53.13 Elektrische Netzwerke und Schaltungen
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Traditionell wird das Erfahrungswissen in der Automatisierungstechnik aus Versuch und Irrtum generiert, so wird auch das Vorgehen im Entwurf von Steuerungssystemen geprägt. Die kosten- und zeitintensive Methodik eine Steuerung zu entwerfen, macht das Bedürfnis nach einer alternativen Methodik des Steuerungsentwurfs groß. Die Konzeption einer neuartigen Entwurfsmethodik, die Modellierung des Zustand-Zonen Modells (ZZM), brachte vielversprechende Behauptungen hervor. Ein ZZM sei eine vollständige und zuverlässige formale Spezifikation einer informell spezifizierten Steuervorgabe. Es gilt diese Aussage zu widerlegen oder Argumente für deren Richtigkeit zu beweisen. Die Arbeit zielt darauf ab, dem ZZM ein Modell einer vielversprechenden und bereits etablierten Modellierungs-Methodik gegenüberzustellen. Eine umfassende Analyse des Steuerungsentwurfsprozesses soll zeigen, in welcher Phase Qualität entsteht und wie diese übertragen und gesichert werden kann. Eine neu gedachte Anordnung der Qualitätsmerkmale von Software zeigt eindrucksvoll, welche Prämissen seit langem fehlinterpretiert wurden und wie sich die Realität abbildet. Die Definition zielgerichteter Fragen sichert eine korrekte Bewertung und die anschließende Gegenüberstellung der Modelle. In der Schlussbetrachtung fließen weitreichende Definitionen und Erkenntnisse aus der gesamten Arbeit mit ein.
Diese Masterarbeit befasst sich mit smarten, intelligenten Sensoren, Aktoren oder Hybridgeräten in der Automatisierungstechnik, die bedingt durch ihre Intelligenz zusätzliche Daten neben den eigentlichen Prozessdaten generieren. Erst die in den Geräten integrierte intelligente Schnittstelle über IO-Link macht die Kommunikation in die unterste Ebene der Automatisierungspyramide realisierbar und ermöglicht den Transport der Daten. Eine detaillierte Betrachtung der Technik der IO-Link-Schnittstelle und der Möglichkeiten von IO-Link in der Automatisierungstechnik lieferte beim Aufbau der Kommunikation und bei der Nutzung der zusätzlichen Parameter- und Diagnosedaten das notwendige Knowhow für die azyklische Kommunikation mit dem IO-Link-Device. Eine Analyse der zur Verfügung gestellten Daten und Möglichkeiten dieser Geräte von unterschiedlichen Herstellern für die unterschiedlichsten Anwendungen gewährt einen kleinen Einblick in den Horizont von IO-Link Devices und zeigt einen derzeitigen Auszug der am Markt verfügbaren Technik. Dabei stellen die Geräte abhängig vom Verwendungszweck und der Auswahl der Type unterschiedliche Variationen von Datensätzen zur Verfügung. Die Verarbeitung kann, ähnlich der Prozessdaten in der Steuerung, in dieser, oder in übergeordneten Side-Systemen erfolgen. Diese sollen ganz nach dem Motto der Industrie 4.0 den Y-Way zur Cloud realisieren und eine Grundlage für Analysen zur Verwendung wie in Folge von Predictive Maintenance beisteuern. Eine Betrachtung der einzelnen Softwaresysteme der einzelnen Hersteller zeigte eine Unabhängigkeit zu den IO-Link Geräten, jedoch aber eine teilweise Einschränkung durch die übergeordneten Schnittstellen der Mastersysteme der IO-Link Kommunikation. Die Tests dieser Systeme zeigten das Potenzial der Zusatzdaten und Prozessdaten der intelligenten IO-Link Devices und führten bedingt durch die Lizenzkosten zur Entwicklung des Gedankens an eine Low-Cost Variante eines ähnlichen Systems durch OpenSource-Softwaretools in Verbindung mit der Nutzung der IoT-Protokolle im Hintergrund der übergeordneten Systeme. Die Kurzzeittests des entwickelten Systems brachten positive Ergebnisse mit einem spannenden Ausblick für die Nutzung in Langzeittests – mit geeigneten Analysen zur Unterstützung in der Instandhaltung im Hinblick auf die dadurch erzielbare Steigerung der Anlagenverfügbarkeit.
