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Virtuelle Instrumentierung II

2.Semester MMMP- SS 2014 Erläuterung der Lehrveranstaltung

Was erwartet mich?

Instrumentierung im Wandel der Zeit

Embedded PCs, Echtzeit, modulare Instrumentierung (VXI, PXI)

Die Software wird zum Messinstrument

GPIB

Herkömmliche Instrumentierung

Virtuelle Instrumente im gesamten Design- und Produktionsprozess

Virtuelle Instrumentierung

Modulbeschreibung

 Was erwartet Sie?  Moderne Technik  Vielfältige Aufgaben  Eine ziemliche

„Breite“ …  Was erwarte ich?  Selbständigkeit  Kreativität  Zuverlässigkeit

Modulbeschreibung (2)

 Statt einer einzigen großen Prüfung gibt es viele kleine …  Praktikum

(Eindruck und Protokolle)

 Belegthema (Zwischen- und Abschlussvorträge)

Voraussetzungen

 Informatik (I-)IV  http://www.inw.hs-merseburg.de/~uheuert/index-

Dateien/Page5311.html  Messtechnik  Oder: Virtuelle Instrumentierung I

 http://www.inw.hs-merseburg.de/~uheuert/index- Dateien/Page1322.html (MIP5P:P5PIM)

 (Steuerungs- und Regelungstechnik)

 ein Blick lohnt sich: Messplatzautomatisierung  Diplomstudiengang PHT, 7.Semester  http://www.inw.hs-merseburg.de/~uheuert/index-

Dateien/Page1389.html

Wie läuft die Veranstaltung?

 Kein Frontalunterricht!  V-Termin (Montag) wird im Wesentlichen für

Belegthemen genutzt  Die Show machen die Studenten.

 P-Termine (Dienstag):  Grundkurse für National Instruments LabVIEW und

National Instruments Measurement Studio (C#)  Praktika gemäß Aufgabenstellung  Konsultationen / Selbständiges Arbeiten  Die Show machen im Wesentlichen wir (Herr Döhler und

ich).  B-Termine (Donnerstag):

 In Eigenregie und nach Vereinbarung mit den Betreuern.

Zeitplan Termin Inhalt

01.04.2014 „Hallo“

07.04.2013 Einführung, Organisation des Praktikums, Verteilung der Projektthemen

08.04.2013 Recherche / Selbständiges Arbeiten

14.04.2013 Konsultationen / Selbständiges Arbeiten

15.04.2013 Praktikum – Programmieren mit LabVIEW (1)

21.04.2013 Entfällt (Feiertag)

22.04.2013 Praktikum – Programmieren mit LabVIEW (2)

28.04.2013 1. Projektmeeting – Vorstellung & Diskussion der Lösungswege (1)

29.04.2013 Praktikum – Messen mit LabVIEW (1)

05.05.2013 1. Projektmeeting – Vorstellung & Diskussion der Lösungswege (2)

06.05.2013 Praktikum – Messen mit LabVIEW (2)

12.05.2013 1. Projektmeeting – Vorstellung & Diskussion der Lösungswege (R)

13.05.2013 Praktikum – Messen mit C#/.NET (1)

Die Donnerstagtermine sind für die Belege zu nutzen. Weitere Termine zum selbständigen Arbeiten im Labor nach Absprache möglich.

Zeitplan (2) Termin Inhalt

19.05.2013 Konsultationen / Selbständiges Arbeiten

20.05.2013 Praktikum – Messen mit C#/.NET (2)

26.05.2013 2. Projektmeeting – Design und Implementierung (1)

27.05.2013 Praktikum – Versuche gemäß Aufgabenstellung (1)

02.06.2013 2. Projektmeeting – Design und Implementierung (2)

03.06.2013 Praktikum – Versuche gemäß Aufgabenstellung (2)

09.06.2013 Entfällt (Feiertag)

10.06.2013 Praktikum – Versuche gemäß Aufgabenstellung (1)

16.06.2013 2. Projektmeeting – Design und Implementierung (R)

17.06.2013 Praktikum – Versuche gemäß Aufgabenstellung (2)

23.06.2013 Konsultationen / Selbständiges Arbeiten

24.06.2013 Praktikum – Versuche gemäß Aufgabenstellung (1)

30.06.2013 3. Projektmeeting – Verteidigung der Arbeiten (1)

01.07.2013 Praktikum – Versuche gemäß Aufgabenstellung (2)

07.07.2013 3. Projektmeeting – Verteidigung der Arbeiten (2)

08.07.2013 3. Projektmeeting – Verteidigung der Arbeiten (R)

Praktika

 Einführungsveranstaltungen  National Instruments LabVIEW (2 Einheiten)  Instrumentierung unter .NET (1 Einheiten)

 Praktikumsversuche  Selbständig in Zweiergruppen  Instrumentierung einfacher Messaufgaben  Natürlich bearbeiten die „P“s Aufgaben, die sie noch

nicht bearbeitet haben (in LV „Virtuelle Instrumentierung I“).

