FORSCHUNGSPROJEKT MOSES-PRO

DIE WESENTLICHEN ZIELE IM ÜBERBLICK

 
 

           Modulare Sensorsysteme für
         Echtzeit-Prozesssteuerung und
           smarte Zustandsbewertung

  • Sensorbaukasten aus Hard- und Software-Modulen zur Überwachung und Steuerung von Antriebs- und Positionierungssystemen 
  • Smarte Zustandsüberwachung von physikalischen Signalen in Echtzeit
  • Frühzeitige Schadenserkennung um vorbeugende Instandhaltung einzuleiten
  • Langzeit-Analyse zur Bestimmung von Lebenszyklus und sinnvollen Wartungsintervallen
 

Im Rahmen der Zukunftsinitiative Industrie 4.0 wird seit 2015 das Forschungsprojekt MoSeS-Pro vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) gefördert.

 

PROJEKTBESCHREIBUNG

 

SoC - Processing Board  (System on Chip)

Durch eine hohe Signalverarbeitungskapazität soll eine erweiterte Zustands- und Prozessüberwachung (in Echtzeit) für die Industrie  ermöglicht werden. Neben einer verbesserten Sensorfunktionalität, ist die Erweiterung der Signalauswertung auf einer übergeordneten Steuerung vorgesehen. So sollen Fehlfunktionen, wie z.B. eintretender Verschleiß, frühzeitig in Form einer smarten Zustandsbewertung (Condition Monitoring) erkannt werden. Dadurch wird es möglich Präventivmaßnahmen zur Sicherung der Anlage automatisiert einzuleiten und eine vorbeugende Instandhaltung der betroffenen Maschinenkomponenten durchzuführen. Darüberhinaus sollen auf Basis von langfristig erfassten Daten und Methoden des Maschinellen Lernens zuverlässig Lebenszyklen ermittelt werden. Durch dieses Verfahren werden sinnvolle Wartungsintervalle für eingesetzte Systemkomponenten bestimmt. Technisch gesehen, wird dabei eine große Anzahl unterschiedlicher Prozess-Signale  (z.B. Weg, Winkel, Strom, Vibration, Beschleunigung, Körperschall, usw.) in Echtzeit ausgewertet und dynamisch einem beliebigem Zielsystem bereit gestellt. Besonders der erhöhte Anspruch an Auflösung, Vernetzung und sehr schneller Signalverarbeitung ist in diesem Kontext als große Herausforderung hervorzuheben.
Das ambitionierte Projekt MoSeS-Pro erfordert das Zusammenwirken von zahlreichen und unterschiedlichen Fachdisziplinen. So werden u.a. neuartige Sensoren, leistungsfähige Elektronik, effiziente Softwaremodule und ausgeklügelte Algorithmen zur Erreichung der Projektziele entwickelt. Das Projektkonsortium von MoSeS-Pro besteht aus einer Reihe von innovativen Unternehmen (ZeMA, FestoESR PollmeierBosch Rexroth und Sensitec) und Forschungsinstitutionen (Fraunhofer IMS und TU Kaiserlautern), die mit ihren verschiedenen Fachkompetenzen dazu beitragen, die zahlreichen interdisziplinären Aufgaben gemeinsam zu meistern. 

 

 

MoSeS-Pro Backplane Configuration 

CANWAY, als Spezialist für Signalverarbeitung und  die elektronische Anbindung von Sensoren, entwickelt im Zuge von MoSeS-Pro leistungsfähige Sensorinterfaces, die als zentrales Bindeglied innerhalb des Sensorbaukastens fungieren. Die Interfaces dienen dazu, verschiedenste Signalgrößen in Echtzeit zu erfassen, zu verarbeiten und anschließend einem beliebigen Zielsystem zur Verfügung zu stellen.
Die Interface-Module basieren auf moderner FPGA-Technologie (Field Programmable Gate Array) und ermöglichen eine einfache und bedarfsorientierte Erweiterung der Leistungsfähigkeit und Kompatibilität. Je nach Bedarf können Signale mit geringem Anspruch als auch Signale mit erhöhten Anforderungen (z.B. aufwendige Filterungen, hohe Datenraten oder komplexe Daten-Transformation) in einem System aufbereitet werden. Exemplarisch sei hier die Messung von Vibration und Beschleunigung  genannt. Auch die Anzahl und Art der  Schnittstellen wird modular erweiterbar sein. Ein Schwerpunkt liegt dabei in der Vielseitigkeit der zu verarbeitenden  Signale.  Gleichermaßen sollen analoge Signalgrößen, bereits digitalisierte Signale (z.B. CAN-Bus) sowie funk-basierte Signalübertragungen in einem System verarbeitet werden können. Neben klassischen Sensoren wird auch eine Anbindung von XMR-Sensorprinzipien (X-magneto-resisitiv), VIS/IR (Visible Infrared) und  energie-autarken Sensorsystemen (Energy-Harvesting) gegeben sein.

 

Download

Universal Sensor Interface for high Performance Signal Processing Based on FPGA Technology

Nürnberg, Sensors Conference 2017

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