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00___VIP_2009.book Seite IX Freitag, 28. August 2009 10:40 10
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Kapitel 1 Mess- und Prüftechnik
1
Entwurf und Aufbau eines interaktiven Testsystems zur Durchführung von
Hochgeschwindigkeitsmessungen an einem Etikettenappliziersystem . . . . . . . .
3
G. Fröhlich, W. Vicktorius, P. Wolff
ESPERA-WERKE GMBH, Duisburg
E. Bart, S. Beckers, Norbert Dahmen, Georg Toszkowski
Fachbereich Elektrotechnik u. Informatik, Hochschule Niederrhein –
University of Applied Sciences, Krefeld
Erfassung der Zielbewegung im Biathlon-Schießen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
10
Arnold Baca, Philipp Kornfeind
Universität Wien, Zentrum für Sportwissenschaft und Universitätssport
Verarbeitung von Daten und Online-Fehlerdiagnose an Rotorprüfständen
unter Berücksichtigung von Echtzeit- und Nicht-Echtzeitanwendungen . . . . . .
14
Norman Butzek
Gleason-Pfauter AG, ehemals Mechatronik im Maschinenbau,
Technische Universität Darmstadt
Bernd Hasch
Mechatronik im Maschinenbau, Technische Universität Darmstadt
Anlagensteuerung und Messdatenerfassung mit LabVIEW und einem PXISystem zur Untersuchung von halbleiterbasierten Spinfilter-Kaskaden . . . . . . .
21
Jan Jacob, Falk-Ulrich Stein, Guido Meier und Ulrich Merkt
Institut für Angewandte Physik und Zentrum für Mikrostrukturforschung,
Universität Hamburg
Achsbezogene Erfassung der Antriebsleistungen in Abhängigkeit der
Prozessparameter beim Drehen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
25
Harry Rose, Sven Goller, Andreas Schubert
Technische Universität Chemnitz
Fakultät für Maschinenbau
Institut für Werkzeugmaschinen und Produktionsprozesse
– Professur Mikrofertigungstechnik –
IX
00___VIP_2009.book Seite X Freitag, 28. August 2009 10:40 10
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Mehr erreichen mit LabVIEW 2009: Parallele Programmierung, WirelessTechnologien und Echtzeitmathematik . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
31
Rick Kuhlman und Jeffrey Phillips, National Instruments, Austin/Tx
Umfassender LabVIEW – Einsatz bei Hochtemperaturmaterialtests . . . . . . . . .
36
Yakiv Brontfeyn
Fraunhofer Institut für Werkstoffmechanik, IWM, Freiburg im Breisgau
Entwurf und Aufbau eines interaktiven Prüfsystems zur Bestimmung des
Wärmedurchgangskoeffizienten von textilen und textilähnlichen Stoffen . . . .
41
Norbert Dahmen, Georg Toszkowski, Reiner Wittenhorst
FB Elektrotechnik u. Informatik, Hochschule Niederrhein
University of Applied Sciences, Krefeld
Manfred Geilhaupt
FB Textil- u. Bekleidungstechnik, Hochschule Niederrhein
University of Applied Sciences, Krefeld
Modularer HIL-Tester für Elektronik Komponenten von HochleistungsRöntgenstrahlen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
45
Thorsten Halsch
Siemens AG Healthcare Sector, Erlangen
Sensorlose Drehmoment- und Leistungsmessung
für Drehstrom-Asynchronmotoren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
50
Prof. Dr.-Ing. Friedhelm Milde
Institut für Leistungselektronik und Antriebstechnik, Fakultät für Elektrotechnik,
Hochschule Mannheim
Darf’s ein bisschen genauer sein?
