Präsentation der Berufspraktika. AUSZUG: Automatisierungstechnik

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1 2009/2010 Präsentation der Berufspraktika AUSZUG:

2 Vorwort Sehr geehrte Damen und Herren! Praxis und Theorie sind keine Gegensätze! Die am FH Campus Wels angebotene Ingenieursausbildung basiert auf beiden Begriffen gleichermaßen. Neben der fachlichen Kompetenz erhalten die Studierenden auch eine intensive praktische Ausbildung. In verschiedenen Projekten können sie ihr erworbenes theoretisches Wissen in die Praxis umsetzen und messbare Ergebnisse für Industrie und Wirtschaft liefern. Die Zusammenarbeit von Unternehmen und Institutionen mit den Welser FH Studiengängen ist auf verschiedenen Ebenen möglich: - Studien- und Konstruktionsprojekte - Berufspraktika - Bakkalaureats- und Masterarbeiten - Forschungs- und Entwicklungsprojekte bis hin zu Dissertationen Vor Abschluss des Bachelor Studiums ist ein sogenanntes Berufspraktikum im Studienplan vorgesehen. Ziel ist die praktische Vertiefung der Fachkenntnisse und der intensive Kontakt zum beruflichen Umfeld. Die Idee des Berufspraktikums hat sich äußerst bewährt und wird von allen Beteiligten sehr positiv bewertet. Die Studierenden profitieren von der Möglichkeit, ihre Fähigkeiten endlich in konkreten en umsetzen zu können. Das Einsatzgebiet des Ingenieurs bietet große Herausforderungen und ein absolut kreatives Betätigungsfeld. Die BerufspraktikantInnen erfahren die industrielle Wirklichkeit und erleben, wie spannend und befriedigend es ist, technische Lösungen zu suchen und zu finden. Letztendlich trägt das Berufspraktikum sehr dazu bei, dass unsere Studierenden nicht nur eine hervorragende interdisziplinäre, theoretisch-praxisbezogene Ausbildung, sondern auch ein gewisses Maß an Berufserfahrung vorweisen können. Für die ausbildenden Unternehmen bieten sich Vorteile in mehrerer Hinsicht. Zum einen steht eine hochqualifizierte Arbeitskraft zu günstigen Konditionen zur Verfügung. Die jungen Menschen sind hoch motiviert, bestens ausgebildet und durch den praxisorientierten Unterricht am FH Campus Wels rasch und unkompliziert einsatzfähig. Nicht zuletzt stellen die BerufspraktikantInnen potentielle zukünftige ArbeitnehmerInnen dar, deren Fähigkeiten und Eignungen in dieser Ausbildungszeit ausgelotet werden können. Hinter jedem Berufspraktikum steht ein FH Professor oder eine Professorin, damit durch diese Kompetenz und Erfahrung eine reibungsfreie Abwicklung sowie hochwertige Ergebnisse sicherstellt sind. Für Ausbildungsfirma und FH Campus Wels gleichermaßen wichtig ist der entstehende Technologie- und Informationstransfer. Dadurch ist sichergestellt, dass einerseits die Ausbildungsinhalte immer aktuell an die Bedürfnisse der Industrie angeglichen werden können, und andererseits das Know how des FH Campus Wels in die Betriebe transportiert wird. Mit der Umstellung auf das Bachelor-/Master-System erfüllen die Studiengänge am FH Campus Wels die Forderungen des Bologna-Abkommens zur Schaffung eines europäischen Hochschulraumes. 29 Staaten nehmen an diesem Prozess teil, neben den EU Mitgliedsstaaten haben auch die Schweiz, Norwegen, Albanien, Kroatien, die Russische Föderation und die Türkei den Vertrag ratifiziert. Die daraus entstehenden Vorteile sind international anrechenbare Ausbildungen, einheitliche Standards, einheitliche akademische Grade, sowie die Förderung der Studierenden- und Lehrendenmobilität. Die erforderlichen Anpassungen der Studienpläne hatten auch Auswirkungen auf das sehr gut etablierte Berufspraktikum. Seit Frühjahr 2009 laufen die etwas kürzeren Berufspraktika der Bakkalaureats- Studiengänge. Diese sind im 6. Semester angesiedelt. Dadurch wird sichergestellt, dass bei entsprechendem Wunsch der Praktikumsstelle das Dienstverhältnis ohne Behinderung des Studienbetriebes verlängert werden kann. Die einheitliche Mindestdauer beträgt 10 Wochen. Das Berufspraktikum startet im April. ist das jährlich erscheinende Werk der Fakultät, in dem die Arbeiten der Welser FH StudentInnen vorgestellt werden. Die hier veröffentlichten Kurzfassungen von Industrie- und Forschungsprojekten wurden im Rahmen des Berufspraktikums erarbeitet. Das vorliegende soll Ihnen einen Eindruck von den Leistungen unserer StudentInnen aus dem Studienjahr 2009/10 vermitteln. Wir stehen Ihnen gerne für die Entwicklung neuer Projektideen zur Verfügung und würden uns freuen, wenn unsere StudentInnen auch in Ihrem Unternehmen ein Praktikum absolvieren könnten. Den AbsolventInnen des FH Campus Wels wünsche ich viel Erfolg und Alles Gute auf ihrem weiteren Lebensweg. Prof. (FH) Priv. Doz. DI Dr. Martin Egger Prof. (FH) Priv. Doz. DI Dr. Martin Egger Berufspraktikum - Büro Stelzhamerstraße Wels Tel.: /

3 Inhalt Projektzeiterfassung Client/Server-System mit Datenbankanbindung über ADO.NET und SQL Autor: Franz Bogner 5 Prüfstand zur Messung des thermischen Widerstandes von Leiterplatten Autor: Manuel Burger 6 Standard Schnittstellen eines Leitsystems. OPC Anbindung eines Linux basierendem Leitsystems. Namur konforme Anbindung von Feldgeräten an den Profibus Autor: Bernhard Deisl 7 Methoden der Bildverarbeitung zur Glaukomerkennung an Retinabilder Autor: Simon Engler 8 Einführung von Qualitätsmanagement Grundlagen Autor: Felix Grünwald 9 Planung und Entwicklung einer automatisierten Umpackanlage Autor: Thomas Heitzinger 10 Modell Based Design für Industrie SPS bzw. Mikrocontroller Autor: Christoph Hoffmann 11 Erstellung einer absoluten Positionsbestimmungseinheit für einen Roboter für die Eurobot 2010 Autor: Matthias Kofler 12 Absolut- & Relativ-Positionserfassung der Abstreifdüsen Autor: Christian Kohlberger 13 Redesign des modularen elektronischen Systems für autonome Roboter Autor: Erich Kreiseder 14 Beschickungsmodul für Werkzeugmaschinen Autor: Jürgen Leitner 15 Erstellung von Lehrvideos zu WPF und Vergleich von WPF mit Windows Forms Autor: Oliver Loidl 16 Teileautonomer Microcopter - Airbug Autor: Simon Mayr 17 Programmierung einer HMI für einen Roboter für die EUROBOT 2010 Autor: Christian Mitterndorfer 18 Programmierung einer KI für einen autonomen Roboter für die Eurobot 2010 Autor: Bernhard Muckenhumer 19 Messdateninterpolation im 3D Raum Autor: Gerold Mühlehner 20 Implementierung eines Testszenarios zur Validierung einer PLCopen basierenden Druckmarkenregelung Autor: Christian Nimmervoll 21 Systemversuch für elektronische Bremssysteme bei Nutzfahrzeugen Autor: Mario Nußbaumer 22 Lärmmessung an fördertechnischen Anlagen Autor: Martin Pautzenberger 23 New Product Development Process Autor: Daniel Ignacio Peon de la Parra 24 Calibration of a Pressure Overload Warning Unit with a PLC Autor: Ivan Peon de la Parra 25 Programmierung und Implementierung von Standard-Funktionen für ein Rotax-Motorsteuergerät Autor: Thomas Pierecker 26 3

