Improvement of the analogue signal conditioning of a two-dimensional PSD laser measuring receiver

Betreuer:

• Prof. Dr.-Ing. Klaus Vogt, TFH / FB Elektro- und Informationstechnik
• Dipl.-Ing. (FH) Stefan Weinert, Status Pro GmbH

Im Rahmen der vorliegenden Arbeit sollte die analoge Signalaufbereitung eines zweidimensionalen PSD-Lasermessempfängers weiterentwickelt werden.

Zentraler Aspekt ist hierbei die Aufbereitung und Pegelanpassung der vier Fotoströme des PSDs. Hierbei werden diese in Spannungen gewandelt, welche der Laserposition entspre-chen und mittels 24bit AD-Wandler digitalisiert werden. Vor dem Hintergrund einer zukünftigen Kompensation des Umgebungslichtes, wird der Laser mit 16 kHz gepulst, was eine Sample & Hold Schaltung notwendig macht.

Da die analoge Signalaufbereitung im bestehenden Messempfänger Prinzip bedingt nicht kompatibel zur weiterentwickelten Schaltung ist, war ein neues Design der gesamten Schaltung notwendig. Hierfür wurde die Schaltung auf zwei getrennte Platinen für den analogen bzw. digitalen Schaltungsteil aufgetrennt und ermöglicht somit eine Reduktion des Übersprechens der digitalen Signale auf den analogen Pfad.

Abstract: 

This exams task was about improving an existing laser measuring receiver, regarding the analogue signal conditioning of its 2 dimensional PSD sensor.

Central aspect was the conditioning and level adjustment of the 4 photocurrents from the psd. These are transformed to voltages which are in accordance to the laser beam position and are digitized by a 24bit ADC. Against the background of a future compensation of the backgrounds brightness, the laser beam is pulsed with 16 kHz. This enforces the use of a sample & hold circuit.

For the analogue signal conditioning of the existing receiver is principally incompatible with the improved one, the complete circuit had to be redesigned. Therefore two separate boards have been build up – one for the analogue part and a second one for the digital part of the circuit. These means also assist in reducing cross talks of digital signals on analogue paths.

Survey and valuation of measuring systems to purpose the aging of medium voltage cables

Betreuer (supervisor):

• Prof. Dr.-Ing. Reinhard Schröder, TFH / FB Elektro- und Informationstechnik
• Dipl.-Ing. Wilfried Reuß, Hüttenwerke Krupp Mannesmann

Diese Bachelorarbeit befasst sich mit dem Thema der Diagnose von Mittelspannungskabeln. Es wurde zunächst das bestehende Kabelnetz der Hüttenwerke Krupp Mannesmann in Bezug auf die verwendeten Kabeltypen, -längen bzw. die Anzahl der Kabelstrecken analysiert sowie mögliche Ausfallgründe näher erläutert. Im weiteren Verlauf wurden verschiedene geeignete Messverfahren (IRC-, RVM-Analyse, tan δ- sowie die Teilentladungsmessung) zur Zustandsbewertung untersucht und bewertet.
Den Abschluss dieser Bachelorarbeit bildet ein Leitfaden, in dem Vorschläge zur Instandhaltung des Kabelnetzes gemacht werden.

Abstract: 

This bachelor thesis is about the diagnostic of medium voltage cables. At first the existing cable network at the Hüttenwerke Krupp Mannesmann is analyzed in terms of the used cable types, cable lengths and the number of cable routes. In addition possible failure reasons are explained in more detail. In the further course the various suitable methods of measurement (IRC, RVM analysis, tan δ, as well as the partial discharge measurement) were examined for condition assessment and evaluated.
The conclusion of this bachelor thesis is a guideline in which proposals for the maintenance of the cable network are made.

