Portfolio

Darf ich mich vorstellen, ich bin Richard Lagendijk und lebe und arbeite in den Niederlanden. Um zu zeigen, was ich mache, habe ich ein Portfolio zusammengestellt. Dieses Portfolio enthält eine Vielzahl von Projekten, die ich in meinem Privatleben, während meiner Ausbildung oder während meiner Arbeit durchgeführt habe.

Der Asuro-Roboter ist ein kleiner programmierbarer Roboter. Der Roboter wird als Bausatz geliefert und verfügt über einen AVR-Mikrocontroller, zwei Antriebsmotoren, zwei Signal-LEDs, zwei Tacho-Sensoren, einen Linienfolgesensor, sechs Kollision Schalter, eine Status-LED und eine serielle (Infrarot-) Kommunikationsoption mit einem PC .

Dieser Roboter war Teil meines Bachelor-Ausbildungsprogramms. Ziel war es, den Roboter in eine Lagerhalle fahren zu lassen, dabei den kürzesten Weg zu lernen und mit Hindernissen umzugehen. Um diese Aufgabe zu ermöglichen, musste ich die Fähigkeiten des Roboters verbessern. Die Verbesserungen sind: Änderung der Installation der Tacho-Sensoren, so dass es keine Variationen mehr im Abstand zwischen der Lichtquelle/dem Sensor und dem Coderad gibt. Abschirmung des Linienfolgesensors vom Umgebungslicht. Vergrößerung der Batteriekapazität für mehr Reichweite und Regulierung der Spannung für bessere Leistung der Sensoren.
Ich habe auch 80% der Standard-Firmware neu geschrieben, um die Stabilität und Genauigkeit der Sensoren zu verbessern, und ich habe Funktionen hinzugefügt oder verbessert, um das Programmieren des Roboters weniger schwierig zu machen.

Das Endergebnis war ein Roboter, der das gesamte Lager scannen, den kürzesten Weg bestimmen und mit Hindernissen auf dem Weg umgehen kann.


Weitere Informationen zu meinem Asuro-Roboterprojekt.

Ein Teamleiter meiner Firma fragte mich, ob ich mir die Beschäftigungsfähigkeit seines Teams für die nächsten zehn Jahre vorstellen könnte. Dazu habe ich eine Excel-Datei mit diversen Funktionen in VBA (Visual Basic for Applications) verwendet.

Die Eingabe der Daten erfolgt über ein Formular, um Fehler zu vermeiden. Dies sind Name, Position, Abteilung, FTE, Geburtsjahr, Bereitschaftsdienst, der Wissensstand (Junior, Medior und Senior) und die entsprechende Wachstumsprognose im Wissensstand.

Die Grafiken werden basierend auf einem selbstgewählten Startjahr generiert. Einige Beispiele für die Grafiken sind:

Altersstruktur: Anfangsjahr, nächstes Jahr und die folgenden 10 Jahre, mit einer Alterseinteilung pro 5 Jahre. Anzahl der Dienstjahre, Anzahl der Mitarbeiter, die das Beschäftigungsverhältnis beenden, Anzahl der Mitarbeiter über einem bestimmten Alter.

Wissensstruktur: Startjahr, nächstes Jahr und die nächsten 10 Jahre mit einer Alterseinteilung pro 5 Jahre. Das Wissen wird in Junior, Medior und Senior eingeteilt, inklusive einer Prognose des Wissenszuwachses in den kommenden Jahren.

Anzahl der für den Bereitschaftsdienst verfügbaren Mitarbeiter und eine Übersicht über die Anzahl der Mitarbeiter pro Planstelle in einer Abteilung.

Eines meiner Hobbys ist das Sammeln von allem von Commodore-Computern. Natürlich ist es immer besser, den echten Artikel zu haben, aber einige Artikel sind sehr schwer zu finden. Um alte Computerartikel für jedermann verfügbar zu machen, können Sie eine Replik bauen, aber zuerst müssen Sie herausfinden, wie das Original gebaut wurde und wie es funktioniert.

Um eine Leiterplattenreplik herzustellen, müssen Sie wissen, wo sich alle Kupferspuren befinden. Für die Unterseite ist dies nicht so schwierig, Sie müssen nur daran denken, das Spiegelbild in einem PCB-Zeichenprogramm zu zeichnen. Ich habe alle Positionen der Löcher und Durchkontaktierungen gemessen und sie im PCB-Zeichenprogramm gezeichnet. Danach verband ich alle Kupferspuren mit den Löchern und Durchkontaktierungen.
Die Oberseite der Platine ist schwieriger, da die Bauteile die Kupferspuren verdecken, aber mit Hilfe eines Multimeters findet man alle Verbindungen.

Danach müssen Sie herausfinden, welche Komponenten verwendet werden, und wenn es so etwas wie Eprom gibt, müssen Sie die Daten von diesem Eprom lesen.

