TUD

Institut für Automatisierungstechnik

Informationsbasierte Automatisierung

Studien- und Diplomarbeit

Fertigstellung eines modernen Praktikumsstands für Antriebssteuerungen 

Im Rahmen der Erneuerung der Praktikumsversuche soll ein hardwaremäßig fertiggestellter Praktikumsstand für das Praktikum "Antriebssteuerung" der LV EDS2 programmiert und in Betrieb genommen werden. Dabei ist ein vielseitiges Steuerungskonzept zu entwickeln, dass verschieden Einsatzszenarien, wie etwa Wartungs-, Inbetriebnahme-, Demo- und Praktikumsbetrieb abdeckt.

Der Versuchsstand basiert auf insgesamt fünf Antrieben, mit denen sich Probekörper auf einem Band transportieren, aufnehmen und auf dafür vorgesehene Ablageplätze platzieren lassen. Dies ermöglicht ein breites Spektrum an Bewegungsabläufen, die zu planen und sicher umzusetzen sind.

Weiterhin ist die Integration verschiedener Bediensysteme, wie einem Touch-Display sowie Visualisierungen für die Fernwartung, die über das Machine-to-Machine Protokoll OPC UA eingebunden werden, geplant. Auch der Einbau eines RFID Trackingsystems für die Probekörper stellt eine Erweiterungsmöglichkeit dar. Ferner können im Rahmen einer Abschlussarbeit auch Industrie 4.0 relevante Erweiterung, wie etwa der Realisierung des Praktikumsstands in Form von I4.0-Komponenten konzeptioniert und umgesetzt werden.

Voraussetzungen (LV EDS 2):

  • Kenntnisse in SPS-Programmierung per IEC 61131
  • Grundkenntnisse der Bewegungskinematik

Wünschenswerte Kenntnisse:

  • Besuch der Vorlesung Systementwurf oder umfangreiche UML-Kenntnisse
  • Programmierung in C/C++
  • Kenntnisse bei der Verwendung von OPC UA
  • Grundkenntnisse der Netzwerkkonfiguration

Ansprechpartner: 
Dipl.-Ing. Lukas Baron
(lukas.baron@tu-dresden.de)

Studien- und Diplomarbeit

Entwicklung eines Webbasierten Editors für verteilte Anlagenmodelle auf Basis der I4.0-Komponente

Im Rahmen der Initiative Industrie 4.0 steigen die Anforderungen an die Planung, Auslegung und Entwicklung für industrielle Anlagen und deren Komponenten. Ein besonders interessantes Szenario namens Plug & Produce beschäftigt sich damit die Anlagenkomponenten so auszulegen, dass sich die Anlage auch nach ihrer Inbetriebnahme möglichst beliebig verändern lässt. Dies erfordert eine hohe Flexibilität in der Anlagensteuerung inklusive der Benutzungsschnittstellen einerseits, aber auch die entsprechende Fähigkeit zur Rückdokumentation andererseits.

Ein herausragendes Hilfsmittel sind die I4.0-Komponenten, die u.A. dazu dienen alle Informationen bezüglich einer Anlagenkomponenten zu kapseln und konsistent zu halten. Damit entstehen verteilte Anlagenmodelle, die stets aktuell sind und bspw. bei Änderungen an der Anlage die Konfiguration der Steuerung oder der Benutzungsschnittstelle ermöglichen.

Im Rahmen dieser Abschlussarbeit soll für einen bereits bestehenden Plug & Produce Demonstrator eine webbasierte Werkzeugumgebung entworfen und implementiert werden, mit der die Visualisierung sowie das Editieren des verteilten Anlagenmodells, und damit auch des gesamten Demonstrators ermöglicht wird.

Zum Einsatz kommen sollen verschiedene moderne Frameworks, wie etwa React und D3. Es erwartet Sie eine intensive Betreuung und ein Zugewinn an theoretischen und praktischen Programmierkenntnissen.