Design and realization of a CAN-network for sorting and processing of GPS- and measuring data by LabVIEW

• Prof. Dr.-Ing. Bernd vom Berg, TFH / FB Elektro- und Informationstechnik
• Prof. Dr.-Ing. Gerd-Jürgen Giefing, TFH / FB Elektro- und Informationstechnik

Ziel der Ausarbeitung war es, ein Netzwerk zu realisieren, in dem verschiedene Steuergeräte über den CAN-Bus miteinander kommunizieren können. Außerdem sollten Daten vom CAN-Bus über einen USB-CAN-Adapter an LabVIEW übergeben und weiter verarbeitet werden. Die LabVIEW-Applikation wurde u. a. so programmiert, dass CAN-Frames, welche z.B. Messdaten enthalten können, vom Programm dekodiert und ausgewertet werden. Die Daten wurden am Frontpanel von LabVIEW graphisch und tabellarisch dargestellt. So wurde z. B. eine Temperaturregelung für eine Festspannungsreglerschaltung mit LabVIEW und den an den CAN-Bus angeschlossenen CAN-Steuergeräten realisiert. Außerdem wurde von der LabVIEW-Applikation, ebenfalls über den CAN-Bus, ein Mikrokontroller gesteuert. Hierbei wurden von LabVIEW die Daten, eines an den Mikrocontroller angeschlossenen GPS-Empfängers verarbeitet. Am LabVIEW-Rechner wurden dann die GPS-Koordinaten, sowie die Uhrzeit und das Datum ausgegeben. Außerdem wurde mit Hilfe von ActiveX-Steuerelementen die LabVIEW-Applikation so programmiert, dass sie die GPS-Koordinaten automatisch an Google-Earth übergibt. Dadurch wurde am LabVIEW-PC eine automatische GPS-Positionierung in Google-Earth realisiert.

Abstract: 

The goal of the diploma thesis was to realize a network, where different control devices communicate over the CAN-Bus with each other. Furthermore data of the CAN-Bus should be transferred and processed over an USB-CAN-Adapter to LabVIEW. The LabVIEW-application has been programmed among other things like this, that CAN-Frames, which can for example include measuring data, are decoded and evaluated by the programme. The information was displayed at the front panel by LabVIEW graphically and tabularly. So for example a temperature control for a fixed voltage control circuit with LabVIEW and the CAN-control devices that are connected to the CAN-Bus was realized. Moreover from the LabVIEW-application, also over the CAN-Bus, a mikrocontroller was adjusted. Here the information of a mikrocontroller that was connected to the GPS-receiver was processed from LabVIEW. At the LabVIEW-processor then the GPS-coordinates, as well as the time and the date were displayed. The LabVIEW-application was programmed with the help of ActiveX-control elements like this, that it gives the GPS-coordinates automatically to Google-Earth. Thus an automatic GPS-positioning in Google-Earth was realized on the LabVIEW-PC.

Implementation of a spectrometer for the developing of a spectrally tune-able laser with grating light valve technology

• Prof. Dr. rer. nat. Hubert Welp, TFH / FB Elektro- und Informationstechnik
• Prof. Dr. Martin Hofmann, RUB / AG Optoelektronische Bauelemente und Werkstoffe

Die Arbeitsgruppe „Optoelektronische Bauelemente und Werkstoffe“ der Ruhr-Universität Bochum führt Forschungen im Bereich spektral durchstimmbarer Laser durch, die im Gebiet der biomedizinischen Bildgebung angesiedelt sind. Im Rahmen dieser Diplomarbeit war die Nutzbarkeit eines Grating Light Valves als Resonator eines Lasers zu prüfen. Zur Messung der durchgestimmten Wellenlänge musste ein mikrocontroller gestütztes Spektrometer mittels eines Linear Image Sensors entwickelt werden. Dieses wurde modular aufgebaut, um für unterschiedliche optische Aufbauten einsetzbar zu sein. Hierzu musste für beide Systeme eine Software entwickelt werden, welche eine schnelle, bedienerfreundliche Auswertung und Ansteuerung zuließ. Es konnten Erkenntnisse gesammelt werden, die bei der Entwicklung im Bereich der frequenzbasierten Optischen Kohärenztomografie genutzt werden sollen.

Abstract:
The research group for optoelectronic devices and material of the Ruhr-University Bochum researches into new spectrally tunable laser for biomedical applications. Within the scope of this thesis the use of a grating light valve as a resonator for a laser had to be verified. To measure the tuned wavelength a microcontroller supported spectrometer with a linear image sensor had also to be developed. This was built modular for usage in other optical systems. For both components software had to be implemented for easy and fast control. The results were used in the field of developing frequency domain optical coherence tomography.

