Prozesssteuerung und Robotik

Wintersemester 2008/2009

Prof. Dr. Andreas Polze

2 SWS Seminar + 2 SWS Praktikum / 6 credits (benotet/unbenotet)
Mi 9:15-10:45, A-1.1

Themenvergabe: 22.10.2008
Ende der Belegungsfrist: 12.11.2008
Abgabe der schriftlichen Ausarbeitung: 28.02.2009

Ablauf und Leistungserfassungsprozess:

Alle Teilnehmer am Seminar sollen einen Vortrag zu einem der untenstehenden Themen halten. Zusätzlich wird im Rahmen des Seminars eine "Transportkette" aufgebaut. Ausgehend von einem Hochregallager (Lego/NXT) sollen "Güter" per Eisenbahn (Märklin Digital, H0) transportiert werden und auf einer Fertigungsstrecke (Fischertechnik) verarbeitet werden. "Endprodukte" werden dann wieder per Bahn ins Hochregallager transportiert.

Neben dem Aufbau des Experiments aus vorhandenen Komponenten steht der Entwurf und die Implementierung eines verteilten Echtzeitsystems zur Steuerung der Transportkette an. Bewertet wird neben dem Seminarvortrag die Auseinandersetzung mit dem Experimentaufbau, insbesondere die Realisierung eines Bausteins der erwähnten Transportkette, sowie die Dokumentation der erarbeiteten Lösung.

Vortragsthemen:

  • T01 Embedded Systems Overview (Developing Embedded Software, Performance Metrics) - Andreas Polze
  • T02 Real-Time Scheduling - Frank Zschockelt (Vortragsfolien)
  • T03 Memory and Interrupts (Memory Management, Interrupt Handling/Exceptions) - Daniel Richter (Vortragsfolien)
  • Communication
    • T04 Real-Time Communication, Field Bus Protocols - Michaela Urbat (Vortragsfolien)
    • T05 Group Communication & Clock Synchronization - Jan-Arne Sobania (Vortragsfolien)
  • Programming Languages
  • Real-Time Operating Systems (RTOS)
  • T13 System Dependability - Robert Wierschke (Vortragsfolien)
  • T14 RT Modellierung und Testfallgenerierung - Sebastian Wätzold (Vortragsfolien/UPPAAL Modell)
  • Implementierung eines verteilten Echtzeitsystems zur Steuerung der Transportkette
    • T15 Automatisierungstechnik (Sensoren, Aktuatoren, Steuern und Regeln) - Abdelfattah Elnaggar
    • T16 Konzepte und Methoden zur Integration und Kommunikation in komplexen Systemen (zentrale Steuerkomponente, autonome Agenten, ... ) - Martin Konarski (Vortragsfolien)
    • plus jeweils Industrieszenarien, Hochregallager,... in der Realität (verwendete Technologien)
  • NXT
    • T17 Programmierung des NXT (C, .NET, LUA, VPL) - Christian Schwarz, Conrad Pöpke
    • T18 Rechnerarchitektur des NXT (ARM, Sensoren, Aktuatoren) - Holger Just (Vortragsfolien)
  • Eisenbahn
    • T19 Eisenbahnverkehrsleitsysteme (European Train Control System, wie funktioniert es ohne ETCS) - Johannes Gosda
    • T20 computergestützte Steuerung einer Märklin-Eisenbahnanlage (digital control 80, neue Central Station) - Paul Römer (Vortragsfolien)
  • T21 Fischertechnik; computergestützte Steuerung (in wie weit lassen sich reale Industrieszenarien nachbilden, Architektur, Programmierung)

Termine:

04.11.2008 (10:00) Arbeitseinsatz I
07.11.2008 (10:00) Arbeitseinsatz II
12.11.2008 Belegungsfrist
26.11.2008 T01 (Andreas Polze)
T12 (Andreas Rasche)
03.12.2008 T02 (Frank Zschockelt)
T03 (Daniel Richter)
10.12.2008 T04 (Michaela Urbat)
T12 (Andreas Rasche)
T05 (Jan-Arne Sobania)
17.12.2008 T06 (Frank Feinbube)
T07 (Franziska Häger)
(ab 11:00) Technologiestudie - Präsentation POCs
07.01.2009 T08 (Sebastian Klose)
T09 (Paul Seidel)
14.01.2009 T10 (Fabian Garagon)
T13 (Robert Wierschke)
21.01.2009 T14 (Sebastian Wätzold)
T15 (Abdelfattah Elnaggar)
28.01.2009 T16 (Martin Konarski)
T18 (Holger Just)
04.02.2009 T17a (Conrad Pöpke)
T17b (Christian Schwarz)
11.02.2009 T19 (Johannes Gosda)
T20 (Paul Römer)

Den geplanten Vortragsinhalt bitte 2 Wochen vor dem Vortragstermin bei Prof. Polze vorstellen und die Präsentationsfolien 48h vor dem Vortragstermin mailen.

Teams:

Team F (Fischertechnik) Team E (Eisenbahn) Team L (Lego) Team I (Integration)
Kran Lager
Frank Zschockelt
Martin Konarski
Abdelfattah Elnaggar
Daniel Richter*
 Jan-Arne Sobania
Sebastian Klose
Paul Seidel
Fabian Garagnon
Paul Römer
Frank Feinbube*
 Sebastian Wätzold
Conrad Pöpke
Johannes Gosda
Rober Wierschke* 		Michaela Urbat
Franziska Häger
Christian Schwarz
Holger Just
 Daniel Richter
Frank Feinbube
Robert Wierschke
* aus Integrationsteam

Eindrücke

Bild 1, Bild 2, Bild 3, Bild 4, Bild 5, Video

Literatur

  • (1) Real-Time Systems - Hermann Kopetz, Kluwer Academic Publishers
  • (2) Real-Time Systems - Jane W.S. Liu
  • (3) Embedded Software Development with eCos - Anthony J. Massa
  • (4) Programming Microsoft Windows CE .NET, Third Edition - Douglas Boling
  • (5) Real-Time Systems C.M. Krishna and G. Shin
  • (6) Computers as Components - Principles of Embedded Computing System Design - Wayne Wolf
  • (7) An Embedded Software Primer - David E. Simon, Addison-Wesley 1999, ISBN 0-201-61569-X
  • (8) Programming Embedded Systems in C and C++ - Michael Barr, O'Reily 1999, ISBN 1-56592-354-5
  • (9) Real-Time Concepts for Embedded Systems - Qing Li, CMPBooks 2003, ISBN 1-57820-124-1
  • (10) Operating Systems Design and Implementation (The Minix Book) - Andrew S. Tannenbaum, Albert S. Woodhull