Vorstudie zu wertbeeinflussenden Parametern hinsichtlich der Klimaeffizienz von Wohngebäuden

Der Immobiliensektor trägt maßgeblich zur Treibhausgasemission bei und muss daher in den kommenden Jahren wesentlich verändert werden, um die notwendigen Einsparungen zu erzielen. Im Rahmen dieses Beitrags werden erste Untersuchungen dargestellt, den Wohnimmobilienmarkt mittels verschiedener Geosensoren zu erfassen, um aus den visuell erfassbaren Eigenschaften sowie geometrischen Informationen von Gebäuden Aussagen zu energetischen Zuständen von Immobilien zu tätigen. Dazu ist im Zuge eines Kooperationsprojekts der TU Dresden, der TU Clausthal, dem Fraunhofer IOSB-INA sowie der Geoinformationsbehörde des Kreises Lippe und dem Gutachterausschuss für Grundstückswerte im Kreis Lippe und in der Stadt Detmold eine Messkampagne durchgeführt worden. Im Rahmen dieser Messkampagne wurde eine Begehung durch Immobilienexperten sowie eine terrestrische und drohnenbasierte Erfassung mit RGB-Bildern, Laserscanning und Wärmebildern eines Quartiers durchgeführt. Die erfassten Eigenschaften von Immobilien werden in diesem Beitrag qualitativ diskutiert, um das mögliche Potenzial für eine automatisierte Bewertung des energetischen Zustands abzuschätzen. Durch empirische Untersuchungen sollen darüber hinaus die Werteinflüsse von energetischen Sanierungen auf die Verkehrswerte der Immobilien quantifiziert werden. Diese Information kann genutzt werden, um in etwaigen Förderprogrammen die Differenz zwischen den zu tätigenden Investitionen und dem dadurch hervorgerufenen Wertzuwachs zu fördern. In der vorliegenden Untersuchung kann gezeigt werden, dass Einschätzungen von Immobilienexperten zur Qualität von Immobilien zu guten Ergebnissen führen. Die genutzten Sensoren sind geeignet, Qualitäten und Schwächen von Immobilien aufzudecken, jedoch müssen die zeitlichen Konfigurationen der Aufnahmen optimiert werden

SecurePLUGandWORK – Abschlussbericht

Industrie 4.0 umfasst unter anderem intelligente Anlagenkomponenten, Maschinen und Anlagen sowie IT-Systeme, die miteinander vernetzt und über die relevanten ‚Partner\u27 mit ihren Fähigkeiten informiert sind. Bei einem Neuaufbau oder Umbau von Anlagen, Maschinen und Komponenten können alle Partner auf die Veränderung entsprechend reagieren. Änderungen sind beispielsweise in der eingebetteten Software der Feldgeräte, im Programmcode der Steuerungen, aber auch in überlagerten IT-Systemen wie bspw. MES nötig

Reliable Synchronization Accuracy in IEEE 1588 Networks Using Device Qualification with Standard Test Patterns

This paper presents a device qualification approach for IEEE 1588 devices. Based on repetitive measurements within heterogeneous networks, standard stimulation data and device reaction values are defined for qualification of PTP bridges. According to these measurements, PTP bridges are classified into three classes basic, advanced, and high-performance. In order to execute the required device tests, a special IEEE 1588 Test Adapter is proposed, which operates as a hardware-in-the-loop tester. This Test Adapter, which is mapped onto a cost-efficient Altera Cyclone IV FPGA, is controlled by a standard PC and implements all time-critical PTP tasks in hardware. Within a case study, this Test Adapter is validated for analyzing and performance qualification of five exemplary PTP bridges. Overall, the proposed qualification approach in combination with the IEEE 1588 Test Adapter supports vendors and operators of PTP bridges to quantify the synchronization accuracy of a PTP bridge within a complex IEEE 1588 network without utilizing complex simulation models

An architectural approach for reconfigurable industrial I/O devices

This paper presents an architecture concept for reconfigurable industrial I/O devices. In order to avoid the use of special hardware modules as well as to offload the PLC from real-time preprocessing of sensor data, these tasks are shifted into the reconfigurable I/O device. Therefore, an FPGA based architecture template is proposed that supports loading of application-specific functions into the I/O device at runtime. The architecture template is partitioned into a static part and several reconfigurable slots. While the static part implements all fixed design elements, like the communication with the field bus and the in-system CPU, all application-specific functions are mapped onto the reconfigurable slots. In order to perform the reconfiguration of application-specific functions at runtime, the partial reconfiguration technology of modern FPGAs is used. The proposed concept is evaluated by mapping a case study with four reconfigurable slots onto a Xilinx Zynq-7000 SoC. The results show that new application-specific functions can be flexibly loaded into the I/O device. The total reconfiguration process of exemplary application-specific functions requires up to 3 ms and cause down-times below 0.5 ms. This especially enables new control applications that can even change the preprocessing within I/O devices during cyclic data communication