The influence of underburdening measuring transformers on the energy measuring accuracy in the supply area of the RWE AG

• ­­Prof. Dr.-Ing. Reinhard Schröder, TFH / Wissenschaftsbereich Elektro- und Informationstechnik
• Dipl.-Ing. Peter Wilms, RWE Rhein-Ruhr Netzservice GmbH

In Zählanlagen der Mittel- und Hochspannung des Energieversorgungsunternehmens RWE AG wird die elektrische Energie über Spannungs- und Stromwandler gemessen und verrechnet. Ab etwa 1999 wurde in diesen Anlagen die bisherige Zählmethodik mit Induktionszählern und Tarifschaltgeräten durch eine modernere, vollelektronische Variante ersetzt. Diese weist im Vergleich eine verringerte Leistungsaufnahme auf, so dass auch die sekundäre Belastung (Bürde) der Messwandler gesenkt wurde. Aus dieser Gegebenheit entstand die Fragestellung, in wie weit eine Unterbürdung von Messwandlern Einfluss auf die Energiezählung nimmt. Hierzu wurden im Rahmen dieser Diplomarbeit die sich in der Praxis ergebenden Bürden bestimmt und daraufhin die Fehlerwerte von Spannungs- und Stromwandlern mit diesen Belastungen in Feldversuchen ermittelt. Ein Vergleich mit den für die Messwandler geltenden Eichfehlergrenzen zeigte, dass sich die Fehler in jedem betrachteten Belastungszustand, selbst in Extremfällen, innerhalb der gesetzlichen Toleranzen bewegen. Demnach besteht für das EVU aus der Sicht der Verrechnungstechnik kein akuter Handlungsbedarf, die Betriebsmittel durch Wandler mit verringerter Bemessungsleistung zu ersetzen. Im Hinblick auf die Errichtung von Neuanlagen stellt sich allerdings bei Spannungswandlern eine Anpassung an die verringerte Sekundärleistung, auch aus Kosten gründen, als empfehlenswert dar.

Abstract:

The electrical power is measured and consumed by voltage and current transformers in counting systems in medium and high voltage of the power supply company RWE AG. Since around 1999 the previous technique with inductive meters and rate-switch-devices has been replaced by a more modern and full-electronic version. This technique has a decreased energy consumption in comparison with the classical method, so that the secondary load (burden) of the transformers has also been lowered. The resulting question is to what extent the underburdening of measuring transformers influences the energy measurement. For this purpose the real loads in the supply area were determined in this diploma thesis. After that, the faults of the voltage and current transformers, resulting from these burdens, are collected in field experiments. The comparison with the valid error margins of the calibration regulations demonstrated, that the faults of the measuring transformers ranged within the legal tolerances in every, even in extreme, load cases. According to that, an urgent need of action in the point of the consumption technique for the supply company to replace the equipment by transformers with lower rated impedances, does not exist. However, with regard to the establishment of new plants, an adjustment to the decreased secondary power from voltage transformers is also by reasons of expenses recommendable.

A contribution for design of a portable SF6-analyzer to detect density, pres-sure, temperature and humidity in high voltage power-switches in a eco-friendly way

• ­­Prof. Dr.-Ing. Bernd vom Berg, TFH / Wissenschaftsbereich Elektro- und Informationstechnik
• Dipl.-Ing. Volker Seitz, RWE

Als Isolations- und Löschmedium setzt RWE seit den sechziger Jahren des letzen Jahrhunderts in elektri-schen Betriebsmitteln im Hoch- und Höchstspannungsbereich Schwefelhexafluorid (SF6) ein. Die Effizienz des Einsatzes ist dabei von der Reinheit des Gasgemisches in den Betriebsmitteln abhängig. Zur Überprüfung der Gasqualität wurde ein Prototyp für eine portable Messapparatur entwickelt. Die Gasquali-tät erfolgt mit Hilfe von Sensoren, deren Messwerte elektrisch verarbeitet werden können. Um gesundheitliche Schädigungen für das Messpersonal durch Nebenprodukte wie HF oder SO2 (ätzend / toxisch) auszuschließen und um die Richtlinien aus dem Kyotoprotokoll zu erfüllen, gelangt das aus dem Gerät entnomme Gas nicht in die Umwelt und wird durch eine geeigneten Vorrichtung aufgenommen. Diese Vorrich-tung ist unabhängig der Messapparatur sein, damit auch eine Verwendung in anderen Systemen möglich ist.

