirmen Siemens und Festo Didactic genutzt werden. Mit der Komponente 3 werden schließlich moderne Automatisierungsmittel zur Stoffstromstellung und Durchflussmessung untersucht, wozu gleichfalls eine STEP7 und WinCC-basierte Automatisierungsstruktur entwickelt wurde, die einen weiteren wesentlichen Beitrag zur Ausbildung -Prozessautomatisierung - präsentiert.
Labor Mechatronische Systeme
1-achsige Satellitenlageregelung
Zur experimentellen Untersuchung der Lagestabilisierung von Kleinstsatelliten steht am Institut für Automatisierungstechnik ein Laborstand zur Verfügung, mit dessen Hilfe automatisierungstechnische Komponenten, insbesondere der Mess- und Stelltechnik sowie der Informationsübertragungstechnik unter realitätsnahen Bedingungen getestet werden können. Nachgebildet wird hier die Rotation eines Satelliten um eine Achse. Störmomente führen zur ungewollten Rotation von Satelliten um deren Massenschwerpunkte. Für eine Ausrichtung der Antennen eines Satelliten, z.B. in Richtung des Erdmittelpunktes, muss deshalb die Satellitenanlage mittels Regelung(en) stabilisiert werden. Als Stelleinrichtung kommt im Laborstand ein Schwungring zum Einsatz. Durch Ändern bzw. Regeln der Ringdrehzahl kann der Satellit in jeder gewünschten Lage stabilisiert werden. Folgende Aufgaben sind (evtl. auszugsweise) im Rahmen einer Projektarbeit zu lösen:
Industrieroboter
Für Fragestellungen zur Industrierobotik steht ein Mitsubishi 5-DOF Manipulator inklusive einer frei programmierbaren Steuereinheit zur Verfügung.
3-Arm Manipulator
Als Demonstrator für die Lehre sowie zur Realisierung grundlegender Steuerungsalgorithmen der Industrierobotik steht ein planarer Manipulator mit drei Gelenken und einer Ansteuerung über xPC Target und Matlab/Simulink zur Verfügung.
Labor Mobile Robotik
Das Labor Mobile Robotik, ausgestattet mit Rechnerarbeitsplätzen und großem Bewegungsfreiraum für mobile Plattformen, ist die experimentelle Basis für wissenschaftliche Untersuchungen im Bereich der mobilen Robotik. Als mögliche Testplattformen stehen ein radgetriebener mobiler Roboter sowie ein Luftschiff (blimp) zur Verfügung. Neben diesen am Institut entstandenen Plattformen wird weiterhin ein kommerzieller Schreitroboter (Aibo, Sony) genutzt. Um Funktionstests verschiedener Navigationsalgorithmen nachvollziehbar durchzuführen, kann auf ein Kamerasystem zur Bahnverfolgung sowie ein Sensorsystem zur globalen Lokalisierung zurückgegriffen werden. Des Weiteren kann für simulative Untersuchungen eine Matlab-basierte Simulationsplattform genutzt werden.
Labor ART PC Pool
Hardware: 10 PCs: Intel Core2Duo, 2GB RAM, HD SATA 250GB, DVD-RW, TFT 19", 100 MBit Ethernet network (connected to the campus network), 1 laser printer
Operating systems: WindowsXP Professional, Linux
Application software: Scientific software: Matlab + Simulink, Text processing: Word, Graphics: Powerpoint, Spreadsheet: Excel, Data base systems: Access, Compilers: Eclipse/CDT, Internet: Mozilla Firefox, Pegasus Mail, SSH, FTP.
Veröffentlichungen 2013
LEHRSTUHL FÜR AUTOMATISIERUNGSTECHNIK
Begutachtete Beiträge (Fachzeitschriften, Tagungsbände)
Janschek, K.; Sandner, T.; Schroedter, R. & Roth, M:
Adaptive Prefilter Design for Control of Quasistatic Microscanners, 6th IFAC Symposium on Mechatronic Systems (Mechatronics '13), Hangzhou, 2013
Janschek, K.; Schroedter, R. & Sandner, T:
Flatness-based open loop command tracking for quasistatic microscanners, ASME Dynamic Systems and Control Conference 2013, Stanford, 2013
Schroedter, R., Roth, M., Sandner, Th., Janschek, K.:
Modellgestützte Bewegungsführung von quasistatischen Mikroscannern.
In: Tagungsband Fachtagung Mechatronik 2013, Aachen, 06.03.-08.03..2013, ISBN 3-86130-958-0, S. 141-146.
** Best Paper Award **
Morozov, A., Janschek, K.:
Case Study Results for Probabilistic Error Propagation Analysis of a 229 Mechatronic System.
In: Tagungsband Fachtagung Mechatronik 2013, Aachen, 06.03.-08.03.2013, ISBN 3-861-30-958-0, S. 229-234.