Einsatz von LabVIEW und PXI-Systemen am Beispiel
der Stoß-Beschleunigungs-Normalmesseinrichtung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
54
Henrik Volkers
Physikalisch-Technische Bundesanstalt (PTB), Braunschweig
Gibt es den idealen Messbus? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Daniel Riedelbauch
National Instruments Germany GmbH, München
X
59
00___VIP_2009.book Seite XI Freitag, 28. August 2009 10:40 10
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Kapitel 2 Prüfstandsautomatisierung
65
Ein neuer Standardtester mit flexiblem, skalierbarem Tester-Konzept
auf Basis NI PXI & TestStand im Hause Miele EC Werk . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
67
Dirk Bongartz, Günter Müller, Markus Solbach
Noffz ComputerTechnik GmbH, Tönisvorst
Thorsten Ziems, Holger Joans
Miele & Cie. KG, Gütersloh
Prüfung elektronischer Komponenten mit
drahtlosen Kommunikationsfunktionen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
72
Alexander Huber, Marquardt GmbH, Rietheim-Weilheim
Dr. Gerd Schmitz und Lars Baier, S.E.A. Datentechnik GmbH, Köln
Kombinatorisches Compoundieren und mechanische
Online-Prüfungen an Folien . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
76
Rainer Schwebel, Jan Barth
Deutsches Kunststoff-Institut, Darmstadt
Flexibles Konzept eines Kombi-Testsystems . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
81
Thorsten Reichelt
Heitec AG, Systemhaus für Automatisierung und Informationstechnologie, Erlangen
Standardisieren von Schnittstellensystemen für den Test
elektronischer Baugruppen und -komponenten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
85
Günter Seipolt
MIC Mass Interface Connections GmbH, München
Phasensynchroner FPGA-Pulsgenerator für Particle-Image-Velocimetry
Messungen an rotierenden Maschinen mit stark schwankender Drehzahl . . . . .
90
Wolfgang Förster, Joachim Klinner, Melanie Voges, Chris Willert, Martin Elfert
Institut für Antriebstechnik, DLR, Köln
Burn-in test for Programming Units for IWH (Instantaneous Water Heater) . . .
95
António Cardoso, Certified LabVIEW Associate Developer,
CATIM – Centro de Apoio Tecnológico à Indústria Metalomecânica, Porto
Flexible Klima-Prüfstandsplattform mit LabVIEW & CompactRIO . . . . . . . . . . . .
98
Christian Santer, Martin Handler
BEKO Engineering & Informatik AG, A–Graz
XI
00___VIP_2009.book Seite XII Freitag, 28. August 2009 10:40 10
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Modular Automated Optical Inspection (AOI)
System using NI Software Tools . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
101
Christian Madritsch und Thomas Klinger, Fachhochschule Kärnten, A-Villach
Hermann Reischer, Polar Instruments, A–Nussdorf
LabVIEW und FIT zum anforderungsgesteuerten Test vernetzter Systeme . . . . .
106
Armin U. Schmiegel
voltwerk electronics GmbH, Hamburg
Kapitel 3 Automatisierungstechnik – PAC
111
Deterministische Ethernet-Anbindung für PAC-Systeme . . . . . . . . . . . . . . . . . .
113
Joachim Kurpat
Comsoft GmbH, Karlsruhe
Automatisierung kompletter Kühlanlagen mittels
LabVIEW und PAC-Systemen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
121
Andreas Rzezacz
AMC – Analytik & Messtechnik GmbH, Chemnitz
CompactRIO für die Zustandsüberwachung von Windkraftanlagen . . . . . . . . . .
125
Ch. Pritzkow, U. Möser-Drechsler, R. Rennert
IMA GmbH, Dresden
Einsatz industrieller Bildverarbeitung zur 3D-Objekterfassung und OnlineBewegungsteuerung eines 2-Achsen-Positioniersystems . . . . . . . . . . . . . . . . . .
131
Benjamin Kolb, Fabian Bäz-Oberhäuser u. Dr.-Ing. Peter Schwarz
Labor für Mess- und Regelungstechnik,
Hochschule für angewandte Wissenschaften Fachhochschule Coburg
Analoge vs. Digitale Drehzahl- und Vorschubregelung
an Werkzeugmaschinen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
136
Prof. Dr.-Ing. Dr.-Ing E.h. Fritz Klocke, Dražen Veselovac, Sascha Kamps, Stephan Kratz
Laboratorium für Werkzeugmaschinen und Betriebslehre [WZL]; RWTH Aachen
Verteilte CompactRIO-Messsysteme im Projekt PowerFLUID . . . . . . . . . . . . . . .