Abstract:
Since the sixties of the last century the RWE (Corporation) uses sulphur hexafluoride (SF6) for purposes of insulation and as extinguishing media in electrical equipment. The efficiency of the application depends on the pureness of the gas mixture. To examinate the quality of the gas mixture, a prototype for a portable measurement device was developed. The analysis of gas quality occurs through sensors whose measured datas could be processed electrically. To avoid an impairment of health for field service personnel caused by decomposion products such as HF or SO2 (corrosive / toxic) and to be in line with the Kyoto protocol the extracted gas should not be allowed to leak into the environment and is contained in an adequate device. This device is irrespective of the measurement device so it can also be used with other systems.

Conception and realisation of a laser based measuring System to validate the measuring exactness of radar sensors

• ­­Prof. Dr.-Ing. Bernd vom Berg, TFH / Wissenschaftsbereich Elektro- und Informationstechnik
• Dipl.-Ing. David Mainka, Hella KGaA Hueck & Co., Lippstadt

Die Firma Hella KGaA Hueck & Co (Lippstadt) ist einer der führenden Entwickler von Fahrerassistenzsystemen basierend auf der Radar-, Lidar- und Kameratechnologie und somit in der Pflicht, Wettbewerbstechnologien nach deren Einsatzmöglichkeiten zu untersuchen und gegebenenfalls weiter zu entwickeln. Zur praktischen Evaluierung und Erprobung solcher Systeme ist es notwendig, diese auf ihre Genauigkeit zu Überprüfen. Dazu wurden aus bestehenden Serienprojekten Sensoren verwendet, deren Messgenauigkeit bekannt und deren Messschnittstelle verfügbar ist.Im Rahmen dieser Diplomarbeit wurde für ein 24GHz Radarprojekt ein Referenzmesssystem konzeptioniert und realisiert, mit dessen Hilfe die Messgenauigkeit des Radarsensors untersucht werden kann. Das Referenzsystem kann mittels mehrerer LIDAR-Sensoren, sowie einem rotierenden Laserscanner, Fahrzeuge erkennen und deren Position und Relativgeschwindigkeit messen. Hierzu war es notwendig die Kommunikationsschnittstellen der einzelnen Sensoren zu fusionieren und die daraus resultierenden Daten über eine CAN-Schnittstelle auszugeben.

Abstract:

Hella KGaA & Co (Lippstadt) is one of the leading developers of driving assistance systems that are based on radar-, lidar- and camera technology. Therefore it is the company’s duty to test - and maybe develop - competition technologies and their possible ways of use. For a practical evaluation and a testing of such systems it is necessary to test their exactness. In order to do so sensors were taken from existing series projects whose exactness of measuring was known and whose measuring interface was available.With this dissertation submitted for a diploma a measuring system for a 24GHz radar project was developed and realised. With its help the measuring exactness of the radar sensor can be tested. The reference system is able to recognise vehicles by means of several LIDAR sensors and a rotating laser scanner. The system is also able to measure the vehicle’s position and its relative speed. It was necessary to amalgamate the communication interfaces of each single sensor and to issue the data via a CAN-interface.

Analysis and Application of the Offline Partial Discharge Measuring Method for to rate the Insulation System of High Voltage Rotating Machines

• ­­Prof. Dr.-Ing. Markus Gehnen, TFH / Wissenschaftsbereich Elektro- und Informationstechnik
• Dipl.-Ing. Dirk Knappertsbusch, Vogelsang Elektromotoren GmbH

Im Rahmen der vorliegenden Arbeit wurde die Anwendung der Teilentladungsmessung zur Diagnose rotierender Hochspannungsmaschinen untersucht. Bei der Teilentladungsmessung wird anhand bestimmter Messgrößen eine Bewertung der Zustandsänderung des Isolationssystems ermöglicht. Die Analyse wird mit so genannten φ - q - n Pattern durchgeführt. Bei der Messung müssen die Faktoren Aufbau der Wicklung, Art des Isolationssystems, Frequenzband des Messsystems, Aufbau und Eigenschaften der Messeinrichtung und vorhandener Grundstörpegel beachtet werden. Die Bewertung des Zustands einer Maschine erfolgt über eine vergleichende Messung mit Maschinen gleichen Typs oder über eine Trendbeobachtung. Das Potential der Teilentladungsdiagnostik liegt hauptsächlich in der Qualitätssicherung, in der zustandsbasierten Instandhaltung und der erhöhten Betriebssicherheit.