4 Inhalt Konstruktion eines Roboters für den Wettbewerb Eurobot 2010 Feed the World Autor: Robert Rathgeber 27 Visuelle Objekterkennung im Stahlwerk Autor: Rudolf Riegler 28 Erstellung eines Standards für eine Funktionsbausteinprogrammierung von Steuerungsaufgaben Autor: Andreas Schall 29 Antriebstechnische Anforderungen des Faserspinnprozesses der Lenzing AG Autor: Harald Schlader 30 Konzept für Tankgeneration auf Low Cost Basis Autor: Jürgen Schmid 31 Automatisierung des Labordemonstrators irob-feeder Autor: Martin Schmidberger 32 Entwicklung einer Software mit Datenbankanbindung für die Erstellung von Tabellen, Berechnungen und Diagrammen von Wärmepumpen Autor: Stefan Schneeweiß 33 Knowledge Based Engineering Autor: Andreas Schopper 34 Implementierung, Inbetriebnahme und Testen eines Werkzeugwechslers am Bendmaster Autor: Richard Schramml 35 Visualisierung für Getränkemodul der mobilen flexiblen Roboterzelle Autor: Raimund Schrattenecker 36 Optische Emissivitäts-Analyse von Oxidschichten auf Metalloberflächen Autor: Thosten Schulte 37 Auslegung der E-Komponenten für einen Hybridantriebsstrang Autor: Benjamin Strasser 38 Konzept und Enwicklung einer Applikations-Basis für Motion Control Anwendungen Autor: Joachim Unfried 39 Roboter als Werkzeugmaschine Praktische Anwendung eines Roboters mit Kraft-Momentensensorik Autor: Thomas Weber 40 Konzept und Programmierung des Mappings für autonome mobile Roboter Autor: Nikolaus Weinberger 41 Ball- Robotik Autor: Bernhard Willinger 42 Kommunikation PC mit C6000 DSP Target Board Autor: Thomas Zauner 43 4

5 Projektzeiterfassung Client/Server-System mit Datenbankanbindung über ADO.NET und SQL Autor: Franz Bogner FH-Betreuer: Prof. (FH) Dr. Clemens Derndorfer Einführung - Unternehmensprofil Die Firma weitblick resources Gmbh ist eine junges Unternehmen, das sich in erste Linie mit der Automatisierung von Anlagen im Bereich der Umwelttechnik beschäftigt. Es werden Steuerungs- und Visualisierungslösungen für folgende Bereiche angeboten: Wasserwirtschaft Wasserversorgungsanlagen Abwasserentsorgungsanlagen Kleinkläranlagen erneuerbare Energien Photovoltaikanlagen Biogasanlagen Durch die langjährige Erfahrung in den Bereichen Steuerungstechnik und Softwareengineering kann das Unternehmen auf Plattformen und Frameworks zurückgreifen, die die Mitarbeiter im Laufe der Jahre selbst erstellt haben. Das Unternehmen möchte aufgrund der steigenden Auftragszahlen sein Projektmanagement verbessern. Dies soll durch eine bessere Zeitplanung ermöglicht werden. Dazu muss ein Softwaresystem geschaffen werden, mit dem es möglich ist, die Ist-Arbeitszeiten für Projekte zu erfassen und diese auszuwerten, um Planzeiten besser abschätzen zu können. Es musste eine Architektur für ein mehrbenutzerfähiges Client/Server-System erstellt werden, das ein Datenbank System für die zentrale Datenspeicherung einsetzt. Des Weiteren war die Datenbankstruktur zu erarbeiten und das Datenbanksystem am Server einzubinden. Für die Erfassung der Zeitaufwände musste eine Clientsoftware entwickelt werden. Diese sollte zusätzlich die Verwaltung von Projekt-, Kunden- und Mitarbeiterdaten ermöglichen, die für die Zeiterfassung benötigt werden. Das System sollte außerdem in der Lage sein, bestimmte Berichte für Kunden und Mitarbeiter zu erstellen. Erstellung Grob-Architektur für des Gesamtsystem Erstellung eines Entity-Relation-Modells für die Datenbank und Installation des Datenbanksystems am Server Entwicklung der Schnittstelle zwischen dem Datenbanksystem (Server) und der Client- Software Entwicklung eines Clients, mit dem eine einfache Eingabe von Zeitaufwänden und die Erstellung von Berichten möglich sind Die Architektur wurde basierend auf dem Fat- Client-Prinzip entwickelt. Es wurde ein Entity-Relation-Modell für die Datenbankstruktur erstellt und das verwendete Datenbanksystem wurde am Server voll funktionsfähig eingerichtet. Zusätzlich wurden zwei verschiedene Autorisierungslevels für den Zugriff auf die Daten implementiert. Es wurde eine Schnittstelle auf der Basis von ADO.NET und SQL erstellt, die zwischen dem Datenbanksystem und der Client-Software eingesetzt wird. Sie wurde so entworfen, dass ein einfacher Wechsel des Datenbanksystems möglich ist. Mit dem Client ist es möglich, Zeitaufwände für Tätigkeiten zu erfassen und zu bearbeiten. Es können Projekte, Kunden und Mitarbeiter verwaltet werden. Eine weitere Funktion bietet die Erstellung von projektbezogenen Berichten für Kunden. Es besteht auch die Möglichkeit, Zeitabrechnungen für Mitarbeiter für beliebige Zeiträume zu erstellen. Franz Bogner weitblick ressources GmbH Seifriedsedt 7 A-4770 Andorf 5

6 Prüfstand zur Messung des thermischen Widerstandes von Leiterplatten Autor: Manuel Burger FH-Betreuer: Prof. (FH) Dr. DI Mario Jungwirth Einführung - Unternehmensprofil Die Firma Fronius, deren Kernkompetenz in der Entwicklung von Leistungselektronik liegt, ist interessiert an der Verbesserung des thermischen Managements ihrer Leiterplatten. Gemeinsam mit der Forschungsund Entwicklungs GmbH der Fachhochschule Wels ist es zu einem Hochschulprojekt gekommen, welches sich mit der Messung des thermischen Widerstandes von Leiterplatten beschäftigt. Es soll ein Prüfstand gebaut werden, welcher die Wärmeleitfähigkeit von Leiterplattenproben bestimmt. Die Messergebnisse sind für die Optimierung des Leiterplattenaufbaus und die damit verbundene Verbesserung, Wärme von verlustbehafteten Bauteilen abzuleiten, von großer Bedeutung. Es wurde festgelegt einen Prüfstand nach der Wärmestrommethode zu konstruieren. Dazu wird eine Probe definierter Größe aus der Leiterplatte geschnitten. An dieser Probe wird im Prüfstand eine Temperaturdifferenz zwischen Ober- u. Unterseite erzeugt. Mit dem dabei auftretenden Wärmestrom kann der thermische Widerstand aus dem Verhältnis von rt zu Q. berechnet werden. Die Erzeugung der Temperaturdifferenz erfolgt über einen Heizblock an der Oberseite und einen Kühlblock an der Unterseite. Die Probe wird zwischen den beiden Blöcken mit einer definierten Kraft eingeklemmt. Temperaturmesspunkte in den Blöcken sind so angeordnet dass alle notwendigen Größen ermittelt werden können. Um konstanten Wärmestrom über die geleitete Strecke einzuhalten, muss um den Stapelaufbau eine Isolierschicht angelegt werden. Recherche und Ausarbeitung eventuell relevanter Punkte von vorhandenen Normen zu diesem Messprinzip Heizsystem: Recherche, Gegenüberstellung, Auswahl, Dimensionierung, Probemessungen Kühlsystem: Recherche, Gegenüberstellung, Auswahl, Dimensionierung, Probemessungen Recherche, Auswahl und Anschaffung geeigneter Temperatur- und Kraftsensoren Recherche, Auswahl und Anschaffung geeigneter Hardware zur Signalverarbeitung Recherche, Auswahl und Anschaffung eines geeigneten Isoliermaterials Ausarbeiten konstruktiver Details: Krafteinleitung, Anbringung von Isolierung, Heizung und Kühlung Programmierung der Auswertesoftware und Bedienerapplikation in LabView Montage des Aufbaus Erste Testmessungen Die erfolgreiche praktische Umsetzung der erarbeiteten Theorie Erfolgreiche Durchführung erster Testmessungen Erkenntnisse über diverse Verbesserungen des Messapparats und der Auswertesoftware Manuel Burger Fronius International GmbH Froniusplatz 1 A-4600 Wels Der Prüfstand soll in der Theorie fertig entwickelt werden. Schwerpunkte sind die dabei die Auswahl und Dimensionierung des Heizungs- und Kühlsystems. Im Anschluss daran soll die praktische Umsetzung mit der Konstruktion und dem Bau des Prüfstandes erfolgen. Weiters soll geeignete Hard- und Software zur Auswertung der Messdaten angeschafft und in Betrieb genommen werden. Endziel ist es, reproduzierbare Messungen von Probenstücken durchführen zu können. 6