Martin, C., Braune, A., Ebert, R.-E., Pleßow, M., Severin, S., Stern, O.:
Durchgängiger Entwurf von Visualisierungen für Fertigungssysteme.
In: VDI-Bericht Nr. 2209, Automation 2013, VDI-Verlag, Düsseldorf, 2013, S. 117 - 122.
Martin, C., Braune, A., Ebert, R.-E., Pleßow, M., Severin, S., Stern, O.:
Benutzungsschnittstellen durchgängig entwerfen: Eine systematische Lösung für Fertigungssysteme.
In: atp edition 07-08/2013, S. 62 - 69.
Freund, M., Martin, C., Braune, A.:
Platform Constraints Supporting an Ambiguous Mapping Model.
In: Analysis, Design, and Evaluation of Human-Machine Systems, Volume 12, Part 1, Las Vegas, 2013.
Freund, M., Martin, C., Braune, A., Steinkrauss, U.:
JSUA - an OPC UA JavaScript Framework.
In: Proceedings of 18th IEEE International Conference on Emerging Technologies and Factory Automation (ETFA2013), Cagliari, Italy, 2013.
Martin, C., Freund, M., Hager, H., Braune, A.:
Conception of Ambiguous Mapping and Transformation Models.
In: 14th IFIP TC 13 International Conference on Human-Computer Interaction (Interact 2013), Cape Town, South Africa, Springer LNCS 8119, S. 110 - 125, 2013.
Freund, M., Martin, C., Braune, A.:
Kontextbasierte Auflösung von Mehrdeutigkeiten beim iterativen Entwurf von Benutzungsschnittstellen.
In: Lecture Notes in Informatics (LNI): Proceedings of INFORMATIK 2013 (Vol. P-220, pp. 2649-2663), Gesellschaft für Informatik e.V, 2013
Monographien
Habiger, E.:
Openautomation-Fachlexikon 2013/14 ?
Mehr als 3700 Akronyme, Bezeichnungen und Schlüsselwörter aus der Begriffswelt der modernen Automation und Antriebstechnik.
3. Auflage. VDE Verlag GmbH ? Berlin ? Offenbach 2013, 342 Seiten, ISBN 978-3-8007-3524-2
Kommentare und Übersichten im A&D-KOMPENDIUM 2013/2014
Habiger, E.:
DFG-geförderte Projekte zu automationsrelevanten Themen.
A&D- KOMPENDIUM 2013/2014, S. 73; München: publish industry Verlag 2013
Habiger, E.:
BMBF-geförderte Projekte zu automationsrelevanten Themen.
A&D- KOMPENDIUM 2013/2014, S. 79; München: publish industry Verlag 2013
Habiger, E.:
VDI-Fortschrittsberichte zum Thema Industrielle Automation.
A&D- KOMPENDIUM 2013/2014, S. 88; München: publish industry Verlag 2013
PROFESSUR FÜR PROZESSLEITTECHNIK
Bücher
Urbas, L. (in Vorbereitung).
Engineering von Prozessleitsystemen. München, Deutscher Industrieverlag.
Begutachtete Journalartikel
Obst, M.; Doherr, F.; Urbas, L. (2013). Wissensbasiertes Assistenzsystem für modulares Engineering. at - Automatisierungstechnik 61(2), S. 103-108. DOI:10.1524/auto.2013.0011.
Obst, M.; Holm, Th.; Bleuel, St.; Claussnitzer, U.; Evertz, L.; Jäger, T.; Nekolla, T.; Pech, St.; Schmitz, St.; Urbas, L. (2013). Automatisierung im Life Cycle modularer Anlagen. Veränderungen und Chancen. atp edition - Automatisierungstechnische Praxis 55 (1-2), S. 24-31.
Pfeffer, J.; Graube, M., Ziegler, J.; Urbas, L (2013). Vernetzte Apps für komplexe Aufgaben in der Industrie. atp edition - Automatisierungstechnische Praxis 55 (3), S. 34-41.
Ziegler, J., Döring, R., Pfeffer, J. , Urbas, L. (2013). Hand Gesture Recognition as Means for Mobile Human Computer Interaction in Adverse Working Environments. Blashki, K., and Isaias, P. (Eds.): Emerging Research and Trends in Interactivity and the Human-Computer Interface, pp. 331-352. IGI Global. DOI: 10.4018/978-1-4666-4623-0.ch017
Begutachtete Konferenzbeiträge
Pfeffer, J., & Urbas, L. (2013). Kontextadaptivität in der modellbasierten App-Orchestrierung. In Lecture Notes in Informatics (LNI): Proceedings of INFORMATIK 2013 (Vol. P-220, pp. 2679-2688). Gesellschaft für Informatik e.V.
