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30.08.2017 | Digitaltechnik + Bildverabeitung | Im Fokus | Onlineartikel

Smarte Sensoren sollen künftig Industrieprozesse steuern

Autor:
Dieter Beste

Hochparallele Rechnerarchitekturen sind heute in der Lage, riesige Datenmengen in hoher Geschwindigkeit zu verarbeiten. Damit können bildgebende Verfahren zunehmend die Rolle von Sensoren zur Steuerung von Maschinen und Industrieanlagen übernehmen.

Für viele industrielle Prozesse sind tomographische Messverfahren gefragt, um berührungsfrei Einblicke zu bekommen. Einen Überblick über Sensoren zur Bildgewinnung oder Bildaufnahmeverfahren geben etwa die Springer-Autoren Jürgen Beyerer, Fernando Puente León und Christian Frese in „Automatische Sichtprüfung“ ab Seite 255. Allerdings: Wie geht man mit aggressiven Prozessbedingungen oder hohen Datenraten um? Wie kann man Parameter für die Steuerung und Regelung intelligent aus Bilddaten extrahieren? Wie sehen neue Formen der Mensch-Maschine-Kommunikation aus?

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Automatisierte Messsysteme

Sensoren und mit ihnen aufgebaute Messketten werden in der modernen Messtechnik mit einer rechnerbasierten Steuerung versehen. Dazu wird entweder das Messsystem mit einem internen Steuerrechner (embedded system) ergänzt oder mit einem geeignet …


Entsprechend breit sind die Forschungsthemen für fünfzehn Nachwuchswissenschaftler angelegt, die ab 1. September in dem neuen europäischen Trainings-Netzwerk „Smart Tomographic Sensors for Advanced Industrial Process Control“ (Tomocon) arbeiten. An dem Verbundprojekt, das vom Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf (HZDR) koordiniert wird, sind neben Forschungseinrichtungen aus neun Ländern auch 15 Industrieunternehmen beteiligt. Um neue bildgebende Sensoren zu entwickeln und in die Steuerung und Regelung verfahrenstechnischer Prozesse einzubinden, führen die Beteiligten Expertise aus so unterschiedlichen Gebieten wie Mess- und Sensortechnik, Prozesstomographie, Prozesssteuerung und -regelung, Prozessmodellierung, Mensch-Maschine-Interaktion und massiv-parallele Datenverarbeitung in Tomocon zusammen.

Tomographie zur Optimierung von Prozessen

Bildgebende Messverfahren haben – insbesondere mit der Entwicklung ultraschneller paralleler Datenverarbeitung – ein enormes Potenzial als Sensoren zur Echtzeit-Steuerung von Prozessen und Anlagen, wie Arbeiten zum autonomen Fahren zeigen. Im Projekt Tomocon wollen die Forscher nun den Fokus auf vier industrielle Anwendungen lenken: Bei der sogenannten Inline-Phasentrennung werden Flüssigkeiten verschiedener Dichte durch Zentrifugieren direkt im Inneren von Strömungskanälen getrennt. Die Steuerung mit tomographischen Sensoren soll die Trenngüte signifikant verbessern und die Bildung von Emulsionen vermindern. Beim zweiten Thema geht es um den kontinuierlichen Stahlguss, für den das HZDR eine eigene Magnetfeld-Tomographie entwickelt hat, um das Befüllen der Gussform mit flüssigem Stahl zu steuern. Drittens soll eine tomographische Feuchtemessung die Prozesstrocknung mit Mikrowellen energetisch optimieren. Und schließlich kommen in der Kristallisation Ultraschall-Techniken zur Anwendung, die das Wachstum der Kristalle steuern und gleichzeitig deren Verteilung im Reaktor messen sollen.

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Die Hintergründe zu diesem Inhalt

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Sensoren zur Bildgewinnung

Quelle:
Automatische Sichtprüfung

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Bildaufnahmeverfahren

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Automatisierte Messsysteme

Quelle:
Messtechnik

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