Aber manchmal machten es die ursprünglichen Ersteller sehr schwierig, ihr Produkt zurückzuentwickeln. Auf dem Bild ist ein Beispiel der Power-Patrone von KCS. Um es schwieriger zu machen, löschte KCS den Text von den Komponenten und verschlüsselte die Adresszeilen des Eproms.

Und nach vielen Stunden zum Erstellen der Leiterplatte, des Schaltplans, der Komponentenliste und der Eprom-Datei ist es jetzt möglich, eine Replik eines alten Stücks Hardware zu erstellen.


Weitere Informationen zu meinem KCS Power cartridge Projekt.

Das Trinkwasserunternehmen, bei dem ich arbeite, verfügt in seinem Versorgungsgebiet über etwa dreißig öffentliche Trinkwasserzapfstellen. Die Frage des Gebietsleiters war, ob es möglich ist, einen Einblick in die Nutzung dieser öffentlichen Trinkwasserzapfstellen zu erhalten.

Die Bedingungen dieses Projekts sind: Die Erfassung von Datum & Uhrzeit. Das Logging-System muss in einen standardmäßigen öffentlichen Trinkwasserhahn passen. Ein einfaches System, das leicht zu entfernen oder zu installieren ist, aber von außen nicht sichtbar ist. Und es steht keine externe Energieversorgung zur Verfügung.

Um die Daten protokollieren zu können, wird ein Signal benötigt, wenn jemand den Knopf am Wasserhahn drückt. Zuerst habe ich versucht, einen Schalter an den vorhandenen Taster des Trinkwasserhahns anzuschließen. Für einen zusätzlichen Schalter ist der Taster aber nicht geeignet. Eine zweite Lösung bestand darin, den Druck zwischen dem Druckknopf und der Ausflussstelle zu messen, sobald Wasser zu fließen beginnt. Allerdings war der aufgebaute Druck für eine zuverlässige Messung zu gering. Die dritte Lösung verwendet einen Durchflusssensor eines Zentralheizungskessels.

Zur Aufzeichnung der Daten wurde ein Logger gewählt, der eine Änderung eines Signals (ein/aus) mit Datum und Uhrzeit aufzeichnen kann. Um den Logger vor Witterungseinflüssen zu schützen, befindet er sich in einem Kunststoffgehäuse.

Der Logger arbeitet mit einer Batterie und kann etwa zwei Jahre lang Daten sammeln. Der Logger kann einfach vom System getrennt (USB-Stecker) und dann zB mit einem Laptop ausgelesen werden. Die Software zum Auslesen des Loggers wird vom Loggerhersteller kostenlos zur Verfügung gestellt.

Das Trinkwasserunternehmen, bei dem ich arbeite, hat ein Gebäude mit einer Solaranlage. Die Frage der Organisation war, ob die Informationen dieser Solarpanel-Installation visualisiert werden könnten.

Ich fing an, Informationen über die bestehende Installation von Solarmodulen zu sammeln. Die Installation besteht aus 88 Solarmodulen mit einem SolarEdge-Energiewandler, Typ SE25K. Der Energiewandler kann maximal 25 KVA in ein 3-phasiges Stromnetz einspeisen. Die Kommunikation ist über eine RS485- oder eine Ethernet-Verbindung möglich, das Kommunikationsprotokoll ist Modbus.

Nachdem die Ethernet-Verbindung angeschlossen und eingerichtet war, habe ich begonnen, über Node-RED zu recherchieren, welche Informationen aus dem SolarEdge-Energiewandler gewonnen werden können. Es war eine Registerkarte verfügbar, und nachdem festgestellt wurde, ob es sich um Modbus-Basis 0 oder Basis 1 handelte, konnten Spannung und Strom (DC) ausgelesen werden. Es war noch etwas Forschung nötig, um herauszufinden, wie die Skalierungsfaktoren der Messungen funktionierten.

Ich habe dann einen vollständigen Node-RED-Flow zum Abrufen, Verarbeiten und Speichern aller Informationen aus dem SolarEdge-Energiewandler geschrieben. Zur Visualisierung und Steuerung der Informationen habe ich ein Dashboard in Node-RED erstellt. Für die Präsentation der Daten für den internen Gebrauch habe ich ein Dashboard in PME von Schneider Electric erstellt. Die Berichterstellung in Power BI von Microsoft ist ebenfalls verfügbar.

Dokumentation des Teach-Roboters

Der Teach-Robot ist ein Roboter mit sechs Achsen und dient Bildungszwecken. Der Teach-Roboter ist etwa 60 cm hoch und besteht aus glasfaserverstärkten Kunststoffteilen und sechs Aktuatoren. Die Aktoren werden über ein Bussystem angesteuert. Die Steuerung des Teach-Robot ist über die Teach-Box oder mit der Software Teach-Robot Studio möglich.

Die Dokumentation des Teach-Robot ist begrenzt, und das technische Wissen über den Teach-Robot ist einem sehr kleinen Personenkreis bekannt. Die eingeschränkte Dokumentation gefährdet die Kontinuität des Produkts.