Ulf Flemig, Heiko Schönbeck; Grohe AG, Hemer
Gerd Schmitz, Philipp Nörtersheuser, S.E.A. Datentechnik GmbH, Köln
XII
141
00___VIP_2009.book Seite XIII Freitag, 28. August 2009 10:40 10
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Vorgehen bei der Entwicklung einer Testautomation für
automatisierungstechnische Komponenten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 146
Dr. Bernhard Kausler
ITQ GmbH, Garching bei München
Softwareintegrationstest zur Qualitätssicherung
im Home Automation Bereich . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 150
Manuel Bogedain, Dirk Schüller-Möller, Markus Solbach, Noffz Computertechnik GmbH,
Tönisvorst
Dirk Stötzel, Busch-Jaeger Elektro GmbH, Lüdenscheid
Kapitel 4 Robotik & Mechatronik
153
Fit for mechatronics? – Status Quo! . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 155
Dr. Ing. Rainer Stetter
ITQ GmbH, München
Grafisches Systemdesign in der Robotik . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 161
Ronald Heinze, openautomation, VDE Verlag, Offenbach
Silke Loos, National Instruments Germany GmbH, München
DENSO-Roboter mit LabVIEW steuern . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 167
Alexander Kempf
DENSO EUROPE B.V. Robotics, Moerfelden-Walldorf
Rapid Protoyping für Embedded Robotik/Motionund Automatisierungsanwendungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 170
Marco Schmid, Schmid Engineering AG, CH-Münchwilen
Gerhard Schlicht, CC&I Computer Communication & Interface GmbH, Gauting
Einsatz einer SBRIO zur Steuerung eines
Rescue-Roboters für den RoboCup 2009 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 180
Raimund Edlinger
FH OÖ Forschungs & Entwicklungs GmbH, A – Wels
XIII
00___VIP_2009.book Seite XIV Freitag, 28. August 2009 10:40 10
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Kapitel 5 Messdatenverwaltung und -auswertung
Verarbeiten von Mess- und Simulationsdaten leicht gemacht mit
der Standardsoftware NI DIAdem 11.1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
185
187
Thomas Schönitz
National Instruments Germany GmbH, München
DIAdem als maßgeschneidertes Reportgenerierungstool
für Tunnelbohrmaschinen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
195
Michael Sagmeister, Martin Handler
BEKO Engineering & Informatik AG, A–Graz
FEVALYS – Ein neues Hilfsmittel zur effizienten Versuchsdatenauswertung
in der Motorenentwicklung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
198
S. Platen, Dr. N. Wiehagen, FEV Motorentechnik GmbH, Aachen
M. Salmen, Lehrstuhl für Verbrennungskraftmaschinen Aachen
K. Finkl, a-solution, Gröbenzell
Stromverbrauchsreduzierung in Fahrzeugen durch automatisierte Auswertung
von CAN-Daten aus Fahrversuchen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
203
Holger Müller
a-solution GmbH, Kaulsdorf
Standardisierter Datenaustausch für interdisziplinäre Forschung
auf Basis von TDMS in ACCENT – Adaptive Control of Manufacturing Processes
for a New Generation of Jet Engine Components . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 208
Prof. Dr.-Ing. Dr.-Ing E.h. Fritz Klocke, Drazen Veselovac,
Sascha Kamps, Sascha Gierlings
Laboratorium für Werkzeugmaschinen und Betriebslehre [WZL]; RWTH Aachen
XIV
00___VIP_2009.book Seite XV Freitag, 28. August 2009 10:40 10
Inhaltsverzeichnis
Kapitel 6 Embedded
213
High-Speed Laser Steuerung durch Elektrooptische Modulator–Arrays (EMA) . 215
Mike Bülters, Dieter Jäger