Christl, C.; Hladik, J.; Graube, M.; Willfort, R.; Urbas, L. (2013). Using mobile technology for inter-organisational collaboration and end-customer integration. In Proceedings of the 13th International Conference on Knowledge Management and Knowledge Technologies (i-Know '13), ACM.
Graube, M.; Ziegler, J.; Urbas, L.; Hladik, J. (2013). Linked data as enabler for mobile applications for complex tasks in industrial settings. In: 18th international IEEE Conference on Emerging Technologies & Factory Automation (ETFA 2013). IEEE. 10.1109/ETFA.2013.6647948
Graube, M.; Ortiz, P.; Carnereroz, M.; Lázaro, O.; Uriarte, M.; Urbas, L. (accepted). Flexibility vs. Security in Linked Enterprise Data Access Control Graphs. To appear in: Proc. 9th Int. Conf. Information Assurance and Security. IEEE
Hladik, J.; Christl, C.; Graube, M.; Haferkorn, F.; Pfeffer, J.; Urbas, L.; Willfort, R. (2013). Improving Industrial Collaboration with Linked Data and OWL. In: Proc. 10th OWL Experiences and Directions Workshop (OWLED 2013). 26.-27.5.2013, Montpellier, France.
Münch, T.; Buchmann, R.; Pfeffer, J.; Ortiz, P.; Christl, C.; Hladik, J.; Ziegler, J.; Lazaro, O.; Karagiannis, D.; Urbas, L. (2013). An Innovative Virtual Enterprise Approach to Agile Micro and SME-based Collaboration Networks. In: Collaborative Systems for Reindustrialization. S. 121-128. Springer Press. ISBN: 978-3-642-40542-6, DOI: 10.1007/978-3-642-40543-3
Obst, M.; Runde, S.; Wolf, G.; Urbas, L. (2013) Integration Requirements of Package Units - A Description Approach with FDI. In: 18th international IEEE Conference on Emerging Technologies & Factory Automation (ETFA 2013).
Salmen, A., Münch, T., Buzin, S., Hladik, J., Altmann, W., Weber, C., Karagiannis, D., Buchmann, R., Ziegler, J., Pfeffer, J., Graube, M., Carnerero, M., López, O., Uriarte, M., Órtiz, P., & Lázaro, O. (2013). ComVantage: Mobile Enterprise Collaboration Reference Framework and Enablers for Future Internet Information Interoperability. In: Galis, A. & Gavras, A. (Eds.): The Future Internet, (pp. 220-232). Springer Berlin Heidelberg.
Ziegler, J.; Urbas, L. (2013). Enhancing Mobile Interactions with Distributed Wearable User Interfaces. In: Proceedings of the IADIS International Conference Interfaces and Human Computer Interaction (IHCI 2013), S. 288-292, IADIS Press. ISBN: 978-972-8939-90-8
Buchkapitel, Editorials und Workshops
ProcessNet/NAMUR Symposium Integrierte Digitale Anlagenplanung und Prozessführung IDA 2013. 21.-22. März 2013, Dechema Haus Frankfurt
Digital Plant Kongress + Fair. 9.-10. Oktober 2013, Vogel Convention Center, Würzburg
Workshop Modellbasierte Entwicklung von Benutzungsschnittstellen (MOBE 2013). 19.9.2013, Informatik 2013, Koblenz
Münch, T., Buchmann, R., Pfeffer, J., Ortiz, P., Christl, C., Hladik, J., Ziegler, J., Lazaro, O., Karagiannis, D., & Urbas, L. (2013).
An Innovative Virtual Enterprise Approach to Agile Micro and SME-Based Collaboration Networks. In L. M. Camarinha-Matos & R. J. Scherer (Eds.), Collaborative Systems for Reindustrialization (pp. 121). Springer Berlin Heidelberg. DOI: 10.1007/10.1007/978-3-642-40543-3_13
Eingeladene Vorträge
Urbas, L. (2013)
Integriertes Engineering. Durchgängig! Konsistent?. BASF E&M Innovationsradar, 13.5.2013, Ludwigshafen
Urbas, L. (2013)
PCS 7 Ausbildung. PCS 7 Anwendertreffen, 25.-26.9.2013, Leipzig
Urbas, L. (2013)
Produktionssysteme in der Arbeitswelt. 1. BMBF-Zukunftskongress Demographie, 21.-22.10.2013, Berlin
Vorträge, Poster
Doherr, F.:
Automatische Kommunikationsplanung als Optimierungsproblem. 47. Regelungstechnisches Kolloquium, 20.-22. Februar 2013, Boppard
Doherr, F.; Hein, P.; Söffing, S.; Hauff, T.; Urbas, L.:
Berücksichtigung von Infrastrukturfaktoren beim automatischen Kommunikationsengineering. In: GMA Kongress Automation 2013, S. 261-265. VDI-Verlag 2013.