Für dieses Projekt habe ich zwei Montageanleitungen geschrieben (Teach-Robot & Teach-Robot Plus). Diese Anleitungen beschreiben den gesamten Aufbau Schritt für Schritt mit Text und Bild, inklusive Aufbauablauf, verwendeten Teilen und praktischen Tipps beim Aufbau. Auch das korrekte Einstellen, Testen und Verpacken des Teach-Robots wird beschrieben. Auch für die Montage steht eine vollständige Stückliste zur Verfügung, die zum Sammeln der Teile für die Montage und zur Bestandsverwaltung genutzt werden kann.

Für die Programmierung der Mikrocontroller in den Aktoren im Teach-Robot und des Mikrocontrollers in der Teach-Box ist ein separates Handbuch erhältlich. Denn in der Praxis wird die Montage und Programmierung oft von verschiedenen Personen durchgeführt.

Außerdem gibt es eine Anleitung zur Fehlersuche am Teach-Robot und an der Teach-Box, in der ich alle meine Erkenntnisse, die ich mir bei den Reparaturen an Teach-Robot und Teach-Box angeeignet habe, beschrieben habe.

Für die Nutzung von Teach-Robot und Teach-Robot Studio stehen dem Anwender zwei Handbücher zur Verfügung.

Einige der Trinkwasserunternehmen in den Niederlanden verwenden Grundwasser aus Förderbrunnen zur Trinkwasseraufbereitung. Ein Förderbrunnen ist ein Rohr, das vom Bodenniveau senkrecht in den Boden zu einem Grundwasserleiter aus Sand führt. Beim Aquifer-Sand-Paket ist dieses Rohr mit einem Filter ausgestattet, der das Wasser durchlässt, aber nicht den Sand. Das Wasser, das zum Förderbrunnen fließt, enthält kleine Verunreinigungen, die mit der Zeit den Filter des Förderbrunnens verstopfen. Diese Verschmutzungen auf dem Filter werden beim Juttern wieder entfernt.
Das Juttern ist die ständige Bewegung des Wasserspiegels im Förderbrunnen. Das Absenken des Wasserspiegels erfolgt mit Druckluft und das Anheben durch den natürlichen Druck des Wassers im Aquifer. Nach einer gewissen Jutterzeit ist der Filter von der Verschmutzung befreit und der Entnahmebrunnen steht wieder für die Wasserentnahme zur Verfügung.

Für dieses Projekt habe ich die gesamte Anlage entworfen, mechanisch aufgebaut, elektrisch installiert, SPS und Scada programmiert, getestet und in Betrieb genommen. Danach habe ich gemeinsam mit den Anwendern die Jutter Installation bis zur aktuellen Version weiterentwickelt.
Es wurde eine vollständige technische Akte mit Konstruktionszeichnungen, Schaltplänen, SPS/Scada-Software, Stückliste, Benutzerhandbüchern und Standardeinstellungen erstellt.

Für die Steuerung wurde eine SAIA PCD mit berührungsempfindlichem Bedienbildschirm und Modem gewählt, so dass sowohl eine lokale als auch eine Fernsteuerung möglich ist.

Die Steuerung besteht aus mehreren Bildschirmen für den Betrieb, das Einstellen von Werten, das Abrufen historischer Daten/Grafiken und das Anzeigen von Status- und Fehlermeldungen. Der Betriebsbildschirm zeigt die aktuellen Werte von Wasserstand, Druck, Juttergeschwindigkeit, Status der Ventile, Jutterzeiten und eventuelle Fehlermeldungen an. Der Jutter-Prozess ist vollständig einstellbar: Jutter-Methoden, Wasserstände, Drücke, Zeiten, Alarmstufen usw.
Bei Fernbedienung per Telefon, Laptop oder Tablet steht der volle Funktionsumfang zur Verfügung und es ist möglich, Status- und Alarmmeldungen per SMS an den Benutzer zu senden.

Der C64 DTV ist eine Spielkonsole in Form eines alten Joysticks. Aber diese Spielkonsole ist eigentlich ein kompletter Commodore C64 Computer mit 30 Spielen. DTV steht für Direct-to-TV. Das bedeutet, dass Sie den C64 DTV direkt an Ihren Fernseher anschließen können und keine weitere Hardware oder Software benötigen, um die Spiele zu spielen.
Der C64 DTV wurde von Jeri Ellsworth entworfen, nachdem sie den C-one entwickelt hatte. Der C-One ist ein Ersatz für 8-Bit-Commodore-Computer auf Basis der FPGA-Technologie.

Sie können den C64 als normale Spielkonsole verwenden, aber er hat viele versteckte Geheimnisse. Für Techniker wie mich ist es möglich, den C64 DTV zu "hacken", um die zusätzlichen Optionen zu nutzen, die dem normalen Benutzer verborgen bleiben.

Das erste C64 DTV, das ich modifiziert habe, basiert auf der NTSC-Version und wird zusammen mit einem Commodore 1571-Laufwerk und einer normalen PC-Tastatur gebaut. Mit diesem Setup können Sie Original-Laufwerke und -Drucker, zwei externe Joysticks und eine Tastatur verwenden. Als die PAL-Version verfügbar war, habe ich auch diese Version modifiziert.