1 Zentrum für Halbleitertechnik und Optoelektronik (ZHO),
Universität Duisburg-Essen
Martin Hofmann
Photonik und Terahertztechnologie, Ruhr Universität Bochum
Entwicklung eines Systems zur Prozessregelung beim Spritzgießen durch
Kombination von grafischer Programmierung in LabVIEW und textbasierten
Algorithmen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 221
Prof. Dr.-Ing. Dr.-Ing. E.h. Walter Michaeli, Andreas Schreiber
Institut für Kunststoffverarbeitung (IKV) an der RWTH Aachen
Modulares Testsystem basierend auf NI Single-Board RIO . . . . . . . . . . . . . . . . . . 226
Heinrich Kiehm
Kiehm Datenmanagement GmbH, Bad Orb
Objektorientierte Bibliothek für Test- und Prototypinganwendungen
in Geldautomaten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 230
Michael Kremer und Thomas Tegetmeyer
Wincor Nixdorf International GmbH, Paderborn
Entwicklung mobiler industrieller Handmessgeräte mit LabVIEW Embedded . . . 234
Marco Schmid, Schmid Engineering AG, CH-Münchwilen
Gerhard Schlicht, CC&I Computer Communication & Interface GmbH, Gauting
Embedded Echtzeitanwendungen schneller entwickeln – mit LabVIEW
auf Mikroprozessoren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 243
Marco Schmid, Schmid Engineering AG, CH-Münchwilen
Gerhard Schlicht, CC&I Computer Communication & Interface GmbH, Gauting
Verbessern Sie Ihr Prototypendesign durch volle Integration . . . . . . . . . . . . . . . . 252
Bhavesh Mistry
National Instruments, Austin/Tx
Karl Asum
National Instruments Germany GmbH, München
Neue PAC-basierte Industriecontroller für die Automatisierungstechnik . . . . . . 258
Johannes Bauer
National Instruments Germany GmbH, München
XV
00___VIP_2009.book Seite XVI Freitag, 28. August 2009 10:40 10
Inhaltsverzeichnis
Kapitel 7 Automotive
Große MAN-Brummis simuliert auf schnellen Prozessoren . . . . . . . . . . . . . . . .
263
265
Franz Dengler
MicroNova AG, Vierkirchen
Testmethoden in der Steuergeräte-Entwicklung auf Basis von
National Instruments Software . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
272
Björn Fallnich, Bianca Kuhn
ITK Engineering AG, Herxheim und München
HIL Systems for Engine Simulation at Volvo Aero . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
276
Hans Nyström
Prevas AB, S–Vastra Frolunda
Echtzeit-HiL zum Test von Airbag-Steuergeräten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
280
Dr. Thomas Mertke, Markus Franz
Bertrandt Ingenieurbüro GmbH, Ingolstadt
Automatische Generierung von NI-TestStand und NI-RequirementGateway Dateienaus einer Prüfspezifikation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
285
Jürgen Dodek
MTU Friedrichshafen GmbH
Mehrkanaliges synchrones PXI-CAN- und -Analog-IO-Testsystem für den Test
von Steuergeräten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
290
Andreas Gemünd, Johnson Controls – SAFT Advanced Power Solutions, Hannover
Peter Schwarz, A.M.S. Software GmbH, Quickborn
Test- und Prüfmöglichkeiten der SENT-Schnittstelle
mit Hilfe eines NI-CompactRIO-Systems . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
295
Sven Ehrich, Computer Gesteuerte Systeme GmbH, Markt Schwaben
Klaus Nicolai, Volkswagen AG, Braunschweig
Automatisierte Testsysteme in der Fahrzeugvernetzung . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
300
Arkadius Mitianiec
Bertrandt Ingenieurbüro, Ingolstadt
Automatisiertes Messsystem für KFZ-Wankstabilisierungssysteme . . . . . . . . . .