 Benotung  Ja  1/3 der Gesamtnote (Eindruck und Protokolle)

Belege

 Bearbeitung  i.d.R. in Dreierteams  selbständig

 Vorträge  die Studenten (abwechselnd alle Gruppenmitglieder!)

halten jeweils 3 kurze Vorträge (jeweils ca. 15min)  Themenvorstellung, Lösungsansätze, Planung  Design, Implementierung, Test  Abschluss, Übergabe

 Benotung  Ja  2/3 der Gesamtnote

Labore & Technik  Labor „Virtuelle Instrumentierung“

 Moderne Messtechnik (computergestützt bzw. mit üblichen Schnittstellen wie USB, LAN, IEEE488)  Hochwertige Messtechnik (u.a. Oszilloskope, Signalgenerator, Logic-Analyzer,

Network Analyzer, Spectrum Analyzer, Power Meter, LCR Meter)  3x VXI Mainframes  PXI  3xCompactRIO (Programmable Automation Controller)  CompactVision  30x programmierbare IEEE488 Geräte (Multimeter, Funktionsgeneratoren,

Spannungsversorgungen, Frequenzzähler, Oszilloskope, etc.)  Messkarten (PCI und USB), High-Speed Digitizer  FPGA Messkarten (RIO) und Entwicklungsboard (Xilinx)  Diverse Mikrocontrollersysteme als Entwicklungsboards (AVR32, C-Control, NI Elvis,

…)  xyz-Tisch der Fa. Isel  10 moderne PC-Arbeitsplätze  Department Lizenz für Software von National Instruments  Das Labor wurde 2003 von der Firma Agilent Technologies als „Agilent

Referenzlabor“ ausgezeichnet.

Teams

Projektleiter N.N.

Teamkoordinator Architekt

Aufgaben und Zeitplanung Report

Modultests Systemtests

Ingenieur N.N.

Mechanik, Elektrotechnik …

Programmierer N.N.

Messen, Steuern, Regeln …

Teambildung

 Erfolgt möglichst bei Beachtung der für das Projekt notwendigen Skills!

 Einteilung: heute

1. Projektmeeting - Lösungswege

 Jedes Projektteam stellt in einer kurzen Präsentation (ca. 15min) mögliche Lösungswege und Alternativen zu seinem Projekt vor.

 Dabei ist im Vorfeld die Verfügbarkeit und Anwendbarkeit existierender Technik zu klären.

 Falls spezielle Technik angeschafft bzw. hergestellt werden muss, sind die entstehenden Kosten und Aufwände zu klären.

 Eine Zeitplanung (MS Project) sowie eine Risikoanalyse sind zu erstellen.

2. Projektmeeting – Design und Implementierung  Jedes Projektteam stellt in einer kurzen

Präsentation (ca. 15min) die gewählte Designentscheidung zu seinem Projekt vor.

 Technologien und Produkte werden vorgestellt.  Programmablaufpläne und Schnittstellen werden

erläutert.  Probleme und Lösungswege werden erläutert.  Die Zeitplanung und die Risikoanalyse werden

angepasst.

3. Projektmeeting - Verteidigung

 Jedes Projektteam stellt in einer Präsentation (ca. 15min) die Ergebnisse seines Projektes vor.

Projekte SS2014 Nr. Aufgabe Technik Studenten Betreuer Termine

1 „Robi“ Denso 6-Achsen Roboter von Denso Ansteuerung in C#

Adam,Wojtyschak H. Heimbach T. Höhndorf

(2)

2 „LabVIEW meets µC“ NI LabVIEW für ARM Mußi, Bernstein, Nentwig St. Döhler O. Kamper

(2)

3 „Bilderfassung/-analyse“ OpenCV, C# Mitzschke, Rösel, Hammoudia

St. Döhler O. Kamper

(1)

4 „Programmable Automation Controller mit ESB Bridge“

NI CompactRIO, NI LabVIEW, C#

Böhm, Weiblen, Zoske St. Döhler O. Kamper

(2)

5 „Smart Metering – Basiszähler“ µC (ggf. CPLD/FPGA), C/C++ RS485 Bus mit Zeitslotsteuerung

Böttcher, Tschersovsky, Bollmann

H. Heimbach O. Punk

(2)

6 „Smart Metering – Modbus2COSEM“

Großkunden-Gaszähler Embedded System, C#

Polyakov, Yaraschewski O. Punk H. Heimbach

7 „Bagger“ SmartPhone, Arduino Voigt, Müller H. Heimbach O. Punk

(1)

8 „Ultraschall-Bildgebung“ (Simulation und Experiment)

MATLAB Phased Array System Toolbox

Moreno, Breitkopf, Just St. Döhler O. Punk

(1)

9 „Roboterarm mit Wii“ NI LabVIEW Wii Controller & Balance Board

Burkert, Bredner, Scheunemann

R. Seela T. Höhndorf

(1)

10 „Visualisierung Messtechnik – Versuchsstände Sensorik“

NI LabVIEW Wolf, Trummer, Kiehl R. Seela T. Höhndorf

(1)

11 „Update Messplätze - Destillation & Absorption“

SOFT SPS & HARD SPS (SIMATIC)

Doll, Göller, Kalis F. Ramhold St. Döhler

(2)

12 Optische Selektierung von Kartoffeln

NI LabView NI Vision

Nauditt, Werner, Schubert St. Döhler O. Kamper

(2)

Projekte SS2013 Aufgabe Technik Studenten Betreuer „Manipulator“ (Tischsteuerung triggert Messung)

xyz-Tisch von Isel µC oder CPLD NI LabVIEW + NI DAQ

Ch. Werner Th. Mädel A. Dockhorn

H. Heimbach T. Höhndorf

„Spurassistent“ NI LabVIE