Abstract:
In the context of the present work the application of the partial discharge measurement for the diagnosis of high voltage rotating machines was examined.At the partial discharge measurement, on the basis certain measured variables, the rating of the change in state of the insulation system becomes possible. The analysis is accomplished with so called φ - q - n Pattern. Following factors have to be observed: the design of the winding, the character of the insulation system, the spectrum of the measuring system, the assembling and the properties of the measuring equipment, the interference level. The rating of the condition of a machine is been made by a comparative measurement with machines resemble type or over a trend observation. The potential of the partial discharge diagnostics is mainly in the quality assurance, with the condition-based maintenance and the increased working reliability.

Spacial detection of places of disturbance of a free field measuring area with help of a time interval measuring procedure with electromagnetic waves

• ­­Prof. Dr.-Ing. Klaus Vogt, TFH / Wissenschaftsbereich Elektro- und Informationstechnik
• Dipl.-Ing. Dietmar Pelz, Phoenix Testlab GmbH

Ziel der Arbeit war es ein Messverfahren zum räumlichen Orten von Störstellen im realen Freifeld zu entwickeln. Die Ortung erfolgt über ein Zeitbereichsmessverfahren unter Zuhilfenahme eines vektoriellen Netzwerkanalysators. Nach praktischen Versuchen mit der manuellen Ortung der Störungen im Freifeld wurde eine Software entwickelt, die eine automatische Aufnahme der einzelnen Messungen durchführt. Zu diesem Zweck ist die Programmiersprache LabView eingesetzt worden. Diese einzelnen Messungen werden zu einem Störstellendiagramm zusammengefügt. Die Darstellung des Raumes als Störstellendiagramm erleichtert dem Prüfer die Analyse der Störstellen des Freifeldes. Die Messdaten und Störstellendiagramme können als Datei im PC abgelegt werden.

Abstract:

The aim was to develop a measuring method for searching places of disturbance on an open area test site. The disturbances are detected in the time domain with a vector network analyser. After practical attempts with manual detection of disturbances on an open area test site, a software was developed, which leads an automatic method to the admission of individual measurements. For this purpose the programming language LabView was used. These individual measurements are joined together into a disturbance diagram. This diagram which represents the open area test site facilitates the analysis of the places of disturbance for the examiner. The measuring data stream and the diagrams of the places of disturbance can be saved as files.

Development and realization of a microcomputer-controlled measuring system with the purpose of measuring high voltage potential differences

Von: Jan-Wilhelm Schwarte
Betreuer:

• ­­Prof. Dr.-Ing. Günter Schulz, TFH / Wissenschaftsbereich Elektro- und Informationstechnik
• Dipl.-Ing. Michael Bendrat, TFH / Wissenschaftsbereich Elektro- und Informationstechnik

In dieser Diplomarbeit wurden ein Messsystem zur galvanisch getrennten Messung von Spannungen und eine Software zur Visualisierung der ermittelten Messergebnisse entwickelt. Mit diesem Messsystem ist es zum Beispiel möglich, auf Mittelspannungspotential (20 kVolt) je Phase drei Spannungen einer Leistungselektronik zu messen. Die Messungen können mit einer Auflösung von je 50 kSPS und einer Dauer von bis zu 300 ms durchgeführt werden. Des Weiteren können den drei entwickelten mikrorechnergesteuerten Messmodulen mit Hilfe der in C++ programmierten Windowssoftware MessSoft über Lichtwellenleiter die Messparameter übermittelt werden. Nach erfolgreichen Messmodulsetup kann die Messung über den gemeinsamen externen Triggereingang synchron gestartet werden. Die ermittelten Messwerte werden nach Abschluss der Messung über Lichtwellenleiter an einen Datenmultiplexer übermittelt, der sie sogleich über eine USB-Verbindung an den Auswerte-PC überträgt. Auf dem Auswerte-PC besteht die Möglichkeit, unter Zuhilfenahme von MessSoft die Messdaten zu visualisieren, zu speichern oder in ein für andere Programme lesbares CSV-Dateiformat zu exportieren.

