MoSeS-Pro - Modulare Sensorsysteme für Echtzeit-Prozesssteuerung und smarte Zustandsbewertung

Im Zukunftsprojekt Industrie 4.0 bietet sich heute die Chance, über eine intelligente Steuerung und Vernetzung die Flexibilität, die Energie- und die Ressourceneffizienz von Produktionsprozessen auf eine neue Stufe zu heben. Elektronik und Sensorik, die zu den Stärken gerade auch kleiner und mittlerer Unternehmen (KMU) in Deutschland zählen, spielen dabei eine Schlüsselrolle. 

Problemstellung

Eingebaut in Antriebe und Positionierungssysteme ermöglichen Elektronik und Sensorik schnelle und präzise Fertigungsprozesse, deren Ablauf in Echtzeit überwacht und angepasst werden kann. Die Sensorsysteme müssen hierzu jedoch auf die genauen Anforderungen der Anwendung hin entworfen und aufgebaut werden.

Zielsetzung

Ziel des Forschungsprojekts MoSeS-Pro ist ein Baukasten aus Hard- und Software-Modulen, der die Entwicklung von Sensorsystemen für die Überwachung und Steuerung von Antrieben und Positionierungssystemen erleichtert. Die Systeme sollen eine höhere Auflösung und eine deutlich schnellere Signalverarbeitung bieten als derzeit verfügbare Sensoren und dabei energieautark und drahtlos vernetzbar sein.
Eine hohe Signalverarbeitungskapazität soll die Zustands- und Prozessüberwachung in Echtzeit ermöglichen. Die Leistungsfähigkeit des Baukastens soll anhand von zwei verschiedenen Anwendungsfällen in der industriellen Produktion nachgewiesen werden.

Vorgehen

Zum Vorgang des Projektes lassen sich verschiedene Leistungen zählen:

• Erforschung von Auswertemethoden und
-algorithmen für vernetzte Sensoren (AG Messtechnik)
• Merkmalsextraktion und –selektion basierend auf
Sensordaten im Zeit- und Frequenzbereich
• Überwachte und unüberwachte Lernverfahren zur Detektion
und Quantifizierung von Schadens- und Verschleißprozessen
• Entwicklung von Prüfständen zum Durchführen von Charakterisierungsmessungen

• Erforschung von self-sensing Konzepten für
elektromagnetische Antriebe (AG Antriebstechnik)
• Implementierung und vergleichende Untersuchung des DFC-Verfahrens
(Direct Flux Control) und alternativer Verfahren zur sensorlosen Ansteuerung
• Untersuchung weiterer Parameteridentifikationsverfahren
zur Zustandsüberwachung und zur Selbstdiagnose
• Entwicklung eines Prüfstandes kleiner Leistung inkl. der Leistungselektronik
und der integrierten Echtzeitdatenverarbeitung

• Koordination des Verbundprojekts

Verwertungskonzept:

Das Baukastensystem ermöglicht es, auf einfachem Wege echtzeitfähige Sensorsysteme zu realisieren, die durchgängig genutzt werden können. Dies beginnt bereits bei Herstellern von Antrieben und Positionierungssystemen, die die Sensoren zur Qualitätskontrolle der eigenen Fertigung einsetzen können. Bei den industriellen Anwendern der Antriebe ermöglichen die Sensoren die schnelle Inbetriebnahme und Anpassung von Fertigungsanlagen, die Echtzeit-Prozesssteuerung sowie die Zustandsbewertung und vorbeugende Instandhaltung. Hiervon profitieren Unternehmen entlang der gesamten Wertschöpfungskette, die Ausfallzeiten minimieren und Produktionsprozesse flexibilisieren und optimieren können.

Projektbearbeitung: Nikolai Helwig, Daniel Merl
Projektleitung: Prof. Dr. Andreas Schütze, Prof. Dr. Matthias Nienhaus
Laufzeit: 01.10.2015 - 30.09.2018

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Category: Data Engineering/Smarte Sensorik

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