Kommunikation und Bildverarbeitung in der Automation: Ausgewählte Beiträge der Jahreskolloquien KommA und BVAu 2016 zum 10jährigen Jubiläum des inIT - Institut für industrielle Informationstechnik PDF
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Technologien für die intelligente Automation Technologies for Intelligent Automation Jürgen Jasperneite Volker Lohweg Hrsg. Kommunikation und Bildverarbeitung in der Automation Ausgewählte Beiträge der Jahreskolloquien KommA und BVAu 2016 zum 10jährigen Jubiläum des inIT – Institut für industrielle Informationstechnik Technologien für die intelligente Automation Technologies for Intelligent Automation Band 7 Weitere Bände in der Reihe http://www.springer.com/series/13886 Ziel der Buchreihe ist die Publikation neuer Ansätze in der Automation auf wissenschaft- lichem Niveau, Themen, die heute und in Zukunft entscheidend sind, für die deutsche und internationale Industrie und Forschung. Initiativen wie Industrie 4.0, Industrial Internet oder Cyber-physical Systems machen dies deutlich. Die Anwendbarkeit und der indust- rielle Nutzen als durchgehendes Leitmotiv der Veröffentlichungen stehen dabei im Vorder- grund. Durch diese Verankerung in der Praxis wird sowohl die Verständlichkeit als auch die Relevanz der Beiträge für die Industrie und für die angewandte Forschung gesichert. Diese Buchreihe möchte Lesern eine Orientierung für die neuen Technologien und deren Anwendungen geben und so zur erfolgreichen Umsetzung der Initiativen b eitragen. Reihe herausgegeben von inIT – Institut für industrielle Informationstechnik Lemgo, Germany Jürgen Jasperneite · Volker Lohweg (Hrsg.) Kommunikation und Bildverarbeitung in der Automation Ausgewählte Beiträge der Jahreskolloquien KommA und BVAu 2016 zum 10jährigen Jubiläum des inIT – Institut für industrielle Informationstechnik Herausgeber Jürgen Jasperneite Volker Lohweg Lemgo, Deutschland Lemgo, Deutschland ISSN 2522-8579 ISSN 2522-8587 (electronic) Technologien für die intelligente Automation ISBN 978-3-662-55231-5 ISBN 978-3-662-55232-2 (eBook) https://doi.org/10.1007/978-3-662-55232-2 Die Deutsche Nationalbibliothek verzeichnet diese Publikation in der Deutschen Nationalbibliografie; detail- lierte bibliografische Daten sind im Internet über http://dnb.d-nb.de abrufbar. Springer Vieweg © Springer-Verlag GmbH Deutschland 2018 Das Werk einschließlich aller seiner Teile ist urheberrechtlich geschützt. Jede Verwertung, die nicht ausdrücklich vom Urheberrechtsgesetz zugelassen ist, bedarf der vorherigen Zustimmung des Verlags. Das gilt insbesondere für Vervielfältigungen, Bearbeitungen, Übersetzungen, Mikroverfilmungen und die Einspeicherung und Verarbeitung in elektronischen Systemen. Die Wiedergabe von Gebrauchsnamen, Handelsnamen, Warenbezeichnungen usw. in diesem Werk berechtigt auch ohne besondere Kennzeichnung nicht zu der Annahme, dass solche Namen im Sinne der Warenzeichen- und Markenschutz-Gesetzgebung als frei zu betrachten wären und daher von jedermann benutzt werden dürften. Der Verlag, die Autoren und die Herausgeber gehen davon aus, dass die Angaben und Informationen in diesem Werk zum Zeitpunkt der Veröffentlichung vollständig und korrekt sind. Weder der Verlag noch die Autoren oder die Herausgeber übernehmen, ausdrücklich oder implizit, Gewähr für den Inhalt des Werkes, etwaige Fehler oder Äußerungen. Der Verlag bleibt im Hinblick auf geografische Zuordnungen und Gebietsbezeichnungen in veröffentlichten Karten und Institutionsadressen neutral. Gedruckt auf säurefreiem und chlorfrei gebleichtem Papier Springer Vieweg ist Teil von Springer Nature Die eingetragene Gesellschaft ist Springer-Verlag GmbH Deutschland Die Anschrift der Gesellschaft ist: Heidelberger Platz 3, 14197 Berlin, Germany Preface The present joint conference proceedings “Kommunikation in der Automation” (KommA, Communication in Automation) and “Bildverarbeitung in der Automa- tion”(BVAu,ImageProcessinginAutomation),ananniversarypublicationonthe occasion of the 10-year anniversary of the Institute Industrial IT (inIT), are based onthecontributionsofthetwoscientificannualcolloquiaKommA2016andBVAu 2016. In a second reviewing process 22 contributions have been selected