Abstract:

In this diploma thesis a data acquisition system for galvanically decoupled voltage measuring was developed. Additionally, a Windows compatible software was developed in order to visualize the measured data on a PC-screen. For example, with this measuring system it is possible to measure voltages on each phase of three-phase medium-high voltage power electronics (20 kvolts). Furthermore, it is possible to take measures with up to 50000 samples per second and a measuring duration of 300 ms. What is more, the microcomputer controlled measurement modules are set up via optical fibers by the C++ programmed Windows software MessSoft. If the module setup was successful the measurement can be triggered synchronously via the external collective trigger input on the data multiplexer. After the measurement the gathered data will be transferred via fiber-optics and an USB connection to the analyzing PC-Software. Using MessSoft it is possible to display, store or export the data. The export function will export the measured data in a CSV-data-format.

Development of an intelligent audio-signal-multiplexer-unit to be used in automated measurement systems to test product prototypes

Diplomarbeit

Beendet: 2005-02-18

Von: Marcel Kirch und Tim Körner

Betreuer:

• Prof. Dr.-Ing. Markus Gehnen, TFH / Wissenschaftsbereich Elektro- und Informationstechnik
• Dipl.-Ing. Martin Papproth, Nokia GmbH

Im Rahmen dieser Arbeit sollte die Entwicklung und der Aufbau eines Multiplexers für Audiosignale erfolgen, mit dem Produktprototypen aus dem Mobilfunkbereich getestet werden können. Der entwickelte Multiplexer kann bis zu 64 Prototypen mit jeweils 4 Ein- und Ausgängen, die in Stereo ausgeführt sind, versorgen. Alle Eingänge können mit verschiedenen Widerständen belastet werden. Die Lasten für 3 Kanäle können mit DIP-Schaltern, die in die Frontblenden integriert sind, ausgewählt werden. Der Kanal 4 kann mit Lastwiderständen belastet werden, die außen am Gehäuse angebracht werden. Dieser Kanal kann mit bis zu 2 Ampere betrieben werden. Die Impedanz des Ausgangs kann per Software auf 4 verschiedenen Werte für jeden Kanal eingestellt werden. Es ist möglich unsymmetrische oder symmetrische Signale zu verwenden. Diese Signale kann der Multiplexer in beide Richtungen wandeln. Um den Multiplexer zu steuern, ist ein Standard Terminal Emulator mit einer seriellen Verbindung ausreichend. Ein Treiber, um die Steuerung mit Agilent VEE zu realisieren, wurde ebenfalls programmiert.

Abstract:
Object of this thesis was to develop and carry out an intelligent audio multiplexer to test couple of mobile phone prototypes. The developed multiplexer can provide up to 64 prototypes with 4 stereo inputs and outputs. Each input can be loaded with different impedances. The loads for 3 channels can be set by DIP-switches included in the front. Channel 4 can be loaded with external attachable resistors. The impedance of the output can be set by software to 4 different values. The multiplexer is capable of handling unsymmetrical signals as well as symmetrical ones. These signals can be converted into each other for incoming and outgoing signals. To control all functions it is possible to use a standard terminal emulator with RS232 support. A control library for Agilent VEE is also included.