Ein FPGA-Ansatz zur Anwendung von PRP/HSR-Redundanzprotokollen mit IEEE 1588 Zeitsynchronisation in der Automatisierungstechnik

Dieser Beitrag präsentiert die Abbildung der stoßfreien Redundanzprotokolle PRP und HSR in Kombination mit IEEE 1588 basierter Zeitsynchronisation auf eine konfigurierbare CPU/FPGA-basierte RedBox-Architektur. Kernfunktionen der Protokolle PRP, HSR und IEEE 1588 werden dabei auf das FPGA abgebildet. Eine CPU setzt die Steuerungsaufgaben des Protokolls um. Ein optionaler Standard-Switch-ASIC stellt eine direkte Kommunikation zu mehreren Netzwerkgeräten her. Für Testzwecke wird eine spezielle eingebettete Plattform vorgeschlagen, welche aus einem FPGA und einem kommerziell verfügbarem Switch-ASIC besteht. Die Ergebnisse zeigen, dass ein kostengünstiges Altera Cyclone IV FPGA mit 74.000 Logikelementen die Anforderungen für eine Protokollverarbeitung bei 100 MBit/s pro Port erfüllt. Frames minimaler Größe werden vom FPGA zweimal schneller weitergeleitet als bei anderen Implementierungen. Drei verbundene PRP/HSR-RedBoxen und ein IEEE 1588 Clock-Master synchronisieren sich unter Laborbedingungen mit einer Genauigkeit von 30 ns. Somit kann die RedBox flexibel in zeitsynchronisierte industrielle Netzwerke integriert werden, um die Zuverlässigkeit der Kommunikation signifikant zu erhöhen

Erweiterung des "Secure Plug & Work" für Safety-kritische Systeme

Eine Plug & Work-Technologie ermöglicht ein modulares Produktionssystem, welches sich aus beliebigen Produktionsmodulen (Arbeitsschritten) zusammensetzt. Bei der Entwicklung solcher Technologien wird oftmals die funktionale Sicherheit (Safety) nicht betrachtet. Weiter muss vor Inbetriebnahme einer neuen Kombination von Produktionsmodulen die Entstehung von neuen Gefahren geprüft werden. Dies erfolgt heute händisch durch einen Safety-Experten mithilfe der Maschinendokumentation. Die notwendige Adaptivität und autonome Rekonfiguration von Produktionsmodulen, die für eine flexible Produktionsumgebung notwendig sind, werden durch die funktionale Sicherheit eingeschränkt. In diesem Beitrag wird ein Konzept vorgestellt, welches eine Plug & Work-Technologie um die funktionale Sicherheit erweitert. Dazu werden Safety-Eigenschaften des jeweiligen Produktionsmoduls in ein maschinenlesbares Modell überführt. Jedes Produktionsmodul wird durch Anforderungen und Garantien beschrieben. Eine übergeordnete Instanz liest die Safety-Eigenschaften der Produktionsmodule ein. Mithilfe des formalisierten Expertenwissens wird anhand der Eigenschaften die Entstehung von neuen Risiken geprüft. Die Anforderungen müssen durch Garantien anderer Produktionsmodule erfüllt werden. Durch die maschinell verarbeitbare Dokumentation von Safety-Eigenschaften wird erreicht, dass die händisch durchgeführte Risikobewertung von dem System unterstützt wird. Vorausgesetzt das Bewertungssystem ist entsprechend zertifiziert, ist es möglich die Risikobewertung komplett automatisiert durchzuführen. Im letzten Schritt ist eine Parametrierung der Safety-Verbindungen zwischen den Produktionsmodulen durch das System denkbar. Wiederkehrende Safety-Betrachtungen werden beschleunigt und vereinfacht, was eine Verkürzung der Rüstzeiten bedeutet. Die Erweiterung einer Plug & Work-Technologie für Safety-kritische Systeme ermöglicht den uneingeschränkten funktional sicheren Betrieb von modularen Produktionssystemen