Radargestützte Abstandsmessung für die Industrie 4.0
Das dynamische Reagieren von Produktionseinrichtungen auf wechselnde Anforderungen und Umgebungseinflüsse ist eines der Hauptthemen von „Industrie 4.0“. Dazu ist ein integrales Konzept mit Interaktion sämtlicher relevanter Güter, Prozesse und Infrastruktur erforderlich. Das Interdisziplinäre Zentrum für Eingebettete Systeme (ESI) der FAU arbeitet deswegen an der Technologieentwicklung in den Bereichen robuste und eingebettete Sensorik für flächendeckendes Prozess-Monitoring, Systeme für robuste, zuverlässige und adaptive Übertragung von Daten, sowie moderne Hardware-Plattformen mit Multiprozessorsystemen zur Fusion aller Prozessinformationen und Ableiten der Regelgrößen.
Kleinste Abweichungen in der Prozessregelung erfordern ein sofortiges Reagieren und Eingreifen, um Abweichungen so zu korrigieren, dass der gewünschte Sollzustand wiederhergestellt wird. Typischerweise haben Anwendungen in der Automatisierungstechnik sehr hohe Echtzeitanforderungen und verlangen zunehmend Rechenleistungen, welche über das Maß herkömmlicher MikroController/Prozessoren hinausgehen. Abhilfe können hier Mehrkernprozessoren schaffen. Für eine erfolgreiche Einführung dieser Technologie ist allerdings die garantierte Einhaltung von nicht funktionalen Eigenschaften, wie z.B. Ausführungszeit und Fehlertoleranz, essentiell sowie die Fähigkeit, mehrere Anwendungen strikt isoliert voneinander ausführen zu können. Dies dient nicht zuletzt der Sicherheit bei der Zusammenarbeit von Mensch und Maschine.
ESI beschäftigt sich im Lab Automatisierung@ESI intensiv mit dem Thema Regelungstechnik und Abstandsmessung. Unter Verwendung von RadarTechnik zeigt ESI mit einem Demonstrator die Abstandsmessung für Annäherungen.
Bei unserem Demonstrator handelte es sich um eine radargestützte Abstandsmessung bei 61 GHz. Diese besteht aus dem Radar, einer Metallplatte als Ziel und einem linearen Verfahrtisch. Der gesamte Aufbau ist zur Unfallverhütung von einem Plexiglaskasten umgeben. ESI zeigte mit seinem Exponat wie RadarSensorik eingesetzt werden kann, um Abstände in einem Produktionsprozess genau zu bestimmen und auf Annäherung reagiert werden kann. Ein solches System bildet die Grundlage für die Sicherheit von Collaborative Robots, also Robotern, welche im Umfeld von menschlichen Arbeitern eingesetzt werden können. Dieser Demonstrator zum Thema „Control Engineering“ verdeutlichte einen wichtigen Teilaspekt der ESI-Methodik für die Industrie 4.0.