Dirk Sparwald
Hydac Electronic GmbH, Saarbrücken
XVI
305
00___VIP_2009.book Seite XVII Freitag, 28. August 2009 10:40 10
Inhaltsverzeichnis
NI VeriStand und ecICP – Automatische Reglerparametrierung
für einen Fahrdynamikprüfstand . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 309
Hans-Georg Hermann
ExpertControl GmbH, Martinsried
Kapitel 8 Schall- und Schwingungsanalyse
315
Neue Dimensionen der Schwingungsdiagnose mit PAC
Beispiel Order-Tracking . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 317
Dr. Josef Kolerus, München
Mehrkanalige Erregung von Strukturen mittels elektrodynamischer Shaker
zur Modalanalyse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 320
Dr. Holger Nicklich, Dipl.-Ing. Matthias Woog
SPEKTRA Schwingungstechnik und Akustik GmbH, Dresden
Neue akustische Messsysteme mit LabVIEW . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 325
Kai-Uwe Kohn
CA Engineering und Service GmbH, Beckum
Array-Signalverarbeitung zur Lokalisierung von Schallquellen – ein Vergleich
unterschiedlicher Verfahren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 330
Wolfram Pannert
Hochschule für Technik und Wirtschaft, Aalen
Akustiktest mechatronischer Automobilkomponenten
in Versuch und Fertigung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 334
Frank Pauli
GÖPEL electronic GmbH, Jena
XVII
03___IVZ.fm Seite XVIII Freitag, 28. August 2009 2:21 14
Inhaltsverzeichnis
Kapitel 9 Komponenten- und Baugruppentest
Fertigungstest von Geräten und Funkmodulen „enabled by EnOcean“ . . . . . . .
339
341
Thomas Rieder
PROBARE, Burghausen
Vorstellung der OKTOPUS Plattform – Eine neue Generation des Halbleitertests 346
Armin Lechner, Michael Konrad
Konrad GmbH, Radolfzell
Arbeiten im Oktopus Projekt 13N10345
Flexible Testsysteme mit der Analogbus-Erweiterung ABex für PXI . . . . . . . . . .
353
Matthias Vogel, Michael Konrad, Konrad GmbH, Debrecen und Radolfzell
Untersuchung einer Streuparameter-Testumgebung aus modularen RF PXI
Instrumenten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
359
Michael Hrobak, Marcus Schramm, Lorenz-Peter Schmidt,
Lehrstuhl für Hochfrequenztechnik, Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg
Armin Lechner, Konrad GmbH, Radolfzell
New strategies for validating RF receiver performance . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
364
Markus Solbach, Noffz ComputerTechnik GmbH, Tönisvorst
Etienne Frenette, Averna, Montreal
Optimizing RFID Product Tagging by Measurements and Tests Using the NI PXI
Platform . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 369
Vojtech Derbek
CISC Semiconductor Design+Consulting GmbH, A–Klagenfurt
Optimierung eines Halbleitermessplatzes durch Einsatz von FlexRIO . . . . . . . .
373
Jörg Hagedorn
NEC Electronics (Europe) GmbH, European Technology Centre, Düsseldorf
FPGA based Closed Loop Control to Accelerate Life Time Stress Tests
for Smart Power Switches . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
378
Hans-Peter Kreuter, Helmut Köck
Kompetenzzentrum Automobil- und Industrie-Elektronik GmbH, A–Villach
Ein flexibles Multi-RFID-Reader-System unter
Verwendung der SOAP-Schnittstelle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
382
Andreas Löffler, Dina Kuznetsova
Lehrstuhl für Informationstechnik, Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg, Erlangen
Uwe Wissendheit
Fraunhofer Institut für Integrierte Schaltungen IIS, Erlangen-Tennenlohe
XVIII
03___IVZ.fm Seite XIX Freitag, 28. August 2009 2:21 14
Inhaltsverzeichnis
LabVIEW basiertes Messsystem zur Abstandsbestimmung zwischen einem
RFID Transponder und einem Lesegerät . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 387
Uwe Wissendheit
Fraunhofer Institut für Integrierte Schaltungen IIS, Erlangen-Tennenlohe
Andreas Löffler, Dina Kuznetsova
Lehrstuhl für Informationstechnik,
Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg, Erlangen
Prototyping eines universellen ISM-Band Transmitters
auf Basis des NI FlexRIO MDK . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 391
Alexander Weidel
Fachhochschule Lübeck, Fachbereich Elektrotechnik und Informatik
FlexRIO – Flexible, rekonfigurierbare I/O-Module
für Automated Test Anwendungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 397
Christoph Landmann
National Instruments Germany GmbH, München
Kapitel 10 Green Engineering
403
Green Engineering in der Praxis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 405
Rahman Jamal
National Instruments Germany GmbH, München
LabVIEW-Steuerung zur Simulation der Solar-Positionierung
einer Photovoltaik-Anlage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 409
Dr.-Ing. Hans Schneider, Prof. Dr.-Ing. Lutz Gläser und Tanja Rau
Staatliche Studienakademie Riesa, Studiengang Labor- und Verfahrenstechnik
Anwendung der LabVIEW-Programmvorlage zur Automatisierung von
Brennstoffzellensystemen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 416
Dmytro Pronchenko, Andreas Klausmann und Klaus Lucka,
EVT Gesellschaft für Energieverfahrenstechnik mbH, Herzogenrath
Dmytro Gumenyuk und Heinrich Köhne, OWI Oel-Wärme Institut Aachen gGmbH
LabVIEW prüft Servoregler für Windkraftanlagen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 420
Dr.-Ing. Bernd Möller, Mike Bernstein
ADG Automatisierung Dresden GmbH
XIX
03___IVZ.fm Seite XX Freitag, 28. August 2009 2:21 14
Inhaltsverzeichnis
Kapitel 11 Ausbildung und Lehre
Die Vermessung der Welt – mit Robotino und LabVIEW . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
427
429
K. Mertens, A. Poolmann, D. Schmitz, E. Volkmann, A. Weß
Labor für Optoelektronik und Sensorik, Fachhochschule Münster
Design, Test and Measurement of Application-Specific Integrated Circuits
by Use of Mobile Clients . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
434
Michael E. Auer, Danilo Garbi Zutin
Carinthia University of Applied Sciences, A–Villach
Regelungstechnik zum Begreifen – auch von der Ferne . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
439
Jürgen Hönig
Fakultät Product Engineering/Wirtschaftsingenieurwesen, Hochschule Furtwangen
Kapitel 12 Ausgewählte LabVIEW Programmiertechniken
Machbarkeitsstudie: LVOOP basiertes Agenten-System . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
445
447
Dr. Holger Brand, Dr. Dietrich Beck, Frederik Berck
GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung GmbH, Darmstadt
Optimierung von LabVIEW Code-Qualität durch
automatische statische Codeanalyse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
452
Lutz Andrews, Siemens HIM CV PT ESE, Erlangen
Torsten Will, Data Ahead GmbH, Nürnberg
Autoren und Co-Autoren
XX
459
00___VIP_2009.book Seite 403 Freitag, 28. August 2009 10:40 10
Kapitel 10
Green Engineering
Das letztendliche Ziel des Lebens ist es, zu sein, das heißt, auf eine Weise zu leben, dass eine
Zukunft möglich wird. Das Beste, was wir für unsere Zukunft tun können, ist, dass wir uns so gut,
wie wir es vermögen, um den gegenwärtigen Moment kümmern…Wenn wir gegenwärtig sind und
wenn wir uns um diesen Augenblick mit all unseren Möglichkeiten kümmern, dann ist dies das
Beste, was wir tun können, um uns und anderen eine gute Zukunft zu sichern…Wir wissen nicht
genau, wie viele Tage uns noch zur Verfügung stehen. Selbst wenn wir hundert Jahre leben würden,
haben wir nur 36500 Tage zur Verfügung. Aber wie viele von uns können 36500 Tage leben? Wir
wissen nicht, wie viele Tage wir noch zu leben haben. Es gibt Menschen, die so alt sind wie ich und
noch am Leben sind. Und es gibt junge Menschen, die schon sterben müssen. Jeden Moment unseres täglichen Lebens sollten wir deshalb dazu verwenden, mehr Achtsamkeit, Verständnis und Mitgefühl zu entwickeln.
