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3-Tank Modell

Regelung eines 3-Tank-Labormodells mit einem Linux-Echtzeitsystem auf einem PC/104-Modul

Im Rahmen dieses Projektes wird ein kompaktes Linux basierendes Automatisierungssystem zur Pegelstandsregelung eines bestehendenmodell_pc104_visu.jpg
3-Tank-Labormodells entwickelt. Die Simulation und Regelung werden dabei ausschließlich mit Open-Source Paketen durchgeführt.
Die Ausführung des Systems kann der Abbildung entnommen werden. Es handelt sich um übereinanderliegende Tanks, die mit Pumpen
aus einem darunterliegenden Sammelbehälter versorgt werden. Die Tanks sind so miteinander verbunden, dass der Abfluss von Tank 1 in
Tank 2, jener von Tank 2 in Tank 3 und jener von Tank 3 in den Sammelbehälter führt. Die Pegelstände der Tanks werden mit Drucksensoren
gemessen. Die Pumpen werden über ein Automatisierungssystem angesteuert und geregelt. Als Automatisierungssystem wird ein PC/104 System
mit einem durch RTAI (Real Time Application Interface) erweiterten Linux-Betriebssystem entwickelt. Durch diese Erweiterung können die für
Echtzeitanwendungen strengen Zeitbeschränkungen bezüglich Lese- und Schreibprozesse eingehalten werden.


Die Arbeit beschäftigt sich mit dem Aufbau des Labormodells, vorgenommenen Verbesserungen an diesem und dem Aufbau des
PC/104Systems. Weiters ist die vollständige Installation des echtzeitfähigen Betriebssystems, des Open-Source Simulationspaketes
Scilab/Scicos und desVisualisierungspaketes qRtailab am PC/104 System in der Dokumentation zu finden. Die mathematische Modellbildung
und die Bestimmung der benötigten Parameter ist ein Teil dieser Arbeit. Darauf aufbauend wird eine Mehrgrößenregelung, welche eine Vorgabe
für alle drei Pegelstände gleichzeitig zulässt, entworfen. EinVergleich von der Simulation der Regelung am mathematischen Modell und der
Regelung am realem 3-Tank-Labormodell befindet sich daran anschließend in der Dokumentation. Zum Schluss wird auf die softwareseitige
Umsetzung des Projektes eingegangen und auf Probleme aufmerksam gemacht, die bei der Umstellung vom Programm Matlab/Simulink auf
das Open-Source Projekt  Scilab/Scicos entstanden sind. Die Arbeit wird mit einer Anleitung zur Inbetriebnahme des 3-Tank-Labormodells
abgeschlossen.

 

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