Ich habe auch C64 DTVs für andere Leute modifiziert. Ein Beispiel ist ein C64 DTV, das alle Modifikationen im C64 DTV selbst enthält. Dieser hat auch einen 1541-III im Inneren, der ein Disketten Laufwerk ist, der auf einem Mikrocontroller mit einer SD-Karte zum Speichern von Hunderten von Disketten basiert.

Ein weiteres Projekt war ein C64 DTV, der in eine neue Box eingebaut wurde, mit allen möglichen Modifikationen und externen Anschlüssen.

Um anderen Leuten bei dieser Art von Modifikation zu helfen, habe ich mehrere Artikel auf meiner Webseite über meine Modifikationen geschrieben.

Ein Trinkwasserunternehmen versorgt seine Kunden mit Trinkwasser. Diese Lieferung erfolgt bis einschließlich des Wasserzählers im Gebäude. Es gibt gesetzliche Regelungen über den Mindestwasserdruck, mit dem das Trinkwasser für eine bestimmte Nutzung zugeführt wird.
Um diesen Mindestwasserdruck zu gewährleisten, wird der Anschluss an die Hauptleitung in der Straße, die Hausanschlussleitung und den Wasserzähler so gewählt, dass über die gesamte Anschluss kein zu hoher Druckabfall entsteht.

Dieser Druckabfall wird manuell oder aufgrund von Erfahrungswerten berechnet. Die Frage der Organisation war, ob diese manuelle Berechnung automatisiert werden könnte.

Bevor ich mit diesem Projekt begonnen habe, hatte ich ausführliche Beratungen mit einem der Ingenieure der Inspektionsabteilung, der diese Art von Berechnungen täglich durchführt. Nachdem klar war, welche Informationen bereits vorhanden waren und was die Wünsche für das Ergebnis sind, habe ich das Projekt gestartet.

Zwei Excel-Programme wurden entwickelt, das erste Programm ist OAS, das eine neue Anschluss berechnen kann. Das zweite OCS-Programm kann eine bestehende Anschluss überprüfen, ob sie in Ordnung ist, oder angeben, wo das Problem liegt.

Beide Programme werden in Excel mit VBA (Visual Basic for Applications) entwickelt. Im OAS-Programm werden zunächst die Details des neuen Anschlusses eingegeben, wie etwa der zu erwartende Verbrauch, die vorhandene Hauptleitung in der Straße und die Entfernung von dieser Hauptleitung bis zum Wasserzähler im Gebäude. Um den zu erwartenden Verbrauch richtig abzuschätzen, wurde außerdem ein Berechnungstool hinzugefügt, in das die Anzahl der Wassernutzer im Gebäude eingetragen werden kann.
Das Programm wählt dann die richtigen Komponenten aus, wie zum Beispiel den Anschluss an die Hauptleitung, den richtigen Durchmesser der Hausleitung und einen passenden Wasserzähler. Ist der Ingenieur mit dem Ergebnis zufrieden, kann anschließend eine Stückliste für den Ingenieur erstellt werden, der den Wasseranschluss realisiert.

Mit dem zweiten Programm OCS kann eine bestehende Anschluss oder eine Anschluss, die der Ingenieur entworfen hat, überprüft werden. Auch die allgemeinen Daten werden zuerst eingetragen, aber auch die Daten über die bestehende Anschluss. Das Programm berechnet nun den Druckabfall über jede Komponente und zeigt an, ob der Druckabfall korrekt oder zu hoch ist.

Mit diesen beiden Programmen ist es nun möglich, eine Anschluss in wenigen Minuten zu berechnen oder zu prüfen, was früher mindestens eine Stunde gedauert hat.

Vor vielen Jahren habe ich angefangen, Webseiten in HTML zu erstellen. Später entdeckte ich die Skriptsprache PHP. Um mehr über PHP zu lernen, habe ich einen PHP-Kurs belegt und mein Zertifikat bekommen. Dann fing ich an, Webseiten mit PHP (objektorientiert), der Datenbank MySQL, CSS für das Layout und einer Template-Engine zur Darstellung der Seiten zu bauen.

Die Webseiten werden bei Bedarf mit dem Model-View-Controller-Pattern generiert. Das bedeutet, dass die Anfrage des Benutzers an den Controller gesendet wird. Der Controller prüft die Anfrage und lädt die erforderlichen Modelle, um die Daten für die angeforderte Webseite zu erstellen. Diese Daten werden an den Viewer gesendet, um die Webseite anzuzeigen.
Mit diesem Pattern ist es möglich, eine sehr modulare Webseite aufzubauen, die mit den verfügbaren Bausteinen (Controller, Models und Viewer) leicht erweiterbar ist.