Vorausgesetzte Kenntnisse:
LV "Automatisierungstechnik Basismodul" und "Systementwurf",
Kenntnisse der Programmiersprachen JavaScript oder vergleichbare Kenntnisse

Ansprechpartner:
Dipl.-Ing. L. Baron
PD Dr.-Ing. A. Braune

Studien- und Diplomarbeit

Weiterentwicklung einer Anwendung zur multimodalen Inspektion textiler Produktoberflächen

Multimodale Anwendungen versuchen durch das Einbeziehen mehrerer Modalitäten (z.B. visuell, auditiv und haptische Interaktion) dem Menschen eine natürlichere Interaktion mit dem Computer zu ermöglichen. Ein mögliches Anwendungsgebiet solcher multimodalen Anwendungen stellt die Möglichkeit zur räumlich entfernten, multimodalen Inspektion textiler Produktoberflächen über das Internet dar. Eine solche Anwendung bietet u.a. das Potenzial die Rücksenderaten im Onlinehandel zu senken. Daher wird derzeit im Rahmen eines Forschungsprojektes am Institut für Automatisierungstechnik untersucht, wie mithilfe von visuellen, auditiven und haptischen Informationen der Nutzer bei der Inspektion textiler Oberflächen über das Internet unterstützt werden kann. Bisherige Arbeiten umfassen u.a. eine prototypische Implementierung einer solchen multimodalen Anwendung für Android Tablets. Ausgehend von dieser Anwendung sind weitere Untersuchungen des Themengebietes (z.B. in Form von Nutzerstudien) oder implementierungstechnische Aufgaben zu realisieren.

Vorausgesetzte Kenntnisse:
LV Internet in der AT, LV Systementwurf oder vergleichbare Kenntnisse

Ansprechpartner:
Dipl.-Ing. Ch. Martin, PD Dr.-Ing. A. Braune

Studien- und Diplomarbeit

Weiterentwicklung eines Demonstrators für Plug & Produce Szenarien Plug & Produce

Anwendungen, bei denen industrielle Anlagen permanent umkonfiguriert werden können, ohne dass ein aufwändiges Engineering erforderlich ist, stellen als ein ausgewähltes Szenario der Initiative Industrie 4.0 aktuell einen wichtigen Forschungsgegenstand dar. In der Arbeitsgruppe "informationsbasierte AT" wurde bereits damit begonnen einen Demonstrator für solche Szenarien zu entwickeln. Dieser erlaubt eine anschauliche Darstellung einer sich ändernden fertigungs- oder prozesstechnischen Anlage und ermöglicht es dabei die vollautomatischen Anpassungen der dazugehörigen Bedien- und Beobachtungslösung zu beobachten. Im Rahmen einer Studien- oder Diplomarbeit soll dieser Demonstrator weiterentwickelt werden.

Die eingesetzten Technologien umfassen neben HTML und JavaScript auch OPC UA und Automation ML.

Vorausgesetzte Kenntnisse:
LV Internet in der AT, LV Systementwurf oder vergleichbare Kenntnisse

Ansprechpartner:
Dipl.-Ing. L. Baron
Dipl.-Ing. Ch. Martin
PD Dr.-Ing. A. Braune

Studien- und Diplomarbeit

Entwicklung einer OPC UA Anwendung zur Nachrüstung prozessleittechnischer Funktionen an einer existierenden Anlage

OPC UA entwickelt sich in industriellen Anwendungen derzeit zur Standardkommunikationstechnologie. Derzeit ist OPC-UA am Lehrstuhl bisher lediglich an der prozesstechnischen Kleinversuchsanlage als Kommunikationsprotokoll für die Prozessdaten im Einsatz. Im Rahmen dieser Studien- oder Abschlussarbeit soll darauf aufbauend ein Fallbeispiel entstehen, welches unter Nutzung der realen, aber auch simulierter Daten, eine prozesstechnische Anlage objektorientiert im OPC-UA Namensraum darstellt. Dabei soll sowohl ein möglichst großer Umfang an nativen Funktionen der OPC-UA API verwendet werden, als auch auf die Erweiterbarkeit der modellierten Eigenschaften geachtet werden. Insbesondere sollen diverse UA Erweiterungen, wie zum Beispiel "Alarms und Events" bei der Entwicklung mit einbezogen werden.

