50.23 Regelungstechnik, Steuerungstechnik
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In der industriellen Kommunikation werden unterschiedliche Netzwerke verwendet. Diese Netzwerke bestehen aus Hard- und Software, um in Abhängigkeit von den situativen Anforderungen robuste, zuverlässige und manchmal auch Echtzeitvorgänge zu gewährleisten. Es besteht ein wachsender Bedarf an industriellen Automatisierungssystemen mit einem herstellerunabhängigen Industrieprotokoll. Für ein Automatisierungsnetzwerk gibt es relevante Faktoren und Schlüsselthemen, wie ein offenes System, geringere Verdrahtungskosten, erhöhte Informationsverfügbarkeit der Feldgeräte und niedrigere Engineeringkosten zu gewährleisten. Das Ziel dieser Masterarbeit ist es, die Entwicklungszeit zu reduzieren und Konfigurationsfehler in der Netzwerkkonfiguration zu vermeiden, was zu einer wesentlichen Senkung der Entwicklungskosten führt. Es wurde eine Bewertung verschiedener Feldbussysteme für ein Prozessautomatisierungssystem durchgeführt. Die Schlüsselfaktoren für die Netzwerkauswahl waren die Sicherheitsbedingungen und die Konfigurationsoptionen. Diese Analyse wurde verwendet, um ein Netzwerk auszuwählen, welches die Erwartungen eines zuverlässigen Datentransportsystems erfüllt. Für das entsprechende Netzwerk wurde eine Software zur automatischen Konfiguration entwickelt. Die Ausgabe der entwickelten Software wurde in ein Testsystem implementiert, um den korrekten Betrieb zu überprüfen. Die Ergebnisse dieses Tests bestätigten die Funktionalität der Software. Die Verkürzung der Engineering-Zeit wurde erwiesen und Konfigurationsfehler sind nahezu unmöglich. Dieses Ergebnis ist die Basis für die zukünftige Implementierung in der Automatisierungstechnik. Es kann behauptet werden, dass eine zuverlässige herstellerunabhängige Netzwerkkommunikation denkbar ist und eine automatisierte Konfiguration für Netzwerkknoten das Engineering des Netzwerks unterstützen kann.
Das Unternehmen LOGICDATA entwickelt und produziert vorwiegend Antriebssysteme für höhenverstellbare Tische. Im Bereich der Motorsteuerung und deren Antriebe, wurden seitens LOGICDATA in der Vergangenheit kontinuierlich Innovationen stark vorangetrieben. Die Dehnmessstreifentechnologie hingegen, welche für den Schutz des Systems verwendet wurde, wurde von Beginn an nicht optimiert oder modifiziert. Das Ziel der Arbeit war es, eine neue Technologie im Bereich des Systemschutzes einzuführen, welche nicht auf der bereits verwendeten Dehnmessstreifentechnologie aufbaut, das nötige Know-how zu generieren und eine neuartige Lösung zu entwickeln, welche intern in der Steuerung selbst den Platz finden soll. Dabei konzentriert sich die Arbeit auf Sensor Technologien und zeigt wie diese im Detail funktionieren. Nach gewonnenen Erkenntnissen erfolgt eine Aufarbeitung, wie ein elektronisches System zur Ansteuerung und Auswertung dieses Sensors entwickelt werden kann und welche Aspekte zur Erreichung der Anforderungen zu erfüllen sind. Mit den Ergebnissen dieser Untersuchungen soll im Zuge der Arbeit eine Hardware Lösung geschaffen werden. Die Problemstellung kann mittels dem Light Barrier Konzept souverän gelöst werden, dies geht auch aus der Nutzwertanalyse hervor. Die praktischen Tests auf Prototypenbasis lieferten bereits trotz fehlender Serienwerkzeuge, ohne Serienelektronik und ohne vollständig eingestellte Parameter sehr vielversprechende Ergebnisse. Abschließend kann festgehalten werden, dass es nötig ist, höhere Stückzahlen zu produzieren, um eine auf Zahlen, Daten und Fakten basierende Aussage treffen zu können, ob das System stabil produziert werden kann und die Toleranzen auch den in der Theorie berechneten Werten entsprechen. Sollte dies nicht der Fall sein, müssen Korrekturmaßnahmen definiert und etwaige Anpassungen durchgeführt werden.