7 Standard Schnittstellen eines Leitsystems. OPC Anbindung eines Linux basierenden Leitsystems. Namur konforme Anbindung von Feldgeräten an den Profibus Autor: Bernhard Deisl FH-Betreuer: Prof. (FH) Univ.Doz. DI Dr. Karl Heinz Kellermayr Bernhard Deisl Einführung - Unternehmensprofil Lenzing Technik Automation ist ein weltweit tätiger Industriepartner für professionelle Automatisierungslösungen. Herstellerunabhängig werden durchgehende Automatisierungslösungen von der Feldebene bis zur Anlagenvisualisierung angeboten. Lenzing Technik Automation bietet zusätzlich sowohl EMR- Leistungen, Antriebskonzepte und Leistungen in der Kommunikationstechnik als auch Sonderentwicklungen. Das Leistungsspektrum wird nachstehend übersichtlich dargestellt: Lieferung und Projektierung aller gängigen Prozessleitsysteme, SPS und Visualisierungssysteme; Planung und Ausführung von elektromess- und regeltechnischen Einrichtungen; Produkte und Leistungen im Bereich der Antriebstechnik und Kommunikation; Migration von bestehenden Automatisierungssystemen; Instandhaltung und Wartung; Im Zuge der Errichtung einer verfahrenstechnischen Pilotanlage ist die komplette Automatisierung der Anlage vorzunehmen. Diese reicht von der elektrischen Ausrüstung der Messeinrichtungen bis zu Ventilen und Antrieben. Es ist eine vollständige Dokumentation der elektrischen Ausrüstung zu erstellen. Die Steuerung der Anlage erfolgt über das Prozessleitsystem Aprol von Bernecker und Rainer. Im Detail sind dazu 2 redundante Leitrechner und eine Engineering Station zu verwenden. Die Steuerungskomponente besteht aus einer CP380 Zentraleinheit der Baureihe 2005 von B&R. Zur Prozessvisualisierung ist ein Operatorterminal vorgesehen. Erstellung der Steuerungslogik für alle Anlagenkomponenten. Konfiguration des kompletten Prozessleitsystems. Visualisierung aller Prozessbilder inklusive Regelschaubilder. Darunter ist die visuelle Aufschlüsselung der Regelungslogik zu verstehen. Die Antriebe sind mit Frequenzumformer der Fa. Vacon ausgerüstet. Die Anbindung an das Prozessleitsystem soll nach der von Namur vorgegebenen Spezifikation über Profibus erfolgen. Die Einrichtung einer OPC Schnittstelle an Aprol ist ebenfalls zu erstellen. Vor Inbetriebnahme ist eine Programmabnahme durch den Kunden durchzuführen, und während der Inbetriebnahme der Anlage mit Material ist eine Unterstützung der Belegschaft seitens der Leittechnik zu stellen. Konfiguration der Server Aufsetzen und IBN der Steuerung Projektierung der Steuerungslogik Erstellen aller Anlagenbilder mit Reglerschaubildern Profibusanbindung nach Namur Spezifikation Hypermakrokonzept OPC Anbindung Inbetriebnahme kalt (Loop Check, Profibusinbetriebnahme, FU-Konfiguration, IO-Tests) Inbetriebnahme warm (Anlage in Betrieb setzen mit Wasser, später mit Material); Softwareabnahme durch den Kunden Erfolgreiche Inbetriebsetzung des Leitsystems mit Redundanzüberwachung und Prüfung auf Funktion. Erfolgreicher Datenaustausch über OPC sowie die erfolgreiche Anbindung der Frequenzumformer nach der Spezifikation des Namur Ausschusses. Erfolgreiche Abnahme der Software durch den Kunden. Zu 95% abgeschlossenen Inbetriebnahme der verfahrenstechnischen Pilotanlage. Die restlichen 5% werden derzeit noch aus verfahrenstechnischen Gründen nicht benötigt, daher wurden sie auch nicht in Betrieb genommen. Lenzing Technik Automation GmbH Werkstrasse 2 A-4860 Lenzing 7

8 Methoden der Bildverarbeitung zur Glaukomerkennung an Retinabildern Autor: Simon Engler FH-Betreuer: Prof. (FH) DI Kurt Niel Einführung - Unternehmensprofil Der FH-Campus Wels bietet eine praxisorientierte Ausbildung zum Experten/zur Expertin in den Bereichen Technik und Umweltwissenschaften. Mit den technisch-wirtschaftlichen Ausbildungsschwerpunkten zählen die Welser AbsolventInnen zu den gefragtesten AkademikerInnen auf dem Arbeitsmarkt. Das Berufspraktikum beschäftigte sich mit der Erkennung der Glaukomerkrankung an Retinabildern. Mit fortschreitendem Stadium der Krankheit verändert sich der Farbton auf der Netzhaut in der Papille in den gelblicheren Bereich. Ziel des Praktikums war es, diese Verfärbung festzustellen. Dazu standen eine Menge von anonymisierten Retinabildern zur Verfügung, die untersucht wurden. Die Farbtonverschiebung sollte durch einen oder mehrere Parameter beschrieben werden. Entwicklung der Parameter, die über das Stadium des Glaukoms Auskunft geben. Entwicklung einer Software, die die Ermittlung der Parameter durchführt. Die Software hat einige Features wie teilweise automatische Detektion der Papille und anderes. Die Programmierung erfolgte mit NI LabVIEW. Die ermittelten Parameter lassen teilweise darauf schließen, dass die Krankheit in ein fortgeschrittenes Stadium gekommen ist. Jedoch sind Aufgrund von teilweise wesentlichen Unterschieden der untersuchten Bilder in Farbton und Helligkeit starke Verfälschungen der Histogramme unausweichlich, die die ermittelten Parameter fallweise unbrauchbar machen. Simon Engler FH OOE Forschungs- und Entwicklungs GmbH Franz- Fritsch-Straße 11/ Top 3 A-4600 Wels Es soll festgestellt werden, wie sich die Verfärbung des Hintergrunds der Papille über einen gewissen Zeitraum ändert. Der Hintergrund wird umso gelber je weiter die Krankheit (Glaukom) fortgeschritten ist. Der Farbverlauf läuft also von eher rot bei den gesunden Patienten in den gelblichen Farbbereich bei den Patienten, die an Glaukom erkrankt sind. 8