Ich habe Webseiten für meine Hobbys und kleine Unternehmen erstellt. Neben der Anzeige von Standardinformationen sind folgende Funktionen enthalten: Artikel, Suche, Downloads, Veranstaltungen, Links, Anfrageformular, Newsletter, XML-Feed, RSS-Feed, Besucheranalysen, Mobile oder Desktop-Ansichten, Banner-Rotation, Rechner, Rätsel und Quiz.

Das Entwerfen eines elektronischen Schlosses für Lagerschränke war Teil meiner Grundausbildung. Solche Lagerschränke befinden sich beispielsweise in Schulen, Bahnhöfen und Flughäfen.

Die Aufgabe bestand darin, ein Design für den mechanischen und elektronischen Teil eines Schlosses zu entwickeln, mit dem der Lagerschrank verschlossen werden kann. Und die Entwicklung eines Betriebssystems für den Betrieb der Schleusen.

Das Projekt begann mit dem Sammeln der Wünsche und Anforderungen des Auftraggebers. Das Schloss wurde dann mit einem 3D-Zeichenprogramm (SketchUp) entworfen, gefolgt von einem elektronischen Design mit den erforderlichen Sensoren und Aktoren. Für die Steuerung des elektronischen Schlosses und die Kommunikation mit der Zentraleinheit wurde ein PIC-Mikrocontroller gewählt.
Auch für die Zentraleinheit, die mit einer kleinen Tastatur und einem LCD-Bildschirm ausgestattet ist, wurde ein PIC-Mikrocontroller gewählt. Die gewählte Kommunikation zwischen den Schlössern und der Zentraleinheit basiert auf RS-485 und ModBus.

Nach dem mechanischen und elektronischen Design wurde ein Testaufbau aufgebaut, um das Design zu testen. Der Testaufbau besteht aus verschiedenen E-Blocks-Modulen von Matrix Multimedia. Das notwendige Betriebssystem für die Zentraleinheit und die Schlösser wird mit FlowCode geschrieben, der bei E-Bausteinen enthalten ist.

Perk ist eine Marke, die pädagogische Lehrmittel für die Bildung bereitstellt. Perk liefert Lehrmittel für Elektrotechnik, PLC-Technik und Pneumatik. Ein Perk-Praktikum besteht aus einem Arbeitstisch mit Netzteil und zwei Racks darauf. In diesen Racks werden die verschiedenen Module platziert. Ein Modul besteht beispielsweise aus Druckschalter, Summer, Relais, Lampe, Sicherungen, Leistungsschalter, Zeitrelais, Mini-PLC usw. Unter dem Tisch befindet sich eine Schublade zur Aufbewahrung der Module und Messleitungen.

Neben dem Perk-Praktikum ist auch eine Gruppe von Netzteilen erhältlich, die sowohl Gleich- als auch Wechselstrom mit verschiedenen Spannungen und Strömen liefern.

Ein praktisches Merkmal eines Perk-Praktikum ist die Verwendung niedrige Spannungen. Für die Steuerung stehen sowohl 24 VDC als auch 24 VAC zur Verfügung und für den Leistungsstrom-Teil stehen 3-phasige 23/40 VAC zur Verfügung. Die von Perk gelieferten Motoren wurden ebenfalls an 3-Phasen 23 oder 40 VAC angepasst.

Während meiner Arbeit für die Firma Edutec habe ich viele Perk-Produkte entwickelt, montiert, repariert und in Schulen installiert.

Ich habe vor vielen Jahren einen Volkswagen Käfer Baujahr 1972 gekauft, mit dem Ziel eines Baja-Umbaus. Der Begriff Baja stammt vom berühmten Baja 500-Rennen durch die Wüste der mexikanischen Halbinsel Baja California. Die am Rennen teilnehmenden Autos werden in Klassen eingeteilt, für den Volkswagen Käfer gibt es 3 Klassen, nämlich Standard, modifiziert aber bis 1600 ccm und die Unlimited-Klasse.
Die bemerkenswertesten Änderungen an den Käfern für dieses Rennen sind das Entfernen der Stoßstangen, die Kürzung der Front, ein offener Motorraum und die Änderung der Kotflügel.

Nach dem Kauf wurde der Käfer komplett zerlegt. Dann wurden alle rostigen Teile entfernt und repariert. Der nächste Schritt bestand darin, die Karosserie zu modifizieren, um die Baja-Teile aufzunehmen. Selbstverständlich wurden alle Teile geprüft und anschließend überholt bzw. ausgetauscht, der Motor ist auch wieder wie neu.
Das Interieur wurde komplett modifiziert, mit einer Anspielung auf die Halbinsel Baja California.

Im nächsten Schritt wird die Karosserie für die Lackierung vorbereitet und dann wird der Käfer wieder zusammengebaut.

Für ein Unternehmen wird es immer wichtiger, einen guten Überblick über seinen Energieverbrauch zu haben. Für das Unternehmen, in dem ich arbeite, wurde ich gebeten, die Möglichkeiten der Visualisierung des Energieverbrauchs mit PME (Power Monitoring Expert) von Schneider Electric zu untersuchen.