Vorausgesetzte Kenntnisse:
LV Internet in der AT, LV Systementwurf oder vergleichbare Kenntnisse

Ansprechpartner:
Dipl.-Ing. L. Baron
Dipl.-Ing. Ch. Martin
PD Dr.-Ing. A. Braune

Studien- und Diplomarbeit

Entwicklung von Komponenten entsprechend des Industrie 4.0 Komponentenmodells

Die Entwicklung von Komponenten, die der Industrie 4.0 Referenzarchitektur genügen, ist aktuell Gegenstand zahlreicher Forschungsarbeiten. Interessant für Firmen ist dabei u.a. welche Vorteile ein Entwickler oder ein Anwender von derartigen Lösungen hat. Die geplante Arbeit soll dies am Beispiel einer Bedienoberfläche innerhalb eines Plug&Produce-Szenarios untersuchen. Inhalt der geplanten Arbeit ist deshalb die Entwicklung einer Bedienoberfläche für eine Musteranlage sowohl mit konventionellen Werkzeugen und Vorgehensweisen als auch mit Industrie 4.0 gerechten Lösungen. Im Ergebnis sind die Lösungen zu vergleichen und Schlussfolgerungen für geeignete Anwendungsszenarien abzuleiten.

Voraussetzungen:
Abgeschlossenes Modul "Industrielle Automatisierung - Basismodul"/Vorlesung "XML & Web in der AT" bzw. gute Kenntnisse zu modellgetriebenen Technologien sowie Erfahrungen zur Programmierung von typischen Prozessleitsystemen.

Ansprechpartner:
PD Dr.-Ing. A. Braune

Diplomarbeit

Machbarkeitsstudie eines Plug-&-Produce-fähigen User Interfaces

Plug-&-Produce-Szenarien sind ein wesentlicher Entwicklungszweig im Rahmen der Industrie 4.0. Diese Szenarien bestehen darin, dass eine Produktionsanlage neu konfiguriert wird, indem Teilanlagen hinzugefügt, ausgetauscht oder entfernt werden. Dies soll eine Neuausrichtung der Produktion ermöglichen, bei minimaler Ausfallzeit der Anlage. Für eine solche Neukonfiguration sind entsprechend flexible hardwaretechnische Schnittstellen erforderlich, aber auch die Software der Anlage muss so ausgelegt sein, dass sie möglichst selbstständig auf Änderungen in der Anlage reagieren kann. In der Arbeitsgruppe für informationsbasierte Automatisierung werden derzeit Lösungen erarbeitet, wie sich solche Plug-&-Produce Szenarien in den Prozessvisualisierungen (User Interfaces) realisieren lassen, die zum Bedienen und Beobachten der Anlage verwendet werden.

In dieser Abschlussarbeit sollen, aufbauend auf einer ausführlichen Analyse und Systematisierung zum Stand der Technik von Plug-&-Produce-fähigen User Interfaces, Anforderungen und Konzepte ermittelt werden, die die Weiterentwicklung unserer Entwicklungswerkzeuge ermöglichen. Anschließend soll anhand einer prototypischen Implementierung ein solches Szenario realisiert werden.

Voraussetzungen:
LV Systementwurf, LV Internet und XML in der AT oder vergleichbare Kenntnisse

Ansprechpartner:
Dipl.-Ing. L. Baron
PD Dr.-Ing. A. Braune

Stand: 17.10.2019 10:41
Autor: Webmaster IFA