which are now published in these conference proceedings. A total of 42 contributions were submitted. Thepublicationisthematicallyarrangedinthecontextofindustrialautomation applications. TheindustrialcommunicationhasitsrootsinGermanyandhasbeentheback- bone of each decentralised automation system for more than 20 years. In future, the smart networking will play an even more important role under the label of Industry 4.0. However, the application of information technologies is highly chal- lenging because these often have been designed for other purposes than industrial use. With respect to networking, being typical for Industry 4.0, reliable and safe communication systems become increasingly significant. TheKommAdealswithallaspectsbelongingtothedesign,development,com- missioning, and diagnostics of reliable communication systems, as well as their integration into distributed automation architectures. In this context, the applica- tion of internet technologies and the system management of large, heterogeneous systems play an essential role. Industrial image processing and pattern recognition aims for processing image informationfromautomationsystemsundertheaspectsofprocessreal-time,stabil- ity, and limitation of resources. In view of an industrial systems holistic approach, image data as well as expert knowledge are consulted as information sources. In- dustrialimageprocessingwillfurtherbeestablishedasakeyenablertechnologyin producingcompanies in the context of their quality assurance viaoptical measure- ments strategies, machine conditioning and product analysis, as well as Human- Computer Interaction. The BVAu 2016 sets a thematic focus on industrial image processing systems with multi-spectral analysis and diagnosis, technical aspects of image processing, methodsofimageprocessingandpatternrecognitionforreal-timesystemsaswellas theirareasofapplication.Today,interdisciplinaryapproachesbasedontechnology, biology, and perceptual psychology are offering new, forward-looking solutions. It is evident that distributed image processing is significantly gaining importance. Multi- and hyperspectral imaging is showing first results and will begin to enter the field of food and medical technology. We hope that you enjoy reading this anniversary publication. Lemgo, in October 2017 Ju¨rgen Jasperneite Volker Lohweg Organisation Communication in Automation - KommA 2016 TheannualcolloquiumCommunicationinAutomationisapanelforscienceandin- dustrycoveringtechnicalaswellasscientificquestionsregardingindustrialcommu- nication. The colloquium is jointly organized by the Institute Industrial IT (inIT) of the OWL University of Applied Sciences in Lemgo, Germany and the Institut fu¨r Automation und Kommunikation (ifak) e.V. in Magdeburg, Germany. Conference Chair Prof. Dr. Ju¨rgen Jasperneite Institute industrial IT Prof. Dr. Ulrich Jumar Institut fu¨r Automation und Kommunikation e.V. Program Committee Prof. Dr. Helmut Beikirch University of Rostock Holger Bu¨ttner Beckhoff Automation GmbH Prof. Dr. Christian Diedrich Institut fu¨r Automation und Kommunikation e.V. Mario Bader Festo AG & Co. KG Prof. Dr. Stefan Heiss Institute industrial IT Thomas Holm WAGO Kontakttechnik GmbH & Co. KG Michael H¨oing Weidmu¨ller Interface GmbH & Co. KG Achim Laubenstein ABB Automation GmbH Gunnar Leßmann Phoenix Contact Electronics GmbH Dr. Jo¨rn Oprzynski Siemens AG Dr. Thilo Sauter Danube University Krems Prof. Dr. Ren´e Simon Harz University of Applied Sciences Prof. Dr. J¨org Wollert FH Aachen, University of Applied Sciences Prof. Dr. Martin Wollschl¨ager Technische Universia¨t Dresden VIII Organisation Image Processing in Automation - BVAu 2016 The annual colloquium Image Processing in Automation is a panel for science and industrycoveringtechnicalaswellasscientificquestionsregardingindustrialimage processing and pattern recognition. The colloquium is organized by the Institute IndustrialIT(inIT)oftheOWLUniversityofAppliedSciencesinLemgo,Germany. Conference Chair Prof. Dr. Volker Lohweg Institute industrial IT Program Committee Dr. Ulrich Bu¨ker Delphi Deutschland GmbH Dr. Helene D¨orksen Institute industrial IT Dr. Olaf Enge-Rosenblatt Fraunhofer EAS, Dresden Prof. Dr. Ulrich Heinkel Technische Universita¨t Chemnitz Prof. Dr. Michael Hu¨bner Ruhr-Universit¨at Bochum Dr. Uwe M¨onks coverno GmbH Prof. Dr. Oliver Niggemann Institute industrial IT Dr. Steffen Priesterjahn Diebold Nixdorf, Paderborn Prof. Dr. Ralf Salomon University of Rostock Prof. Dr. Karl Schaschek Hochschule der Medien, Stuttgart Table of Contents Communication in Automation Auswirkungen der Netzwerkplanung auf die Qualit¨at von Industriellen Anlagen ........................................................... 