PME ist ein Softwarepaket, das Informationen aus verschiedenen Quellen sammeln und die Informationen über einen Webbrowser anzeigen kann. Die Informationsquellen sind beispielsweise Energiemessungen, Frequenzregler, PLCs, Solaranlagen, Motorsteuerungen usw.

Für die Recherche standen bereits verschiedene Quellen zur Verfügung, wie SATEC Energy Monitore mit mehr als 1100 Einzelenergiemessungen, Frequenzumrichter und PLC-Daten wie Wasserdurchflussmengen und Wasserdruck.

Um die Daten in PME nutzen zu können, müssen diese über ein Kommunikationsnetz angefordert werden. Nachdem die Netzwerkkommunikation eingerichtet wurde, sind die Quelldaten in PME verfügbar. Bei Bedarf werden die Quelldaten bearbeitet, um beispielsweise Watt in Kilowatt und Liter in Kubikmeter umzurechnen.

PME verfügt zudem über umfangreiche Möglichkeiten, mit den Daten zu rechnen oder anhand bestimmter Werte Entscheidungen zu treffen. So lassen sich Summen berechnen, Kennzahlen ermitteln oder bei Grenzwerten eingreifen.

Die visuellen Darstellungsmöglichkeiten sind sehr umfangreich. Neben der Darstellung einer Nummer ist auch die Verwendung von Bildern möglich. Diese Bilder können statisch oder dynamisch sein. Bei der Anzeige der Energiedaten, beispielsweise bei einer Pumpe, ist der linke Balken des Bildes dynamisch. Bei normalem Energieverbrauch ist der Balken grün, bei niedrigerem Energieverbrauch blau oder violett und bei höherem Energieverbrauch orange oder rot.
Es gibt auch viele Möglichkeiten, historische Daten durch Tabellen, Grafiken, Tortendiagramme, Balken, analoge Zähler usw. anzuzeigen. Das Bild zeigt einige Beispiele für die Visualisierung der Energiedaten, die ich in PME realisiert habe.

Ich war schon immer ein Fan des Zeichnens, ob auf Papier oder am Computer.

Für Zeichenarbeiten mit dem Computer verwende ich folgende Programme:
AutoCAD von Autodesk zum Erstellen von 2D-Zeichnungen für beispielsweise Konstruktionszeichnungen und zum Erstellen von Plot Dateien für Fräsmaschinen.
Mit dem SketchUp-Programm von Trimble ist es möglich, 3D-Zeichnungen beispielsweise für die Einrichtung eines Schulzimmers zu erstellen oder ein Design für ein neues Perk-Praktikum auszuarbeiten.
Ich verwende EasyEDA Desinger, um einen Schaltplan oder ein Leiterplattendesign zu erstellen.
Ich verwende Umbrello UML Modeller, um UML-Diagramme (Anwendungsfall-, Klassen- oder Sequenzdiagramme) zu zeichnen.
Für allgemeine Illustrationen für Dokumente arbeite ich mit GIMP oder Illustrator von Adobe. Mit etwas Aufwand lassen sich aber auch Illustrationen in Word oder Excel erstellen.

Das Trinkwasserunternehmen, für das ich arbeite, hatte in der Vergangenheit eine Partnerschaft mit dem Trinkwasserunternehmen PDAM Pontianak in Indonesien. Der Zweck dieser Zusammenarbeit war es, PDAM mit Trinkwassertechnologie aus den Niederlanden zu unterstützen.

Teil der Zusammenarbeit war die Einrichtung eines Lernzentrums. Ich wurde gebeten, Lehrmittel für den Umgang mit Pumpen und elektrischen Steuerungen zu entwickeln.

Ich habe ein Pumpenset bestehend aus Behältern, Kreiselpumpen, Manometern und Durchflussmessern entwickelt. So lässt sich leicht lernen, welchen Einfluss es auf Druck und Durchfluss hat, wenn beispielsweise zwei Pumpen in Reihe oder parallel arbeiten, oder welchen Einfluss es hat, wenn der Widerstand in der Leitung zu- oder abnimmt.

Darüber hinaus habe ich einen Schaltgerätesatz entwickelt, bei dem die grundlegenden Schaltelemente wie Schalter, Füllstandssensoren, Hilfsrelais, Zeitrelais, Hauptrelais, Signallampen in transparenten Gehäusen montiert sind. Diese Schaltelemente sind mit Messleitungen verbunden, um eine vollständige Schaltung aufzubauen. Dieses Set Schaltmaterial kann zusammen mit dem Pumpenset verwendet werden.

Das Entwerfen eines PLC-Programms für ein Schloss war Teil meines Bachelorstudiums. Diese Aufgabe bestand darin, ein funktionales Design, ein technisches Design, das Schreiben des Programms für die PLC und das Erstellen und Ausführen eines Testplans zu erstellen.

Die Schleuse hat zwei Schleusenkammern, Nord und Süd. Jede Schleusenkammer hat zwei Schleusentore, der Zugang wird durch Licht kontrolliert. Die gesamte Schleuse wird manuell und vor Ort von einem Schleusenwärter bedient.

