Projekte: Testfeld

Um die erstellten Steuerungssysteme zu überprüfen, muss eine geeignete Testumgebung existieren, die den Anforderungen verschiedener Testszenarien gerecht wird. Idealerweise stehen dazu physikalische Testbereiche mit entsprechenden Installationen zur Verfügung. Da solche Bereiche nicht in beliebiger Anzahl bereitgestellt und auch nicht ohne Aufwand an geänderte Testszenarien angepasst werden können, bieten wir für den Test von Steuerungssystemen eine Verbindung aus der realen Installation und einer Simulationsumgebung an.

Dazu wurde ein physikalisches Testfeld instrumentiert. Im Vordergrund stand der Ausbau der Installation als verteiltes, mikrokontroller- und feldbusbasiertes System (siehe Abbildung). Es wurden insgesamt vier Räume und zwei Flursegmente eines Universitätsgebäudes mit Sensoren und Aktuatoren ausgestattet. Die Installation nutzt den Feldbusstandard CAN und Mikrokontroller (uC) der 8051-Familie. Die Mikrokontroller übernehmen die Ansteuerung der Sensoren und Aktuatoren sowie einfache Steuerungs- und Regelungsaufgaben. Der Feldbus dient zur echtzeitfähigen Vernetzung der Mikrokontroller. Neben der Hardware für die Mikrokontroller wurden Anschaltungen für Temperatursensoren, Lichtsensoren, Schalteingänge und Schaltausgänge realisiert sowie die notwendige Firmware zur Kontrolle des Systems über CAN implementiert. Zur Realisierung einer Testfeldschnittstelle über das Universitätsnetz wurden leistungsfähige Embedded-PCs und Standard PCs per Ethernet angebunden. Auf diesen PCs können zusätzlich komplexere Steuerungssystemprototypen für Experimente ausgeführt werden.

• A. Metzger
  Ein flexibles Testfeld für Experimente im Bereich der Gebäudeautomation und -simulation
  SFB 501-Bericht No. 04/2001, University of Kaiserslautern, 2001
  ( abstract, PDF, 342 KB, gzipped postscript, 729 KB)