9 Einführung von Qualitätsmanagement Grundlagen Autor: Felix Grünwald FH-Betreuer: DI Dr. Werner Leitner Einführung - Unternehmensprofil Die Firma SW Automatisierung ist im Bereich der elektrotechnischen Automatisierung tätig. Das Arbeitsspektrum der Firma SW Automatisierung reicht vom Steuerungskonzept, Schaltplanentwurf, Schaltschrankbau, SPS und HMI Programmierung, Inbetriebnahme bis hin zur Instandhaltung von Anlagen. Da die Anforderungen von Kunden bezüglich Qualitätsmanagementsystemen immer größer werden, wurde firmenintern bereits angedacht, ein Qualitätsmanagementsystem auf Basis der ISO9001 einzuführen. Durch das Berufspraktikum sollten einerseits die Schwachstellen im Engineering ermittelt werden und andererseits einheitliche abteilungsübergreifende Qualitätsstandards entwickelt werden. Es sollten unter anderem folgende Themen erarbeitet werden: Allgemeines QM-Handbuch Beschreiben von Arbeitsabläufen mit deren Verantwortlichen Erstellen von Arbeitsplatzbeschreibungen ggf. Einführen von gewissen Standards für die Erstellung von Schaltplänen und die Erstellung von SPS und HMI Programmen Erstellen von Prüflisten für die Planung, Realisierung und Prüfung von Anlagen/Anlagenteilen Erfassung der Istzustände Befragungen verschiedener Personen, um so die Problem aufzuzeigen und zugleich Lösungsansätze zu ermitteln Durchführung einer Schwachstellenanalyse Erarbeitung und Umsetzung der Lösungsansätze auf Basis der Schwachstellenanalyse, um ein einheitliches und ganzheitliches Qualitätsmanagementsystem zu erhalten Im Zuge des Berufspraktikums wurde ein Qualitätsmanagementsystem erarbeitet. Es wurde eine Prozesslandschaft erstellt, um alle Prozesse im Unternehmen darzustellen. Darauf aufbauend wurden Prozessbeschreibungen, die eine klare Vorgehensweise des Engineering in den einzelnen Prozessschritten ermöglichen sollten, erstellt. Für den Anlernprozess von sogenannten Junior Engineering Mitarbeitern wurde ein Ausbildungsplan erstellt. Um ein einheitliches Dokument für das Qualitätswesen zu erstellen, wurden die SW Bürointernen Standards erstellt. In diesem Dokument finden sich zusammenfassend alle relevanten Vorlagen für das Qualitätsmanagement, die Prozessbeschreibungen, sowie darüber hinaus gehende Festlegungen für das Engineering der Firma. SW Automatisierung. Felix Grünwald SW Automatisierung GmbH & CoKG Holzerfeld 397 A-5440 Golling 9

10 Planung und Entwicklung einer automatisierten Umpackanlage Autor: Thomas Heitzinger FH-Betreuer: Prof. (FH) PD DI Dr. Martin Egger Einführung - Unternehmensprofil Die CHM GmbH ist als Maschinenbauerunternehmen und Dienstleister seit dem Jahr 2000 in den Bereichen Anlagenautomatisierung, mechanische und elektrische Konstruktion, Prototypenbau, Kleinserien- und Sondermaschinenbau tätig und deckt somit ein breites Feld der ab. Dabei übernimmt das Unternehmen die gesamte Planung, Entwicklung, Projektierung, Konstruktion, Realisierung und Wartung von Maschinen und Anlagen. Derzeit beschäftigt die CHM GmbH 32 Mitarbeiter und erwirtschaftet einen Jahresumsatz von ca. 4 Mio. Euro. Ein namhafter Lebensmittelkonzern hat bei der CHM GmbH angefragt, ob es möglich ist, eine Anlage zu entwickeln, mit der eines ihrer Produkte vollautomatisch in Kartonagen verpackt werden kann. Bislang wird dieses Produkt, welches in Frankreich produziert wird, in Kartons mit 8 Packungen zu je 2 Produkten nach Deutschland geliefert. Dort werden die Packungen vor der Auslieferung händisch in kleinere Kartonagen zu je vier Packungen umgepackt. Diese Umpackung soll in Zukunft voll automatisch erfolgen. Ziel des Berufspraktikums war es, einzelne Teile der Anlage zu entwickeln und zu konstruieren, sowie einen Projektplan zu erstellen, welcher den prinzipiellen Aufbau der Anlage zeigt. Die erarbeiteten Lösungsansätze für die verschiedenen Anlagenteile sollten anschließend miteinander verglichen und mit geeigneten Methoden bewertet werden, um daraus die beste Lösung für das jeweilige Systemelement bestimmen zu können. Dabei sollte vor allem untersucht werden, ob die erarbeiteten Lösungsvarianten prozesssicher arbeiten und die durch den Prozess geforderten Anforderungen erfüllen. Im ersten Abschnitt der Projektphase wurde das Gesamtsystem betrachtet. Dabei wurden die Anforderungen an die Anlage festgehalten und eine Untersuchung der Taktzeiten durchgeführt. Anschließend wurden mehrere Lösungsvarianten für die unterschiedlichen Systemelemente der Anlage entwickelt und miteinander verglichen. Diese wurden mit Hilfe einer Nutzwertanalyse anhand von unterschiedlichen Kriterien (z.b. Prozesssicherheit, Montageaufwand, Sicherer Transport, Sicherer Griff, ) bewertet, und daraus die optimalen Lösungen für die Bewältigung des Gesamtprozesses ermittelt. Im letzten Schritt wurden die Lösungen mit den besten Bewertungen zu einem Gesamtsystem zusammengefasst. Ergebnis des Praktikums ist ein Anlagenkonzept, welches die vom Auftraggeber geforderten Anforderungen erfüllt und eine prozesssichere Verpackung der Packungen ermöglicht. Damit kann ein viel höherer Durchsatz als bislang erzielt werden. Die erarbeiteten Ergebnisse aus dem Praktikum dienen nun als Angebotsgrundlagen für eine komplett automatisierte Lösung der Verpackungsaufgabe. Thomas Heitzinger CHM GmbH Hofmühlstraße 32 D Stephanskirchen 10

11 Modell Based Design für Industrie SPS bzw. Mikrocontroller Autor: Christoph Hoffmann FH-Betreuer: Prof. (FH) DI Dr. Gernot Grabmair Einführung - Unternehmensprofil Die FH Oberösterreich zählt zu den führenden österreichischen Fachhochschulen. An 4 Standorten im oberösterreichischen Zentralraum bieten wir wissenschaftlich fundierte, praxisorientierte Studien mit internationaler Anerkennung. Im zweiten Kompetenzbereich wird die Wirtschaft mit innovativen Ergebnissen aus Forschung und Entwicklung serviciert. In der Industrie ist es Stand der Technik 3D Konstruktionen mit den dazugehörigen physikalischen Daten zu kombinieren um Simulationen durchzuführen die soweit als möglich der Realität entsprechen. Dieses Projekt beschäftigt sich damit, SPS-Programme anhand eines Simulationsmodells zu testen. Dieses Verfahren wird auch Hardware in the Loop genannt. Als Simulationstool dient in diesem Fall Matlab/Simulink und als SPS bzw. virtuelle SPS die B&R Automation Runtime. Um diese Simulationen zu ermöglichen fehlte die Schnittstelle zwischen Simulink und der virtuellen SPS. Die umfasst die Programmierung einer Schnittstelle für Simulink um Ein-/Ausgangsdaten zwischen der virtuellen SPS und dem Simulationsmodell in Simulink zu übertragen. Für die Übertragung selbst wird das TCP/IP Protokoll verwendet. Zusätzlich soll die Schnittstelle an einem konkreten Beispiel getestet und das zeitliche Verhalten ausgewertet werden. Abschließend soll eine Dokumentation zu der entworfenen Schnittstelle erstellt werden. Es wurde die von B&R zur Verfügung gestellte Schnittstelle ausgewertet und eine Bibliothek für Simulink programmiert. Weiters wurde ein Synchronisierungsmechanismus implementiert um die virtuelle SPS und das Simulationsmodell zeitlich miteinander abzustimmen. In den nächsten Schritten wurde der Datenaustausch an einfachen Beispielen getestet und die Schnittstelle fertiggestellt. Getestet und ausgewertet wurde die Software anhand des Inversen Pendels, bekannt aus dem Regelungstechnik- Labor. Zum Schluss wurde eine Dokumentation zu der Bibliothek erstellt. Die Bibliothek wurde getestet und kann für Simulationen verwendet werden. Vergleiche mit reinen Simulink Simulationen liefern Ergebnisse die zu 100% übereinstimmen. Es sind jedoch noch Verbesserungen bei der Synchronisierung nötig, da es teilweise zu Übertragungsfehlern kommt, welche aber vom Hersteller selbst vorgenommen werden müssen. Christoph Hoffmann FH OOE Campus Wels Stelzhamerstraße 23 A-4600 Wels 11