Thich Nhat Hanh – Jeden Augenblick genießen
00___VIP_2009.book Seite 404 Freitag, 28. August 2009 10:40 10
Kapitelübersicht
Green Engineering in der Praxis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 405
LabVIEW-Steuerung zur Simulation der Solar-Positionierung
einer Photovoltaik-Anlage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 409
Anwendung der LabVIEW-Programmvorlage zur Automatisierung von
Brennstoffzellensystemen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 416
LabVIEW prüft Servoregler für Windkraftanlagen. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 420
Achsbezogene Erfassung der Antriebsleistungen in Abhängigkeit der
Prozessparameter beim Drehen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
25
CompactRIO für die Zustandsüberwachung von Windkraftanlagen . . . . . . . . . . . 125
Green Engineering
Mehrkanaliges synchrones PXI-CAN- und -Analog-IO-Testsystem
für den Test von Steuergeräten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 290
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00___VIP_2009.book Seite 405 Freitag, 28. August 2009 10:40 10
Virtuelle Instrumente in der Praxis VIP 2009
Green Engineering in der Praxis
Rahman Jamal
National Instruments Germany GmbH, München
Kurzfassung
Die Verwendung von Mess- und Informationssystemen, mit denen Design, Entwicklung
und Optimierung von Produkten, Technologien und Prozessen überwacht und letztlich
umweltverträglicher und wirtschaftlicher werden, umschreibt man mit dem Begriff „Green
Engineering“. Diskussionen über diesen Ausdruck gibt es zwar genug, doch findet man
Applikationen dazu in den einschlägigen Medien eher selten. Dabei gibt es eine Fülle von
sehr interessanten Beispielanwendungen, die den Einsatzbereich von Green Engineering
verdeutlichen. Hier also eine Reihe sehr unterschiedlicher Anwendungen basierend auf
National-Instruments-Plattformen, bei denen der Anwender mit der Aufgabe konfrontiert
wird, die Schadstoffemissionen von Produkten zu reduzieren, energieeffizientere Geräte zu
entwickeln, Technologien für nachhaltige erneuerbare Energien nutzbar zu machen oder
die Zusammenhänge im globalen Ökosystem besser zu verstehen.
Abstract
Green Engineering
The usage of measurement and information systems to monitor the design, development
and optimization of products, technologies and processes in order to render them more
friendly to the environment and in the end more efficient and economical is generally
known as „Green Engineering“. True, there is a great deal of discussion about this expression. However, corresponding applications are hardly found in respective media, although
there is an abundance of examples that show the area of application of Green Engineering.
The following article will show a variety of applications of different kinds of areas, based
on National Instruments platforms, in which the customers were confronted with the challenge of reducing pollutant emissions of their products, developing more energy-efficient
devices, presenting technologies for sustainable renewable energy or better understanding
correlations in the global eco system.
BMW Hydrogen 7
Der BMW Hydrogen 7 ist die weltweit erste Premiumlimousine mit bivalentem Antriebskonzept. Sprich, der Wagen besitzt einen Benzinmotor aber zusätzlich auch einen Wasserstoffantrieb. Die HiL-Systeme für die Motorsteuerung des Hydrogen 7 wurden auf Basis der
NovaSim HiL Simulatoren von der Firma MicroNova erstellt. Der Grundaufbau dieser Simulatoren beruht auf der RIO-Technologie (rekonfigurierbaren I/O-Karten auf FPGA-Basis) von
National Instruments, bei der ein Echtzeitrechner über einen PXI-Bus mit den verschiedenen
I/O-Karten verbunden ist. Die Simulatorbedienung und die Kopplung der Simulationsmodelle mit der Hardware erfolgt über die Software NI LabVIEW.
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00___VIP_2009.book Seite 406 Freitag, 28. August 2009 10:40 10
Rahman Jamal
Drahtlos messen im Regenwald Costa Ricas
Green Engineering
Forscher der biologischen Station La Selva, die sich im nördlichen Teil des Regenwalds
Costa Ricas befindet, nutzen Technologie von NI, um den Austausch von Kohlendioxid zwischen der Bodenschicht des Regenwalds und der Atmosphäre zu messen und so den Einfluss von Treibhausgasen auf die Umwelt besser zu verstehen. Mit Unterstützung des Center
for Embedded Network Sensing (CENS) an der Universität UCLA setzte das Team ein drahtloses Sensorssystem ein, das zahlreiche Umgebungsmessungen durchführt. Sie verwendeten
dazu die Software NI LabVIEW, einschließlich der Module LabVIEW Real-Time und LabVIEW FPGA, sowie die Plattform NI CompactRIO.