3 Sven Kerschbaum, Stephan H¨ome, Thomas Talanis U¨bertragbarkeit des Plug&Play-Prinzips aus der Informationstechnik auf die Automatisierungstechnik.......................................... 17 Lars Du¨rkop, Ju¨rgen Jasperneite State of the Art and Future Applications of Industrial Wireless Sensor Networks .......................................................... 28 Marco Ehrlich, Lukasz Wisniewski, Ju¨rgen Jasperneite Performance Evaluierung von PROFINET RT Ger¨aten in einem TSN-basierten Backplane ............................................ 40 Kai Kellermeier, Carsten Pieper, Holger Flatt, Lukasz Wisniewski, Alexander Biendarra A Comparison of Current Web Protocols for Usage in Cloud based Automation Systems ................................................ 54 Dhavalkumar Shekhada, Michael Stiller, Aniket Salvi Security by Delegation fu¨r Industrie 4.0................................ 73 Markus Jung Validierung Kognitiver Mediumszugangsalgorithmen fu¨r Industrielle Funkanwendungen .................................................. 85 Markus Kra¨tzig, Lutz Rauchhaupt, Darina Schulze Geb¨audemanagement durch Wissensbasierte Systeme.................... 97 Andreas Fernbach, Wolfgang Kastner Analyse einer Software-basierten L¨osung zur Verbesserung der Zuverla¨ssigkeit von Drahtlosen Vernetzten Steuerungssystemen ........... 107 Santiago Soler Perez Olaya, Stefan M¨atzler, Martin Wollschlaeger, Paolo Varutti, Thorsten Szczepanski Abbildung von TDMA-basierten Industrial Ethernet Protokollen auf TSN am Beispiel von Sercos III............................................ 122 Seifeddine Nsaibi, Ludwig Leurs Modelltransformation als Softwareadapter fu¨r OPC Unified Architecture ... 136 Julian Grothoff, Florian Palm, Ulrich Epple X Table ofContents ModellbasierterEntwurfsassistent zurAuslegungSpezifischerArchitektur- und Konfigurationseigenschaften von Kommunikationsnetzen mit Echtzeitanforderungen............................................... 149 Gunnar Leßmann, Daniel Schneider, Holger Flatt, Sebastian Schriegel, Ju¨rgen Jasperneite Discrete-Event Simulation of Wireless Coexistence for Industrial Applications: Requirements and Solutions.............................. 163 Dimitri Block, Uwe Meier Industrie 4.0 – warten bis die Revolution vorbei ist? A¨ngste und Chance rund um Industrie 4.0 ............................................... 177 J¨org Wollert Image Processing in Automation Sch¨atzung von Gasgeschwindigkeiten aus Differenzbildserien einer Infrarotkamera zur Gasvisualisierung .................................. 188 S¨oren Dierks, Andreas Kroll Authentication of Commercial Raster Printing on Cost-Effective Hardware . 204 Anton Pfeifer, Volker Lohweg GPU-beschleunigte Simulation von Lasertriangulationssensoren ........... 218 Steffen Sauer, Peter Guttek, Dirk Berndt Accelerating Image Processing Algorithms for the RADIO Project’s Assistant Robot System ............................................. 233 Fynn Schwiegelshohn, Muhammed Al Kadi, Philipp Wehner, Philipp Smoluk, Michael Hu¨bner, Diana Go¨hringer Mouse-Pi: A Platform for Monitoring In-Situ Experiments ............... 246 Ralf Joost, Daniel Ziese, Alexander Hawlitschka, Ralf Salomon Cross-Linked Quality Assurance in the Web Processing Industry .......... 258 Michael Dattner, Daniel Bohn Prozessintegrierte Bildverarbeitung im Pharmazeutischen Umfeld ......... 270 Karl Voth, Matthias Hellmich, Wolfram Acker Intelligente Korrektur eines Schweißroboters............................ 283 Hannes Wilmsmeyer, Martin Flasskamp, Marc-Oliver Schierenberg Author Index .................................................. 295
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