12 Erstellung einer absoluten Positionsbestimmungseinheit für einen Roboter für die Eurobot 2010 Autor: Matthias Kofler FH-Betreuer: Prof. (FH) DI Walter Rokitansky Einführung - Unternehmensprofil Das RoboRacingTeam der FH-Wels bestehend aus einer Gruppe von Studenten und Mitarbeitern nimmt jährlich erfolgreich an nationalen und internationalen Roboterwettbewerbteil. Hierfür entwickelt das Team jedes Jahr neue Roboter welche den Anforderungen der verschiedensten Bewerbe entsprechen. Nähere Infos finden Sie auf Seit dem Jahr 2007 nimmt das Robo Racing Team aktiv an dem internationalen Wettbewerb Eurobot teil. Beim Roboterbewerb EUROBOT handelt es sich um einen Bewerb, der jedes Jahr Ende Mai in einem anderen europäischen Land stattfindet. Im Jahr 2010 wurde der Bewerb in Rapperswil-Jona (Schweiz) ausgetragen. Die Hauptschwierigkeit bei diesem Bewerb ist, dass es jedes Jahr neue Spielregeln gibt und man somit den Roboter jedes Jahr an diese neuen Bedingungen anpassen muss. Das Thema im Jahr 2010 lautete Feed the World und die Roboter mussten verschiedenfarbige Bälle und Zylinder am Spielfeld finden, aufnehmen und zu ihren Endzonen bringen. Um die Spielelemente an den vorgegebenen Ort bringen zu können, ist es wichtig, dass der Roboter zu jedem Zeitpunkt seine Position kennt.mit dem bestehenden Positionsmesssystem kann die aktuelle Position des Roboters nur sehr ungenau und auch nicht absolut bestimmt werden. Deshalb sollte eine Positionsbestimmungseinheit entwickelt werden, über welche es möglich ist, die Position des Roboters absolut und so exakt wie möglich bestimmen zu können. Eine solche absolute Positionsbestimmungseinheit ist dieses Jahr erstmals im Zuge der Vorbereitungen für die Eurobot 2010 entwickelt und aufgebaut worden. Diese besteht aus einem Software- und einem Hardwareteil. Hier beschäftigt man sich allerdings ausschließlich mit der Hardware. Aufgrund der Tatsache, dass das neue absolute Positionsmesssystem von Seiten des Veranstalters bestimmten Rahmenbedingungen unterliegt, wurde zuerst das Reglement für die Eurobot ausgiebig studiert. Im nächsten Schritt wurden zahlreiche Recherchen bezüglich der Möglichkeiten zur Realisierung eines absoluten Positionsmesssystems durchgeführt. Nachdem eine Lösung ausgearbeitet wurde, wurde diese mit einem Dummy -Roboter getestet. Die Funktionsweise der ausgearbeiteten Lösung zur absoluten Positionsbestimmung beruht auf demselben Prinzip wie das der Spielekonsole Nintendo Wii. Hierfür werden am Spielfeldrand 3 sogenannte fixe Beacons positioniert. Diese bestehen unter anderem aus insgesamt 8 IR-Lichtquellen, welche paarweise in einem vertikalen Abstand zueinander angeordnet sind. Der Roboter selbst verfügt ebenfalls über einen Beacon, welcher mit 8 Wii-Kamerasensoren ausgestattet ist. Über diese können die IR-Lichtquellen detektiert werden und infolgedessen die Position des Roboters bestimmt werden. Mehr Infos finden Sie auf html#ankerpositionsystem. Anschließend wurde noch der Praktikumsbericht erstellt. Im Zuge des Berufpraktikums im sechsten Semester wurde die Hardware bestehend aus der Elektronik und dem mechanischen Aufbau der Beacons entwickelt und erfolgreich aufgebaut. Aufgrund laufender Schwierigkeiten während der Vorbereitungen blieb keine Zeit, dieses System in das Gesamtkonzept miteinzubinden. Dementsprechend konnte das absolute Positionsmesssystem nicht vollständig auf seine Wettbewerbstauglichkeit geprüft werden, weshalb es beim Bewerb nicht eingesetzt wurde. Matthias Kofler Robo Racing Team FH OÖ Studienbetriebs GmbH Stelzhamerstraße 23 A-4600 Wels 12

13 Absolut- & Relativ-Positionserfassung der Abstreifdüsen Autor: Christian Kohlberger FH-Betreuer: Prof. (FH) DI Kurt Niel Einführung - Unternehmensprofil Die Voestalpine AG ist Österreichs größter Stahlkonzern mit Sitz in Linz. Die rund Mitarbeiter erwirtschafteten im Jahr 2009 zirka 11,6 Mrd. Euro. Die fünf Divisionen umfassen die Bereiche Automotive, Profilform, Stahl, Bahnsysteme und Edelstahl. Zur Bandveredelung befinden sich am Standort Linz unter anderem 5 Feuerverzinkungsanlagen. Das Berufspraktikum fand an der Feuerverzinkungsanlage 2 statt. Das Kernaggregat einer Verzinkungsanlage stellt das Zinkbad mit den dazugehörigen Abstreifeinrichtungen (Abstreifdüsen) dar. Nach dem Bandaustritt aus dem flüssigen Zink wird damit die Zinkschicht-Dicke eingestellt. Eine geplante Umstellung der Regelstruktur zur Regelung der Zinkschicht-Dicke setzt die Kenntnis über die absolute und relative Position der Abstreifeinrichtung voraus. Ziel dieses Projekts ist die Ertüchtigung bestehender Sensorik sowie die Konzeptionierung eines neuen Mess-Systems zur relativen Positionserfassung der Abstreifdüsen. Unter relativer Position der Abstreifdüsen versteht man die Position der Düse bezogen auf das verzinke Stahlband. Ein bestehendes mehrere Absolutwert-Drehgeber umfassendes Gebersystem zur Erfassung der absoluten Düsenposition liefert keine reproduzierbaren Messwerte. Die durchzuführende Problemanalyse des Gebersystems beinhaltet eine möglichst ganzheitliche Betrachtung des Systems. Diese umfasst die Datenübertragung, Umgebungsbedingungen, Mechanik und die Datenverarbeitung in der Steuerung. Auftretende Fehler sind, wenn möglich, zu beheben oder Lösungsvorschläge zu erarbeiten. Darüber hinaus ist ein Konzept zur Messung des relativen Abstandes der Abstreifdüse zum Band zu erstellen. Dazu gehört die Auswahl eines geeigneten Messprinzips, eine Versuchsreihe zur Ermittlung der Eignung verschiedener Testsensoren, eine anlagenübergreifende Betrachtung, und die Analyse der Umgebungsbedingungen bzw. der Einbausituation. Zur Problemanalyse der bestehenden Sensorik wurde eine breit angelegte Testreihe durchgeführt, mit der die korrekte Funktion der Datenübertragung und der Datenverarbeitung geprüft werden konnte. Zur Feststellung der Eignung der verbauten Geber wurden die Einsatzbedingungen analysiert und mit den technischen Daten im Datenblatt verglichen. Im Zuge der relativen Positionsmessung wurden Testmessungen mit 3 Laser-Triangulations-Sensoren durchgeführt. Darüber hinaus wurden die Erkenntnisse aus den Testmessungen mit Vergleichsmessungen an anderen Feuerverzinkungsanlagen abgeglichen. Mittels Thermografie wurden die thermischen Umgebungsbedingungen zur geplanten Abstandsmessung ermittelt. Eine Analyse der Platzverhältnisse gab Aufschluss über möglichen Einbaulagen. Es zeigt sich, dass das bestehende Gebersystem korrekt funktioniert: Datenübertragung und Datenverarbeitung sind fehlerfrei, die Mechanik entspricht den Erfordernissen. Tritt tatsächlich ein fehlerhafter Messwert auf, dann hat der jeweilige Geber das Ende seiner Lebensdauer erreicht. Da die absolute Düsenposition auf eine falsche Referenzposition bezogen wurde, musste diese Referenzposition neu vermessen werden. Die Testmessung zur relativen Positionserfassung der Abstreifdüse zeigt, dass es durchaus problematisch ist, mit einem optischen Messsystem auf einer hoch spiegelnde Oberfläche zu messen. Dabei traten deutliche Unterschiede in der Performance der getesteten Laser-Triangulations-Sensoren auf. Aufgrund der Erkenntnisse aus der Testreihe wurde der für diese Anwendung am besten geeignet Sensor ausgewählt. Christian Kohlberger Voestalpine Stahl GmbH Linz Voestalpine-Straße 3 A-4020 Linz 13