Im funktionalen Design wird die Problemstellung beschrieben und alle Ein- und Ausgänge inventarisiert. Anschließend wurde eine Bestandsaufnahme der Anforderungen und Verfahren durchgeführt. Die Programmstruktur und welche Programmiersprachen verwendet werden, wird im technischen Design festgelegt. Das SPS-Programm ist zweigeteilt. Das Hauptprogramm ist in ST (Structured Text) geschrieben und trifft die Entscheidungen. Das Hauptprogramm ruft in CFC (Continuous Function Chart) geschriebene Bausteine auf. Die Module wiederum steuern die Ein- und Ausgänge.

Das PLC-Programm ist in der Software CoDeSys der 3S-Smart Software Solutions GmbH geschrieben.

Es kommt vor, dass die Lage einer Hausanschlussleitung zu einem Gebäude unbekannt ist. Eines der Verfahren zur Bestimmung der Position eines Versorgungsrohrs besteht darin, über ein Mikrofon dem Wasser zuzuhören, das durch das Versorgungsrohr fließt. Eine gängige Methode ist, dass ein Mitarbeiter mit dem Mikrofon zuhört und ein anderer Mitarbeiter oder der Kunde einen Wasserhahn öffnet und schließt. Der automatische Wasserhahn ist ein Hilfsmittel bei dieser Methode.

Ich fing an, Informationen von potenziellen Benutzern dieses automatischen Wasserhahns zu sammeln. Aus der Bestandsaufnahme kristallisierten sich folgende Wünsche heraus: Steuerung des Wasserhahns zum Öffnen und Schließen in einem festen Zeitintervall. Öffnen und schließen mit einer Fernbedienung. Das System muss mobil sein und über eine eigene Energieversorgung verfügen. Und der Wasserdruck muss aus der Ferne messbar sein.

Nach der Bestandsaufnahme begann ich mit der Konstruktion und dem Bau des automatischen Wasserhahns. Das Ganze besteht jetzt aus einem soliden Kunststoffgehäuse, das einen Akku und ein Ladegerät enthält. Ein Zeitrelais zum Öffnen/Schließen in einem festen Zeitintervall, eine Fernbedienung (bis ca. 10 Meter), GPRS-Modem und ein Wahlschalter für die gewünschte Betriebsart. Der Wasserhahn ist mit dem Gehäuse verbunden, dieser Wasserhahn ist mit einer Druckmessung ausgestattet.

Eine Fernsteuerung ist durch Senden einer SMS-Nachricht möglich. So kann der Wasserhahn geöffnet oder geschlossen oder der aktuelle Wasserdruck per SMS zurückgesendet werden.

Der automatische Wasserhahn kann bei vollem Akku ca. 48 Stunden aktiv sein, was für die tägliche Arbeit mehr als ausreichend ist.

Der Teach-Robot ist ein Roboter mit sechs Achsen und dient Bildungszwecken. Der Teach-Robot ist etwa 60 cm hoch und besteht aus glasfaserverstärkten Kunststoffteilen und sechs Aktuatoren. Die Aktoren werden über ein Bussystem angesteuert. Die Steuerung des Teach-Robot ist über die Teach-Box oder mit der Software Teach-Robot Studio möglich.

Eine Reihe von Schulen fragten, ob es eine alternative Möglichkeit gibt, den Teach-Robot (Plus) zu steuern, um ihn in ein größeres Ganzes einzubinden.

Nach kurzer Recherche entschied ich mich für Node-RED zur Steuerung des Teach-Robot (Plus). Der Teach-Robot verwendet ein einfaches Kommunikationsprotokoll. Die Befehle werden über eine RS-232-Verbindung an die Teach-Box gesendet. Bei einem Befehl an die Motoren werden 3 Bytes gesendet, die Motornummer und die gewünschte Position in 2 Bytes. Nachdem der Motor seine Position erreicht hat (oder wenn der Motor ein Problem hat) werden 4 Bytes zurückgegeben, die Motornummer, die erreichte Position in 2 Bytes und der Status.
Der Teach-Robot Plus verwendet die RS-485-Kommunikation mit dem Modbus-Protokoll. Der Teach-Robot Plus bietet mehr Möglichkeiten zur Steuerung, wie einstellbare Beschleunigung, Verzögerung und Drehzahl der Motoren, einstellbare Stillstandszeit, aktuelle Geschwindigkeit und Positionsinformationen.

Für die Steuerung des Teach-Roboters (Plus) habe ich die Node-RED-Flows geschrieben und ein Dashboard entwickelt. Dies betrifft die grundlegenden Möglichkeiten des Teach-Robots wie das Steuern und Erstellen eines einfachen Schritt-für-Schritt-Programms. Der Benutzer kann dann die Flows oder das Dashboard selbst erweitern oder anpassen.

