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Untersuchung der Beeinflussung von Regelschleifen durch andere Datenströme bei gemeinsam genutzten Netzwerkressourcen

Untersuchung der Beeinflussung von Regelschleifen durch andere Datenströme bei gemeinsam genutzten Netzwerkressourcen
Forschungsthema:Industrie 4.0
Typ:Bachelorarbeit
Datum:25. Juli 2018
Betreuer:

Markus Jung

HINTERGRUND

Mit dem Wandel hin zu Industrie 4.0 gehen veränderte Anforderungen an industrielle Kommunikationsnetze einher. Für die Vision einer Smart Factory ist eine vielseitig flexibel einsetzbare Kommunikationsinfrastruktur erforderlich, welche an sich verändernde Anforderungen adaptierbar ist. Ein solches Kommunikationsnetz könnte zugleich für Regelungsaufgaben als auch für Konfigurations- und Diagnosezwecke und die Übertragung von Videostreams genutzt werden. Hierbei sind insbesondere zeitkritische Anwendungen wie Regelungssysteme zu berücksichtigen.

Für Regelungsaufgabe werden in der Regel spezialisierte Echtzeit-Protokolle eingesetzt. Diese bieten harte Echtzeitgarantien, sind zugleich in ihrer Flexibilität aber eingeschränkt. Im Rahmen des Projektes CoCPN soll diese Einschränkung überwunden werden. Regelungen und Netze sollen so gestaltet werden, dass keine zeitdeterministische Kommunikation erforderlich ist.

Gleichwohl stellt ein gemeinsam genutztes Netz eine geteilte Ressource dar, was Wechselwirkungen zwischen verschiedenen Datenströmen ermöglicht. Diese Kopplungseffekte können insbesondere zeitkritische Anwendungen wie Regelungssysteme ungewollt beeinflussen, und sind daher zu vermeiden.


AUFGABENSTELLUNG

Im Rahmen dieser Arbeit soll die Auswirkung von verschiedenen Klassen von Datenströmen auf Regelschleifen in einem geteilten Netzwerk untersucht werden. Hierzu sind geeignete Metriken zu entwickeln, anhand derer die Auswirkung auf eine Regelschleifen nachgewiesen und quantifiziert werden können. Weiterhin sind für verschiedene Datenströme charakteristische Merkmale zu identifizieren und in der Simulationsumgebung CoCPN-Sim zu modellieren. Zur Untersuchung des Sachverhalts geeignete Szenarien sollen entworfen und in CoCPN-Sim umgesetzt werden. Die in diesen Szenarien auftretenden Auswirkungen auf das Verhalten der Regelung sollen dann untersucht und analysiert werden.


ARBEITSUMGEBUNG

Pool-PCs, leistungsstarke Simulationsrechner und eine Kaffeemaschine stehen zur Verfügung


VORAUSSETZUNGEN

- Programmierkenntnisse (C++) sollten vorhanden sein
- Linux-Kenntnisse sind wünschenswert