14 Redesign des modularen elektronischen Systems für autonome Roboter Autor: Erich Kreiseder FH-Betreuer: Ing. Michael Zauner BSc Einführung - Unternehmensprofil Das Robo-Racing-Team der Fachhochschule Wels wurde 2006 gegründet. Seitdem nimmt es ständig an nationalen sowie internationalen Wettbewerben im Bereich der Robotik teil. Die bekanntesten Bewerbe sind die europäische Meisterschaft EUROBOT und die RoboGames in den USA. Das modulare elektronische System bildet die Steuerzentrale der autonomen Roboter. Es wurde von Ing. Michael Zauner BSc entwickelt und besteht aus fünf Platinen, die via Bus miteinander verbunden sind. Es ist ein Multiprozessorsystem und besteht aus dem Main-Board, dem Sensor-Board, dem Servo-Board, dem Motor-Board und dem LCD-Board. Das bestehende modulare elektronische System hat sich schon bei zahlreichen Projekten sehr gut bewährt. Es hat sich allerdings gezeigt, dass die zentrale Steuereinheit zu wenig Speicher bietet. Durch die Wahl eines neuen Mikrocontrollers der Firma Atmel soll die Speicherplatzproblematik behoben und die Performance des Systems verbessert werden. Weiters ist das Motor-Board zu überarbeiten. Dabei sollen vier Inkrementalgeber ausgewertet werden können. Außerdem soll ein Treiber-IC zur Ansteuerung der Motoren gefunden werden. Zu Beginn des Berufspraktikums fand eine ausgiebige Internetrecherche statt. So wurden Mikrocontroller und andere Hardwarekomponenten auf ihre Eignung geprüft. Anhand der Informationen aus den Datenblättern wurden die Komponenten in den Schaltplan und in das Layout der Platine integriert. Dabei wurde das Motor-Board grundlegend geändert und das Main-Board an den neuen Mikrocontroller angepasst. Nach Fertigstellung der Platinen wurden sie in Betrieb genommen und an DC-Motoren geprüft. Nach der erfolgreich beendeten Testphase wurden neue Treiberprogramme in C geschrieben um die Übersichtlichkeit der Programmstruktur wiederherzustellen. Die Wahl des neuen Mikrocontrollers fiel auf den XMega 256A3 von Atmel. Mit 256 kb Programmspeicher und 32 MHz Taktfrequenz besitzt er ausreichend Ressourcen für die Projekte des Robo-Racing-Teams in den nächsten Jahren. Außerdem besitzt er drei sogenannte Quadratur Decoder, mit denen die Inkrementalgeber eingelesen werden können. Als Treiber- IC wird der LMD18200 von National Semiconductor eingesetzt. Dieser IC kann Motoren bis 55 V mit einem PWM Signal bis 500 Hz ansteuern. Erich Kreiseder Robo Racing Team FH OÖ Studienbetriebs GmbH Stelzhamerstraße 23 A-4600 Wels 14

15 Beschickungsmodul für Werkzeugmaschinen Autor: Jürgen Leitner FH-Betreuer: Prof. (FH) DI Dr. Reinhard Busch Einführung - Unternehmensprofil Die Studiengänge der FH Oberosterreich stehen seit mehr als zehn Jahren für ein praxisnahes, akademisches Studium. Im Laufe der letzten Jahre etablierte sich Wels mit seinen FH Studiengängen als starker Ausbildungspartner für Industrie und Wirtschaft. Eine Vielzahl automatisierter Abläufe in allen Bereichen der Produktion prägt die Industrie und Technik von heute. ist ein fachübergreifendes Gebiet, das sich mit der Automatisierung von Prozessen und Vorgängen beschäftigt. Produktion, Unternehmen, Märkte, Technik im Wandel der Zeit hat sich die Welt der Produktion radikal geändert. Unternehmen sind gefordert auf Kundenwünsche nach immer kleiner werdenden Losgrößen in der Produktion, speziell in kleineren und mittleren Unternehmen, mit Flexibilität und Anpassungsfähigkeit zu reagieren. Gerade in der automatisierten Produktion und Fertigung rund um Bearbeitungszentren und Werkzeugmaschinen, muss ein modernes Unternehmen von morgen auf Kundenwünsche sowie steigende Variantenvielfalt prompt reagieren und Liefertreue sowie gleichbleibende Qualität garantieren. Um nicht in die Kostenfalle zu geraten, müssen Maschinenstillstände, Rüst- und Bearbeitungszeiten so kurz als möglich gehalten werden. Hierfür werden von innovativen und zukunftsorientierten Unternehmen automatisierte, standardisierte flexible Roboterzellen den Bearbeitungszentren bzw. Werkzeugmaschinen vorgeschalten, die Handhabungsprozesse wie Be- und Entladen der Maschine, sowie das Vorbearbeiten von Rohteilen bzw. das Nachbearbeiten von fertigen Werkstücken mit rekonfigurierbaren Modulen vornehmen. Hauptziel ist die Entwicklung eines CAD Konstruktionskonzeptes für ein Beschickungsmodul unter Verwendung des bestehenden Basismoduls Getränkezelle im CIM-Labor. Dazu gehört neben dem Einbinden von Modulen zur Speicherung von Rohteilen sowie fertigen Werkstücken ebenso das Einbinden von zusätzlichen Bearbeitungsstationen zur Vorbearbeitung der gespeicherten Rohteile bzw. zur Nachbearbeitung der fertigen Werkstücke aus der Werkzeugmaschine. Erstellung eines CAD Konstruktionskonzept für ein Beschickungsmodul laut unter Verwendung der CAD-Software CATIA V5R18 von Dassault Systems und der Rahmenkonstruktion der bestehenden Themenzelle. Eine intensiv durchgeführte Recherche zu den verwendeten Komponenten rund um das Beschickungsmodul. Einbinden des fertigen Beschickungsmoduls in das Offline-Simulationsprogramm der Firma FANUC Robotics zur Kontrolle über die Erreichbarkeit des Industrieroboters zu den einzelnen Aufbauten und Geräten in dem Beschickungsmodul. Ein 3D-CAD-Konzept eines realisierbaren Beschickungsmoduls mit zwei Speichermodulen und weitere Einrichtungen in Form von Bearbeitungsstationen, inklusive 3D-Zeichnungsableitungen zur Konstruktion. Durchgeführte Recherche zu bestellreifen Unterlagen der verwendeten Komponenten, sowie für den Aufbau und die Konstruktion des Beschickungsmoduls. Aufschluss über die Erreichbarkeit des Industrieroboters in dem Beschickungsmodul mit Hilfe des Offline- Simulationsprogrammes. Jürgen Leitner FH OOE Campus Wels Stelzhamerstraße 23 A-4600 Wels 15

