Regler 4.0: Ein Industrie 4.0-kompatibles Vielkanal-Elektroniksystem für Regelaufgaben in Prüf- und Testlaboren

Inhalt

Ziel des Vorhabens ist die Entwicklung eines intelligenten, vernetzbaren Reglersystems, das die Grundlage für den digitalen Zwilling eines Festigkeitslabors ist.

Über einen offenen Standard soll die Kommunikation zwischen digitalen Reglern und anderweitiger Laborinfrastruktur hergestellt werden, um lokale Prüfstandsinformationen für Zustandsüberwachungen, Wartungsaufgaben oder Aufgaben des Qualitätsmanagements zugänglich zu machen. Gleichzeitig wird eine Modularisierung des Reglers angestrebt, welche fallspezifisch eine genaue Zuordnung von Messverstärkern, digitalen und analogen Ein-/Ausgängen sowie Servoventilendstufen zulässt und somit Überkapazitäten verhindert. Durch die weitgehende Digitalisierung der vollständigen Mess- & Prüfaufgabe werden Versuchsaufbauten vereinfacht und eine Steigerung der Systemzuverlässigkeit erreicht. Lange analoge Messleitungen werden vermieden.

Die Regler fungieren somit auch als IoT-Geräte und steigern damit nicht nur die Kommunikationsfähigkeit zwischen Prüfstand und Bediener sondern auch zwischen lokalem KMU und internationalen Kunden. Forschungsgegenstand ist auch die Entwicklung neuartiger Methoden zur intelligenten Regelung. Hierbei liegt der Fokus auf der Reproduktion nicht regelbarer Sensorgrößen. Im Ergebnis des Vorhabens entsteht ein digitales, verteiltes, intelligentes Regelungssystem 4.0.

Projektziele

Ziel des Vorhabens ist die Entwicklung eines neuartigen digitalen Regelungssystems. Durch dezentrale Messverstärker und Verwendung eines modernen Bussystems werden analoge Messleitungen weitestgehend vermieden und Bauteilprüfungen großer Strukturen sicherer realisiert. Durch einen modularen Aufbau lassen sich individuelle Prüfaufgaben effizient realisieren. Die Entwicklung eines offenen Kommunikationsstandards ermöglicht eine Vernetzung der Laborinfrastruktur und gestattet somit die Bereitstellung messtechnischer und betriebswirtschaftlicher Daten in einem digitalen Laborbetrieb.

Nutzen

Durch die Realisierung des Vorhabens wird die Digitalisierung bei experimentellen Arbeiten vorangetrieben. Fehlerquellen aus der Verwendung alanoger Sensorleitungen werden reduziert. Durch dezentrale Messverstärker können auch große Strukturen flexibel geprüft werden. Zusätzlich lässt sich über Statusinformationen eine Effizienzsteigerung beim Betrieb eines Festigkeitslabors erreichen. Durch die Vernetzung der Laborinfrastruktur lassen sich auch automatisiert Messdaten erfassen und verwalten, um eine breite Datenbasis für moderne Auswerteverfahren auf Basis des Maschinellen Lernens bereitzustellen. Prüfdienstleister und KMU werden in die Lage versetzt über einen offenen Kommunikationsstandard aktuelle Informationen zum Prüfgeschehen abzurufen und zu visualisieren. Ein digitales Festigkeitslabor stellt somit eine wichtige Voraussetzung für Forschungen im Bereich der Datengetriebenen Modellbildung dar.