Conception and realization of a solar- powered gauging station for measuring environmental data with error- protected telemetric transmission to a analysis- PC

Diplomarbeit

Beendet: 2003-12-15

Von: Dirk Langwald
Betreuer:

• Prof. Dr.-Ing. Bernd vom Berg, TFH / Wissenschaftsbereich  Elektro- und Informationstechnik
• Prof. Dr.-Ing. Klaus Vogt, TFH / Wissenschaftsbereich Elektro- und Informationstechnik

Die Aufgabe dieser Diplomarbeit bestand in der Entwicklung und Realisierung einer solarbetriebenen Messstation zur Erfassung von Umweltmessdaten mit fehlergesicherter telemetrischer Datenübertragung an ein einen Auswerte- PC. Die zu erfassenden Messdaten sind der Luftdruck, die Luftfeuchte sowie die Lufttemperatur. Zusätzlich werden zwei für die Station wichtige Stromstärken aufgezeichnet. Diese Messwerte werden zyklisch erfasst, mit einem eindeutigen Zeitstempel versehen und CRC16 fehlergesichert im Speicher des Mikrocontrollers der Wetterstation abgelegt, und auf dem angeschlossenen LC- Display ausgegeben. Auf Anfrage der in Visual Basic programmierten Auswerte- Software sendet die Messstation alle verfügbaren Daten an den Auswerte- PC. Dieser stellt die Messdaten nach erfolgreicher CRC- Prüfung chronologisch in einer Tabelle dar. Auf Wunsch sichert die Software die Messdatentabelle auf einem Datenträger, oder exportiert sie als Microsoft Excel Tabelle. Des Weiteren ist es möglich über die Auswerte- Software zwei an der Wetterstation angeschlossene Relais zu schalten, Textnachrichten auf dem Display auszugeben, und die Systemzeit der Station mit der Windows Systemzeit zu synchronisieren.

Abstract:
The objective of this thesis was to develop and carry out a solar gauging station for environmental data with telemetric communication to an analysis PC. The recorded data are the barometric pressure, humidity and air temperature. In addition to, two important currents are monitored. The measured data are cyclically collected, time stamped and CRC16 error protected in the Microcontroller system memory stored and printed on a LC- Display. By request of the, in Visual Basic developed, analysis software, the gauging station sends all available data to the analysis PC. After successful CRC- check the analysis software tabulates the measurement date in chronological order. On demand, data are stored to a storage device or exported to an excel worksheet. Furthermore it is possible to set two relays connected to the station, print text messages on the display or to synchronize the stations system time by the analysis software.

Development of an intrinsically safe universal busable measurement station for coal mines

Diplomarbeit

Beendet: 2003-11-26

Von: Udo Spiwoks
Betreuer:

• Prof. Dr.-Ing. vom Berg, TFH / Wissenschaftsbereich Elektro- und Informationstechnik
• Dipl.-Ing. W. Klockmann, DMT

Im Rahmen der vorliegenden Diplomarbeit ist das Fernüberwachungssystem GSV (Gebirgsschlag-Verhütung) der DMT weiterentwickelt worden. Das neue Fernüberwachungssystem ist eine adressierbare intelligente Datenerfassungsstation, mit der Möglichkeit der Vorverarbeitung und Datenreduktion unter Berücksichtigung der Zulassungsbedingungen für eigensichere Betriebsmittel im Bergbau. Hierzu ist ein 4 lagiges Motherboard entwickelt worden, das als Zentraleinheit das m-Controller-Kernsystem ISAC-Cube mit einem ADUC812 m-Controller besitzt. Des weiteren besitzt das System einen erweiterten Datenspeicher, der über die SPI-Schnittstelle des ADUC 812 angesprochen wird, sowie eine eigensichere Kommunikation, realisiert durch eine Optokopplerschaltung, und sieben Messverstärkerschaltungen zum Erfassen der Messwerte. Die speziellen Schaltungen wurden erprobt und die dazu gehörigen Treiber für den m-Controller in der Programmiersprache C entwickelt. Nach der Fertigstellung wurden Testmessungen mit dem Fernüberwachungssystem erfolgreich durchgeführt.

Abstract:
Aim of this thesis was to develop a measurement system GSV (Gebirgsschlagverhütung) for the DMT in Essen. The new measurement system consists of an addressable measurement station with the possibility of intelligently reducing the measurement data. The whole system can get the certification as an intrinsically safe module for coal mines. A 4-layer motherboard was developed for a m-controller system with the ADUC812 m-controller. On the board a large data memory is installed with a SPI-interface of the ADUC812. Also an intrinsically safe communication system and seven amplifiers for the measurement channels are on the board. The special electric circuits were tested in this thesis. A program code for the m-controller is programmed in C. After the layout has been finished the whole system GSV was successfully tested.