Minimierung des Herbizideinsatzes
Bisher hat die Danish National Railway Agency (DNRA) zur Eindämmung von Unkraut entlang des Streckennetzes die gesamten Bahngleise mit Herbiziden besprüht. Dies war zwar
wirkungsvoll, doch kostenaufwändig und umweltschädlich. T&O Stelectric entwickelte
gemeinsam mit Hardi International A/S ein Bildverarbeitungssystem, das dann zum Einsatz
kommt, wen der Zug mit 45 km/h fährt. Dabei wird eine Infrarotkamera sowie NI-Bildverarbeitungssoftware verwendet. Das System entdeckt Grünpflanzen, die nahe den Bahngleisen wachsen und besprüht nur diese Bereiche. Es reduziert dadurch die Menge der verwendeten Herbizide um über 50 Prozent.
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00___VIP_2009.book Seite 407 Freitag, 28. August 2009 10:40 10
Green Engineering in der Praxis
Verbesserung der Effizienz großer Verbrennungsmotoren
Große stationäre Verbrennungsmotoren sind verantwortlich für einen erheblichen Ausstoß
an NOx, ein Bestandteil des Ozons in Bodennähe, der die Lunge schädigt. Seit bereits 20 Jahren entwickelt Enginuity Technologien zur Verringerung von Schadstoffemissionen und rüstet bestehende Motoren nach. So gelang es dem Unternehmen, mehr als 122.000 Tonnen
NOx-Emissionen jährlich zu verhindern. Das entspricht einer Verringerung des Straßenverkehrs um 6 Millionen Fahrzeuge pro Jahr. Ingenieure von Enginuity nutzen NI-Datenerfassungsgeräte, PXI-Hardware und LabVIEW während der Entwicklung und Validierung von
Motorsteuereinheiten in einem Motorsimulator, indem sie die Eingangswerte vom Motor
simulieren und die Ausgangsdaten erfassen.
Monitoring- und Frühwarnsystem für Radionuklide
in Flussbassins
Green Engineering
Im Rahmen eines Projektes der Europäischen Union und in Zusammenarbeit mit russischen
Partnern wird gegenwärtig ein Monitoring- und Frühwarnsystem für das gesamte Flussdelta des Ob und Irtysh in Westsibirien aufgebaut. Dieses System erlaubt eine automatisierte Überwachung der Ausbreitung von Radionukliden und anderen Schadstoffen, die aus
verschiedenen Industrieobjekten dieser Region in die Flüsse entsorgt werden. Wesentliche
Bestandteile dieses Systems sind die Monitoringstationen in Form von Messcontainern mit
GPRS-basierter Kommunikation zu den regionalen und zentralen Behörden der Umweltüberwachung in der Russischen Föderation, in denen Datenbanken mit GIS-Funktionalität
und Modellierungstools eine umfassende Auswertung der Daten erlauben.
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00___VIP_2009.book Seite 408 Freitag, 28. August 2009 10:40 10
Rahman Jamal
Für die Realisierung der komplexen Funktionalität der Messcontainer mit Datenerfassung,
Steuerung und Kommunikation wurde ein PAC-basiertes Konzept entwickelt, auf Basis der
PXI-Plattform mit LabVIEW realisiert und in einer ersten Experimentalstation erfolgreich
erprobt.
Verwaltung von Umweltdaten
Green Engineering
Die Bayerische Landesanstalt für Wald und Forstwirtschaft liefert ein weiteres Beispiel für
eine Anwendung, mit der Wissenschaftler große Mengen an Umweltdaten sammeln, z. B.
Wassergehalt, Niederschlag, Temperatur, relative Luftfeuchtigkeit und CO2-Verlust. Wissenschaftler des LWF führen die Messungen an verschiedenen Messstationen durch, wobei verschiedene Datenformate genutzt werden. So lassen sich die Daten kaum effektiv verwalten
und die Qualität leidet. Mithilfe der Datenverwaltungssoftware NI DIAdem und dem NI
DataFinder lassen sich alle Messdaten von den verschiedenen Stationen kombinieren und
effizient verwalten, so dass eine zuverlässige Nachbearbeitung und Modellberechnungen
gewährleistet sind. Im Bestreben, die globale Erwärmung zu untersuchen, zu verstehen und
letztendlich zu stoppen, spielen Werkzeuge wie DIAdem eine wesentliche Rolle, um Umgebungsdaten (wie z. B. Umweltdaten) zu verwalten, Trends zu ermitteln und zu verarbeiten,
um Entscheidungen schneller und fundierter treffen zu können.
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