Doherr, F.; Urbas L.:
Assistenzsystem zur feldnahen Kommunikationsplanung. processNet/NAMUR Symposium IDA 2013, 21.-22. März 2013, Frankfurt.
Graube, M.; Haferkorn, F.; Hladik, J.; Ziegler, J.; Urbas, L.:
Bereitstellung von transienten Daten in Linked Data. In: GMA Kongress Automation 2013, S. 3-6. VDI-Verlag 2013.
Münch, T.; Hladik, J.; Altmann, W.; Ziegler, J.; Urbas, L.:
Integraton von Automatisierungsinfrastrukturen für die Fabrik der Zukunft. In: GMA Kongress Automation 2013, S. 15-19. VDI-Verlag 2013.
Obst, M.; Runde, S.; Urbas, L.:
Vereinfachte Leitsystem-Integration von Package-Units. processNet/NAMUR Symposium IDA 2013, 21.-22. März 2013, Frankfurt
Schmitz, S.; Jäger, T.; Bleuel, S.; Evertz, L.; Nekolla, T.; Urbas, L.; Pech, S.; Claussnitzer, U.; Holm, T.; Obst, M.:
NAMUR AK 1.12 "Anforderungen an die Automatisierungstechnik durch die Modularisierung verfahrenstechnischer Anlagen". processNet/NAMUR Symposium IDA 2013 21.-22. März 2013, Frankfurt
Stöß, M.; Wolf, G.; Drumm, O.; Urbas, L.:
Integrierte virtuelle Inbetriebnahme (I-VIBN). processNet/NAMUR Symposium IDA 2013, 21.-22. März 2013, Frankfurt
Stöß, M.; Fengler, F.; Urbas, L.:
Harmonisierung des Nutzererlebens bei der Interaktion mit Feldgeräten durch FDI (Poster). Kommunikation in der Automation (KommA 2013), 13.-14.11.2013, Magdeburg
Ziegler, J.; Urbas, L.:
Begreifbare Interaktion mit Distributed Wearable User Interfaces. Mensch und Computer 2013. Workshop Be-Greifbare Interaktion. 08. September 2013, Bremen
Mitarbeiter 2013
LEHRSTUHL FÜR AUTOMATISIERUNGSTECHNIK
Lehrstuhlleiter
Prof. Dr. techn. Klaus Janschek
Wissenschaftliche Mitarbeiter
PD Dr.-Ing. Annerose Braune
Dr.-Ing. Valerij Chernykh
Dr.-Ing. Sergej Dyblenko
Dipl.-Ing. Matthias Freund
Dipl.-Ing. Sebastian Grzelak
Dr.-Ing. Eckart Giebler
Dipl.-Ing. Henning Hager
Dr.-Ing. Stefan Hennig
Dipl.-Ing. Michael Klix
Dipl.-Ing. Dmitrii Kulikov
M.A. (MBA) Ronny Krönert
Dipl.-Phys. Thomas Losinger
Dip.-Ing. Christopher Martin
Dr.-Ing. Andrey Morozov
Dipl.-Ing. Martin Pfanne
Dipl.-Ing. Sara Raitza
Dipl.-Ing. Andy Reich
Dr.-Ing. Frank Schnitzer
Dipl.-Ing. Martin Seemann
Dipl.-Ing. (BA) Ronny Silze
Dipl.-Ing. Arne Sonnenburg
Dipl.-Ing. (FH) Toni Thiele
Dipl.-Ing. Marcel Tkocz
Technisches Personal
Dipl.-Ing. Matthias Werner
Norbert Kindermann
Sekretärin
Petra Möge
Emeritus
Prof. Dr.-Ing. habil. Ernst Habiger
Ruhestand
apl.Prof. Dr.-Ing.habil. Helmut Bischoff
apl.Doz. Dr.-Ing. Siegfried Hauser
PD Dr.-Ing. Dieter Hofmann
Dr.-Ing. Hans-Jürgen Albrecht
Dipl.-Chem. Karl-Heinz Neumann
PROFESSUR FÜR PROZESSLEITTECHNIK
Inhaber der Professur
Prof. Dr.-Ing. habil. Leon Urbas
Technischer Angestellte
Norbert Kindermann
Sekretärin
Katrin Kindermann
Wissenschaftliche Mitarbeiter
Dipl.-Ing. Falk Doherr
Dipl.-Ing. Markus Graube
Dipl.-Ing. Annett Krause
Dipl.-Ing. Michael Obst
Dipl.-Ing. Johannes Pfeffer
Dipl.-Ing. Markus Stöß
Dipl.-Ing. Jens Ziegler