An drei Standorten des Unternehmens, in dem ich arbeite, befindet sich in der Niederspannungsverteilung ein Steuerungssystem namens Clink-1. Das Steuerungssystem dient zur Steuerung verschiedener elektrischer Geräte wie Pumpen, Lüfter, Kompressoren usw. Das Betriebssystem ist veraltet und wird vom Hersteller nicht mehr unterstützt. Für die Steuerung dieser Pumpen, Lüfter und Kompressoren wird nun ein Ersatz gesucht.

Nach einer Bestandsaufnahme der aktuellen Funktionalität des Clink-1-Betriebssystems wurde nach einem geeigneten Ersatz gesucht. Einer der Kandidaten ist der Motorcontroller LTMR von Schneider Electric.
Ein LTMR-Motorcontroller wurde gekauft und ich habe ihn an einen Testaufbau angeschlossen. Mit Node-RED habe ich einen Flow und ein Dashboard realisiert, um die Möglichkeiten mit dem LTMR-Motorcontroller zu erkunden.

Zu den zu erhebenden Daten gehören:
- Motorstrom pro Phase.
- Stromungleichgewicht zwischen den Phasen.
- Anlaufstrom.
- Betriebsstunden Motor.
- Interne Temperaturregelung des LTMR-Motorcontrollers.
- Anzahl der Starts und Stopps pro Stunde, Tag, Monat usw.
- Fehlercodes: Thermisch, Erdschluss, zu langer Anlaufstrom etc.
- Befehlsüberwachung.

Nach einem intensiven Test im Büroumfeld entschied man sich für den Einsatz eines LTMR-Motorcontrollers in der Praxis. Für diesen Praxistest wurde ein Förderbrunnen an einem der Standorte ausgewählt. Dieser Absaugschacht wird über eine Motorschublade in einem Holec-Niederspannungsverteiler gesteuert.

Nach Auswertung des Feldtests hat sich der LTMR-Motorcontroller als geeigneter Ersatz für das veraltete Clink-1-Steuerungssystem herausgestellt.

Bei meiner Arbeit und in meiner Freizeit repariere ich gerne ausgefallene Geräte. Ehrlich gesagt mache ich das nicht, um Geld zu sparen, aber für mich ist es die Herausforderung, es wieder zum Laufen zu bringen.

Auf dem Bild sehen Sie einige Reparaturbeispiele.
Ein LTMR-Motorcontroller von Schneider Electric, bei dem die Stromversorgung falsch angeschlossen war. Die Reparatur bestand lediglich darin, die Sicherung auszutauschen, aber der schwierige Teil war das Öffnen des Geräts. Eine defekte Diode in einem SATEC BFM136 Energiemonitor. Dies stellte sich als Konstruktionsfehler heraus und die Diode wurde durch eine besser geeignete Diode ersetzt.
Eine defekte Leuchte, bei der ich das durchgebrannte Vorschaltgerät durch ein neues ersetzt habe. Ich habe einen (explodierten) Halbleiter in einem Frequenzumrichter ausgetauscht.
In einem Motoranschlusskasten wurde einer der Anschlüsse weggebrannt, weil der Anschluss nicht richtig gecrimpt war. Und ein alter Fernseher, bei dem altersbedingt die Lötstellen gerissen sind.

In dem Unternehmen, in dem ich arbeite, wird das PME-Programm von Schneider Electric verwendet, um Energiedaten aus mehr als 1100 Energiemessungen zu sammeln und zu visualisieren. Das PME-Programm selbst wird keine Energieeinsparungen bringen, aber es kann verwendet werden, um die Energiesparideen der Mitarbeiter zu untersuchen.

Eine der recherchierten Ideen ist es, den Wasserstand in den Filtern anzuheben. Aufgrund des erhöhten Wasserstands benötigt die Pumpe nach dem Filter weniger Energie, um das Wasser zum nächsten Reinigungsschritt zu pumpen. Aus den historischen Werten in PME wurden die Energiedaten der Pumpe vor und nach Anheben des Wasserspiegels ermittelt. Das Ergebnis: Bei einer Erhöhung des Wasserspiegels um 35 cm ist eine Einsparung von 8,3 % möglich. Das spart 2.500 kWh pro Pumpe und Jahr.

Eine andere Situation ist die Verteilung von Trinkwasser an einem der Standorte. Für das Pumpen kleiner Mengen, wie es in den Nachtstunden üblich ist, sind die vorhandenen Pumpen nicht geeignet. Um diesen Sachverhalt zu untersuchen, wurde als Kennzahl die Energiemenge pro m3 Wasser ermittelt. Eine grafische Darstellung zeigt dann deutlich, dass das Kennzahl in den Nachtstunden höher ist als am Tag. Mit einer richtigen Pumpe ist eine Einsparung von 40 kWh pro Nacht möglich, das sind fast 15.000 kWh pro Jahr.

Die Schlussfolgerung ist, dass Programme wie PME von Schneider Electric nicht selbst Energie sparen, sondern ein hervorragendes Instrument sind, um nach Möglichkeiten zum Energiesparen zu suchen.