The broiler breeder management farm Taucher manages three big poultry houses. These buildings accommodate chickens and roosters under the same roof. Instead of selling the eggs to the consumer, Taucher sells the fertilized eggs to another company, where the eggs are hatched with the help of artificial breeders. These eggs are of higher value than the non-fertilized eggs and are therefore more profitable. The result of this process are chicks, which are used as fattened chickens later. Each poultry house from the agricultural holding is accessed by a central control system, which is responsible for the living and environmental conditions of the poultry animals in the henhouses. Mr. Josef Taucher, the owner of the farm, built another henhouse that is newer and bigger than the old ones. As he was not satisfied with his existing management system for the old henhouses, he was in demand of a newer, better control system. The main reason for that is that the old system is very complex, not very user friendly and has limited adjustment options. Therefore, it is not possible to create optimal living conditions for the poultry animals in his existing henhouse and the profit cannot be maximized. The goal of this thesis was to develop a concept of an automated broiler breeder management building and to implement this concept in the new henhouse. This control system is responsible for the climate, feeding, lighting, egg-collection and water control system. Moreover, the new developed control system will improve the egg laying performance, which generates a higher profit for the farmer. The result of this work is a better working control system for the broiler breeder building. It is easier to understand, yet it offers a more powerful interface for the farmer. The customized design of the user interface was developed together with the operator and enables a high usability and a comfortable handling of the system.
Ein Prozessleitsystem (PLS) kann einzelne Prozesse oder ganze Industrieanlagen zentral steuern. Ein solches System beinhaltet sämtliche Komponenten von Steuerungen bis zu den Anzeige- und Bedienkomponenten, was diesem eine Durchgängigkeit beim Konfigurieren und Anwenden ermöglicht. Mit einem PLS wird eine effiziente Herstellung von Produkten ermöglicht. Um kostspielige Produktionsausfälle zu vermeiden, muss so ein Produktionssystem eine hohe Zuverlässigkeit haben. Diese Arbeit beschäftigt sich mit der Evaluierung und Modernisierung eines Leitsystems, welches verschiedene Produktionsanlagen und Maschinen steuert. Diese werden benötigt um unterschiedliche technische Medien, welche für die Stahlerzeugung benötigt werden, zu erzeugen und zu verteilen. Das bestehende System wird in den kommenden Jahren vom Hersteller abgekündigt, womit bei Fehlern im System kein Support mehr garantiert werden kann. Es soll dennoch auch in der Zukunft ein ausfallsicherer Betrieb ermöglicht werden, um kostspielige Stillstände zu vermeiden, womit sich der Schwerpunkt dieser Arbeit beschäftigt. Dafür werden vorerst die theoretischen Grundlagen von Leitsystemen bearbeitet, in denen der Aufbau und die Schnittstellen ausführlich erläutert und unterschieden werden. Im praktischen Teil wird vorerst das bestehende System evaluiert, um festzustellen, welche Teile des Leitsystems modernisiert werden müssen und wo welche Redundanzen benutzt werden oder geschaffen werden müssen. Anschließend werden drei verschiedene Leitsysteme betrachtet und bewertet. Abschließend wird ein Schema für den Aufbau und die Migration auf ein neues System erstellt. Durch den Austausch der Visualisierungsebene und der Schaffung von neuen Schnittstellen und Redundanzen soll es auch in Zukunft möglich sein die Produktionsanlagen ausfallsicher und effizient miteinander betreiben, zu können.
