Professur Prozesskommunikation
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Verfügbare Themen
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Themen für Studien-, Bachelor-, Master- und Diplomarbeiten
Semantische Beschreibungen von Daten aus Produktion und Produktionsplanung
Zielstellung:
über den gesamten Lebenszyklus von Produktionsanlagen entstehen sehr viele Informationen. Diese Informationen sind oft in speziell dafür entwickelten Systemen gespeichert und werden dort verwaltet. Bei der Integration dieser Daten, die aus unterschiedlichen Softwareumgebungen extrahiert werden müssen, besteht das Problem der Handhabbarkeit. Die Struktur dieser Daten ist oft durch Normungsgremien standardisiert bzw. klassifiziert. Solche Standards sind oftmals spezifisch für bestimmte Anwendungen bzw. Phasen im Lebenszyklus entwickelt worden.
Ziel dieser Arbeit soll es sein, diese Standards zu klassifizieren und ausgewählte Inhalte durch geeignete semantische Technologien zu beschreiben bzw. diese dorthin zu überführen. Hierdurch soll eine Integration dieser Daten, die auf technischer Ebene möglich ist, erleichtert werden. Hierfür sind beispielhafte Use-Cases aufzustellen und exemplarisch umzusetzen. Als Ausgangspunkt der Recherche sollen die VDI5600 sowie die ISA-95/IEC62264 dienen.
Aufgabe:
- Aufstellen von Use-Cases
- Analysieren geeigneter Standards und bestehender Spezifikationen
- Überführung in semantische Beschreibungen
- exemplarische Umsetzung eines Tools zur Demonstration der verbesserten Integrierbarkeit anhand eines ausgewählten Use-Cases
Die erstellten Lösungen sind umfassend zu testen und zu dokumentieren.
Dieses Thema eignet sich sowohl für Studien-, als auch für Diplom-, Bachelor- und Masterarbeit als auch mit reduziertem Fokus als Studienarbeit.
Ansprechpartner: Dipl.-Inf. Alexander Dennert
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Analyse und Implementierung von IDS (Intrusion Detection System) im industriellen Umfeld
Zielstellung:
In den vergangenen Jahren wurde auch im Bereich der industriellen Kommunikation Security zu einem immer größeren Thema. Im Rahmen der unternommenen Anstrengungen zur Standardisierung in diesem Bereich (ISA99 TR990001/2 u.A.) wurde dabei überwiegend auf Technologien aus der IT-Welt vertraut. Den besonderen Anforderungen in der Industrie (Echtzeit, Verfügbarkeit, lange Anlagen-Laufzeiten usw.) ist es jedoch geschuldet, dass an vielen Stellen die Konzepte aus der IT-Welt angepasst werden müssen.
Teil eines Sicherheitskonzeptes kann ein IDS (Intrusion Detection System) sein. Es übernimmt vordergründig überwachende Aufgaben, kann aber nach dem Erkennen eines nicht zulässigen Ereignisses auch aktiv die Datenströme beeinflussen. Für die IT-Welt existiert hier eine Vielzahl von Ansätzen und Lösungen, in der Industrie hingegen sind IDS bislang weitgehend unbeachtet.
Im Rahmen dieser Arbeit ist zunächst zu ermitteln, welche der frei am Mark verfügbaren NIDS (Network Intrusion Detection System) sich für einen Einsatz im industriellen Umfeld prinzipiell eignen.
Auf Basis eines ausgewählten Systems soll eine Erweiterung für das PROFINET I/O-Protokoll konzipiert und prototypisch umgesetzt werden. Als Umgebung ist Linux vorgesehen, die Implementierung soll in C erfolgen. Die Funktionstüchtigkeit des Prototyps ist systematisch zu testen, die gefundene Lösung ist ausführlich zu dokumentieren.
Abschliessend soll die Einsetzbarkeit der erzielten Lösung für konkrete Anwendungsfälle beurteilt werden.
Ansprechpartner: Dipl.-Inf. Robert Lehmann |
Erweiterung des generischen Softwaregerätes: Multi-Application-Relation-Support im PROFINET IO-Stack
Zielstellung:
PROFINET IO ist ein industrielles Kommunikationsprotokoll, welches auf Ethernet basiert. Es sorgt für die Übertragung von Prozesswerten zwischen speicherprogrammierbaren Steuerungen und angeschlossenen Feldgeräten. Am Lehrstuhl Prozesskommunikation existiert ein Softwarefeldgerät, welches einen einfachen PROFINET IO-Stack besitzt. Zur Verbesserung der Spezifikationskonformität soll dieser Stack um die Unterstützung von mehreren gleichzeitigen Applikationsbeziehungen erweitert werden.
Aufgabe:
- Analyse des bestehenden Softwarefeldgerätes
- Analyse der PROFINET IO-Spezifikation
- Anpassung des Geräte-Prozessabbildes (DatenContainer)
- Implementierung der Multi-AR-Unterstützung und Test mit SPSen
Die erstellten Lösungen sind umfassend zu testen und zu dokumentieren.
Voraussetzungen:Erfahrung mit C++, Vorlesung "Ethernet in der Automation"
Dieses Thema eignet sich sowohl für Studien-, als auch für Diplom-, Bachelor- und Masterarbeit.
Ansprechpartner: Dipl.-Inf. Stefan Mätzler, Dipl.-Ing. Stefan Theurich
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Entwurf und Entwicklung eines grafischen Werkzeugs zur Entwicklung von Überwachungsmodulen für prozesstechnische Apparate
Zielstellung:
Im Betrieb von prozesstechnischen Anlagen können intelligente Feldgeräte (z.B. Messgeräte, Ventilsteuerungen) mithilfe von Softwaremodulen in sogenannten Plant-Asset-Management (PAM)-Tools überwacht werden. Leistung, Wartungsbedarf oder andere für den Betrieb relevante Parameter können so bestimmt werden. Mit einer neuen, standardisierten Softwarelösung für die Geräteintegration (Field Device Integration) wird die bis dahin aufwendig zu konfigurierende Kommunikationsweg vereinheitlicht. Das damit verfügbare, offene Gerätemodell ermöglicht zudem einen Zugriff auf Mess- und Stellwerte der Geräte. Dies soll genutzt werden, um auch PAM-Module für Apparate einzusetzen, die keine dedizierte Kommunikationsanschaltung besitzen. Zur Erstellung dieser Module soll ein Softwaretool oder ein Eclipse-Plugin entworfen und umgesetzt werden.
Aufgabe:
- Analyse des Workflows
- Entwurf von Oberflächen
- Untersuchung von verwendbaren Komponenten (Grafikeditor, Formeleditor, ...)
- Implementierung und Test
- Export des Moduls
Die erstellten Lösungen sind umfassend zu testen und zu dokumentieren.
Voraussetzungen:Erfahrung mit Java oder C#, optional Eclipse-Plugins, Erfahrung mit der Zieldomäne (Verfahrenstechnik) ist nicht erforderlich
Dieses Thema eignet sich sowohl für Studien-, als auch für Diplom-, Bachelor- und Masterarbeit.
Ansprechpartner: Dipl.-Ing. Stefan Theurich
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