16 Erstellung von Lehrvideos zu WPF und Vergleich von WPF mit Windows Forms Autor: Oliver Loidl FH-Betreuer: Prof. (FH) Dr. Clemens Derndorfer Einführung - Unternehmensprofil Die FH Oberösterreich lehrt und forscht auf Hochschulniveau mit ausgeprägter Praxisorientierung und mit dem Bekenntnis zu höchster Qualität. In der Lehre bietet die Fachhochschule den Studierenden eine umfassende Betreuung und fördert Engagement und Selbstbewusstsein. Innovative Lehr- und Lernformen und dynamische Weiterentwicklung der Lehrinhalte zeichnen diesen Kurs aus. Die Forschung und Entwicklung zielt auf die Herausforderungen der Zukunft. Als kompetenter Partner entwickelt die FH Lösungen und fördert den Wissenstransfer. Durch regionale und globale Vernetzung mit Wirtschaft, Gesellschaft, öffentlichen Institutionen, Forschungs- und Bildungseinrichtungen schafft die FH in Ausbildung, Innovation und Wissen Mehrwert und Nachhaltigkeit. Die FH ist integraler Bestandteil des Wirtschafts- und Bildungsstandorts Oberösterreich und setzt wichtige Wachstums- und Beschäftigungsimpulse. Engagement und Kompetenz der Mitarbeiter, Studierenden und Absolventen sind Basis des Erfolgs. Der Grundgedanke war es, den Studenten das Programmieren anhand von Videos näher zu bringen und den Einstieg bzw. Umstieg zu erleichtern. Dafür sollten Lehrvideos zum Thema WPF-Programmierung erstellt werden. Dabei soll gezeigt werden, wie WPF an ausgewählten Beispielen eingesetzt wird. Es sollten verschiedenen Videos mit Hilfe von Camtasia zum Thema WPF Programmierung erstellt werden. Dazu sollten vorgegebenen Elemente in verschiedenen Programmen verwendet werden und deren Verwendung dokumentiert werden. Auch der Ablauf, wie, wo oder wann man die Elemente verwendet bzw. einsetzt, wird veranschaulicht. Die Videos selbst sollten nicht nur erstellt, sondern auch dokumentiert werden. Dazu wird ein Text im Bild eingeblendet, der auch gesprochen wird. Ein Inhaltsverzeichnis sollte die Navigation zu bestimmten Hauptteilen im Video leicht ermöglichen. Es wurden verschiedene Beispielprogramme mit Microsoft Visual Studio 2010 in C# mit WPF erstellt. Die einzelnen Programme wurden während der Erstellung mit Camtasia aufgezeichnet und als Grundstock für die Videos verwendet. Die Videos selbst wurden zugeschnitten und mit verschiedenen Effekten wie Übergängen, Callouts, Fokus etc. versehen. Daraufhin wurden Texte zu den Videos erstellt und in das Video eingefügt. Der Text wurde gesprochen und mit dem freien Programms Audacity aufgenommen. Dieses Audio File wurde dann noch bearbeitet und daraufhin in das Video eingefügt. Nachdem alle Elemente aufeinander abgestimmt waren, kamen noch Markierungen für das Inhaltsverzeichnis hinzu. Am Schluss wurde das Projekt im gewünschte Format mit gewünschten Optionen produziert. Es wurde ein Video zu den ersten Schritten mit WPF erstellt, worin verschiedene grundlegende Funktionen, Elemente und Eigenschaften erklärt wurden. In einem weiteren Video wurden Radiobuttons, GroupBox und CheckBoxen in Verbindung mit den Bindings erklärt. Die anderen Videos handeln von der Validierung der TextBoxen und PasswordBoxen in WPF. Darin wurde die ExceptionValidationRule, die DataErrorValidationRule und die selbst erstellen Validierungsregeln erklärt und gezeigt wie man sie verwendet. Oliver Loidl FH OOE Campus Wels Stelzhamerstraße 23 A-4600 Wels 16

17 Teileautonomer Microcopter - Airbug Autor: Simon Mayr FH-Betreuer: Prof. (FH) DI Dr. Gernot Grabmair Das Projekt Teilautonomer Microcopter Airbug beschäftigt sich mit dem Bau eines Quadrocopters, der als Eye-Catcher bei Veranstaltungen in der Fachhochschule Wels eingesetzt werden soll. Quadrocopter, in der Literatur auch immer wieder als Microcopter oder Quadrotor bezeichnet, sind Luftfahrzeuge, die im Unterschied zu herkömmlichen Helikoptern vier in einer Ebene liegende Rotoren nutzen um Auftrieb zu erzeugen und Flugmanöver durchzuführen. Die beinhaltet die Fertigung des mechanischen 1D-Aufbaus des Airbug. Dieser besteht aus einem Stab mit jeweils einem Motor an den beiden Stabenden. Des Weiteren sind die Herleitung des mathematischen Modells, Entwurf und Implementierung einer Regelung sowie Simulation der Regelung in Matlab/Simulink und Implementierung dieses Reglers am echten 1D-Modell in der enthalten. Anschließend soll der eindimensionale Aufbau um einen weiteren Freiheitsgrad (Drehung um die z-achse) erweitert werden und schlussendlich erste Flugversuche am 3D-Modell durchgeführt werden. Der erste Schritt war die Fertigung des 1D-Aufbaus aus einem Aluminium-Formrohr. Dieser Aufbau wurde in seinem Schwerpunkt auf der Welle eines Encoders zur Winkelmessung befestigt und die beiden Motoren an den Enden montiert. Mithilfe des mathematischen Modells und der aus der Vorlesung bekannten Theorie wurde ein Zustandsregler mit Integralanteil entworfen. Des Weiteren wurde die nichtlineare Schubkennlinie der Motoren (Zusammenhang von Drehzahl und Kraft) aufgenommen und in die Regelung integriert. Die Kommunikation zwischen Matlab/Simulink und dem µcontroller wurde mittels serieller Verbindung (RS232) realisiert, während der Controller über den I2C-Bus mit den Motorreglern Verbindung aufnimmt. Um den zweiten Freiheitsgrad zu implementieren wurde der gesamte Versuchstand auf einer (um die z-achse) frei drehbaren Welle montiert und das zweite Formrohr mit Motoren hinzugefügt. Diese zweite Achse konnte aus Platzgründen beim Versuchstand allerdings nur starr montiert werden, weshalb dieser Aufbau zwei Freiheitsgrade besitzt (2D-Aufbau). Die Zentralplatine mit der gesamten Sensorik und Kommunikation wurde danach auf den Versuchsaufbau montiert und die Sensoren auf ihre Funktionalität hin überprüft. Nach diesen Funktionstests wird der Originalrahmen des Airbugs zusammengebaut, die Zentralplatine und Motoren darauf montiert und der erste Freiflug absolviert. Simon Mayr FH OOE Campus Wels Stelzhamerstraße 23 A-4600 Wels Simulation und Messung des 1D-Aufbaus stimmen vollständig überein. Die Winkelstellung des erweiterten Aufbaus (2D) um die z-achse funktioniert einwandfrei. Die Zentralplatine mit Controller und Sensorik arbeitet fehlerfrei. Die Stabilisierung des Quadrocopters in der Ruhelage im Freiflug funktioniert. 17

18 Programmierung einer HMI für einen Roboter für die EUROBOTopen 2010 Autor: Christian Mitterndorfer FH-Betreuer: Prof. (FH) DI Walter Rokitansky Einführung - Unternehmensprofil Das Robo-Racing-Team der FH-Wels hat bereits zahlreiche autonome mobile Roboter für verschiedene Bewerbe entwickelt und diese erfolgreich eingesetzt. Nähere Infos finden Sie unter (http://rrt.fh-wels.at). Seit dem Jahr 2007 nimmt das Robo-Racing-Team aktiv an dem Bewerb EUROBOTopen teil. Die EUROBOTopen findet jedes Jahr Ende Mai statt. Teilnahmeberechtigt sind Teams aus allen Ländern. Charakteristisch für die EUROBOTopen ist, dass sich die en und die Regeln Jahr für Jahr ändern. Diese werden jedes Jahr Ende September bekannt gegeben, wodurch sich eine Entwicklungszeit von 8 Monaten ergibt. Grundlegend ist, dass die Entwicklungszeit für alle Teams gleich ist. Lediglich die Größe des Spieltisches mit 210 cm x 300 cm und die Spieldauer mit 90 Sekunden bleiben jedes Jahr gleich. Das Thema der EUROBOTopen 2010 ist Feed the world. Aufgabe des Roboters ist es, drei verschiedene Spielelemente, welche drei verschiedene Nahrungsmittel darstellen, aufzunehmen, zu einer Entladestelle zu bringen und abzuladen. Je mehr Gewicht das Spielelement hat, und umso schwerer es aufzunehmen ist, desto mehr Punkte bringt es. Der Roboter, der in 90 Sekunden die meisten Punkte sammelt gewinnt. Die Arbeit beschäftigt sich mit der Mensch Maschinen Interaktion mittels LCD und Tastatur auf dem Roboter. Von der Auswahl der verwendeten Hardwarekomponenten über die Implementierung der Menüführung bis hin zur Informationsspeicherung über das Ausschalten und der Kommunikation zwischen Mainboard und LCD wurden einige Themen der Mikroelektronik behandelt. Anschließend wurde noch der Praktikumsbericht erstellt. Durch die neu programmierte Mensch Maschinen Interaktionsschnittstelle ist es möglich, den Roboter der Fachhochschule Wels für die EUROBOTopen in moderater Zeit an die verschiedensten äußeren Bedingungen anzupassen. Auf Grund des Regelwerkes der EUROBOTopen muss dies in 3 Minuten geschehen, weshalb auf eine einfache und klare Menüstruktur geachtet wurde. Weiters wurde großes Augenmerk darauf gelegt, dass die Software übersichtlich gestaltet ist, sodass einer Verwendung im nächsten Jahr nach kleineren Abänderungen nichts im Wege stehen dürfte. Durch die einheitlichen SPI Meldungen passt sich die LCD Software sehr gut dem modularen System der FH Wels an. Christian Mitterndorfer Robo Racing Team FH OÖ Studienbetriebs GmbH Stelzhamerstraße 23 A-4600 Wels 18

19 Programmierung einer KI für einen autonomen Roboter für die Eurobot 2010 Autor: Bernhard Muckenhumer FH-Betreuer: Prof. (FH) DI Walter Rokitansky Einführung - Unternehmensprofil Das Robo-Racing-Team der Fh Wels nimmt seit dem Jahr 2007 aktiv am internationalen Roboterwettbewerb EUROBOT teil. Dafür wird jedes Jahr eine andere Aufgabe gestellt, die mit einem autonomen Roboter gelöst werden muss. Das Robo-Racing-Team hat bereits an vielen verschiedenen Roboterbewerben erfolgreich teilgenommen und hat dadurch bereits viel Erfahrung sammeln können. Treibererstellung für die Ballerkennung an der Front des Roboters Treibererstellung für den Zylinderentladeschieber des Roboters Ablaufsteuerungskonzept und anschließende Implementierung Erstellung des Konzeptes für die KI und anschliessende Implementierung Bernhard Muckenhumer Für die Eurobot 2010 wird im Zuge des Berufspraktikums an der Fh Wels ein autonomer Roboter entwickelt und gebaut. Dabei werden Teilaufgaben an ein Team, bestehend aus sieben Personen, vergeben.es sind insgesamt 36 verschiedene Spielfeldkonstellationen der Elemente möglich, dadurch ist eine dynamische Berechnung einer Fahrtroute von Vorteil. Die Steuersoftware des Roboters soll in der Lage sein, durch eine günstige Planung eine Behinderung des Gegners oder eine Kollision weitgehend zu verhindern und dennoch so viele Punkt wie möglich zu erreichen. Die Arbeit beschäftigt sich mit der Konzepterstellung und der anschließenden Programmierung der nötigen Treiber, der Ablaufsteuerung und der KI (künstliche Intelligenz) für den Roboter. Alle mechanischen Teilsysteme sollen getrennt getestet werden und anschließend zu einem autonomen Gesamtsystem vereint werden. Die Treiber, die Ablaufsteuerung und die KI wurden erfolgreich implementiert, konnten aber aufgrund von Problemen mit dem Roboterantrieb und der Elektronik nicht vollständig getestet werden und kamen daher bei der Eurobot nur bedingt zum Einsatz. Robo Racing Team FH OÖ Studienbetriebs GmbH Stelzhamerstraße 23 A-4600 Wels 19

20 Messdateninterpolation im 3D Raum Autor: Gerold Mühlehner FH-Betreuer: Prof. (FH) DI Dr. Klaus Schiefermayr Einführung - Unternehmensprofil HYDRO ENERGY ist ein junges, dynamisches Unternehmen, welches im Bereich Wasserkrafttechnologie weltweit tätig ist. Als eigenständiges österreichisches Unternehmen, bietet es Kunden die Vorteile eines flexiblen und innovativen Unternehmens mit internationaler Projekterfahrung aus weltweiter Exporttätigkeit. Es begann vor mehr als 80 Jahren mit einer kleinen Turbinenproduktion an der Donau. Heute ist HYDRO ENERGY als Komplettanbieter von Kleinwasserkraftwerken mit seinen innovativen Produkten weltweit erfolgreich. Konsequentes Qualitätsdenken und kontinuierliche Weiterentwicklung garantieren den jeweils neuesten Stand der Technik. Die umfasst dabei die Recherche und Anwendung von geeigneten Interpolationsverfahren, die zur Anwendung gelangen. Darüber hinaus sollen die eruierten Verfahren gegenübergestellt und anhand einer Interpolationsfehlerstatistik verglichen werden. Dabei folgt die Analyse zwischen einem realen, gemessenen und dem im Praktikum erstellten interpolierten Modell. Der darauf folgende Teil umfasst die Programmierung des Algorithmus, sowie eine Simulation mit Testdatensätzen. Des Weiteren soll eine geeignete Visualisierung für das Interpolationsmodell auf einer Steuerung der Fa. Beckhoff implementiert werden. Gerold Mühlehner Im industriellen Bereich der Energieerzeugung mittels Wasserkraft bildet ein dreidimensionales Punktedatenmodell die Grundlage für die Entwicklung und Anwendung von verschiedenen Interpolationsverfahren. Zwei Turbinenparameter und der aktuelle Wasserstand repräsentieren dabei die drei Modellachsen. Die Erstellung des Punktemodells erfolgt durch eine elektronische Messung am Energiemaximum in bestimmten definierten Zonen der xy - Ebene. Die daraus ermittelten Werte dienen als Stützpunkte für ein räumliches Interpolationsmodell, welches im Zuge eines Praktikums erstellt werden soll. Ziel ist es, die Turbineneinstellung in den nicht vermessenen Bereichen abzuschätzen bzw. zu interpolieren. Zu den durchgeführten Arbeiten zählen die Generierung der Messdaten und die Stützstellenberechnung zur Interpolation. Weiters wurden einige geeignete Interpolationsalgorithmen recherchiert und entwickelt um eine Abschätzung der Daten zwischen den Stützstellen zu erhalten. Darüber hinaus erfolgte die Programmierung des Algorithmus in der Programmiersprache C. Schließlich fand die Implementierung am Zielsystem mit der zusätzlichen Entwicklung einer Visualisierung statt. Ein hinreichend genaues Interpolationsverfahren für das zur Verfügung gestellte Messdatenmodell zählt zu den wichtigsten Ergebnissen bei diesem Praktikum. Zusätzlich existiert ein leistungsstarkes Softwarepaket, welches den Algorithmus enthält und damit in der Praxis zum Einsatz gelangt. Global Hydro Energy Niederranna 41 A-4085 Niederranna 20

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