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Das vorliegende Buch ist entstanden im Rahmen des Forschungsprojekts „Baukultur konkret“ im Forschungsprogramm Experimenteller Wohnungs- und Städtebau (ExWoSt) des Bundesinstituts für Bau-, Stadt- und Raumforschung BBSR im Auftrag des Bundesministeriums für Umwelt, Naturschutz, Bau und Reaktorsicherheit BMUB.

If the process contains a delay (dead time), the Nyquist criterion is well suited to derive a PI or PID tuning rule because the delay is taken into account without approximation. The tuning of the speed of the closed loop enters naturally by the crossover frequency. The goal of robustness and performance is translated into the phase margin.

BMBF-Programm "Anwendungsorientierte Forschung und Entwicklung an Fachhochschulen Schlussbericht FKZ 17086 00 Ausgangssituation Bei der Entwässerung von Siedlungsgebieten sind teure Maßnahmen zum Schutz der Siedlungen und der Gewässer vor Hochwasser und Schmutzstoffen erforderlich. Mit den Zielsetzungen „Kosteneinsparung“ und “Verbesserung des Gewässerschutzes“ hat der Beratende Ingenieur Dipl.-Ing.(FH) Harald Güthler (1996) aus Waldshut-Tiengen das Verfahren des „HydrOstyx“ gebremsten Abflusses entwickelt und im Dezember 1995 zum Patent angemeldet. Die im Rahmen des Verfahrens benutzte neue technische Einrichtung ist die HydrOstyx-Abflussbremse. Bei der HydrOstyx-Abflussbremse handelt es sich um eine technische Einrichtung, die wegen ihrer Einfachheit ein preiswertes Drosselorgan im Abwasserkanal darstellt, das ohne Fremdenergie weitgehend wartungsfrei und betriebssicher funktioniert. Die HydrOstyx-Abflussbremse kann sowohl in bestehende als auch in neue Abwasserkanäle eingebaut werden. Ziele Mit der Hydrostyx-Abflußbremse können u. a. folgende Ziele erreicht werden: Reduzierung von Neubaumaßnahmen durch Aktivierung bisher ungenutzter Speicher. Da im Sinne der Richtlinien für die Bemessung und Gestaltung von Regenentlastungsanlagen in Mischwasserkanälen nach ATV-Arbeitsblatt A 128 die Anrechenbarkeit solcher Speicherräume zulässig ist, kann bei geschickter Nutzung der aktivierten Retentionsvolumen eine Redimensionierung der bisher geplanten Regenbecken erfolgen. Beseitigung von Konfliktpunkten im Kanalnetz. Durch Aktivierung von Retentionsvolumen lassen sich Abflussspitzen reduzieren. Überlastete Kanäle können nun die abflussverzögerte Wassermenge transportieren, der Austausch bzw. Neubau von Kanälen kann entfallen. Minderung von Überflutungshäufig und Belastungen von Flüssen und Bächen aus Regenwasserentlastungen. Der Einstau des Wassers im Kanal führt zu einer Retentionswirkung, dadurch werden die Abflussspitzen bei Regenwasserentlastungen in die Vorfluter häufig wesentlich reduziert. Die führt zu Verbesserungen beim Hochwasserschutz und bei der Gewässerökologie. Optimierung des Wirkungsgrades von Kläranlagen durch verbesserte Ausschöpfung der zulässigen Beaufschlagung. Kläranlagen sind durch den diskontinuierlichen Zufluss von Schmutz- bzw. Mischwasser Schwankungen im Betriebsablauf unterzogen, die durch entsprechende Reserven in den Becken ausgeglichen werden können. Durch die Aktivierung von Retentionsraum lassen sich Stoßbelastungen reduzieren und bei Regenwetter kann ein größerer Teil des verschmutzten Wasser als bisher auf der Kläranlage gereinigt werden. Im Rahmen des BMBF-Forschungsprojekts wurden folgende Teilaufgaben bearbeitet: Hydraulische Untersuchung der Hydrostyx-Abflussbremse im Wasserbaulabor der HTWG Konstanz. Ziel war die Ermittlung der Schachtverluste, der Überfall- und Durchflussbeiwerte für die HydrOstyx-Abflussbremse. Auswertung und Beurteilung der Abfluss- und Schmutzfrachtmessungen an den Regenüberläufen Hoppetenzell und Zizenhausen/Stampfwiese vor und nach dem Einbau von 4 HydrOstyx-Abflussbremsen. Durchführung von Schmutzfrachtberechnungen mittels Langzeitsimulation mit dem Simulationsmodell KOSIM XL vom Institut für technisch-wissenschaftliche Hydrologie in Hannover. Die Simulationsberechnungen erfolgen mit und ohne Hydrostyx-Abflussbremsen für die Einzugsgebiete der beiden Regenüberläufe. Mit Hilfe der hydraulischen Untersuchungen im Wasserbaulabor und durch die Auswertung der Naturmessungen sollten die hydraulischen und hydrologischen Bemessungsgrundlagen für die Neuentwicklung erarbeitet werden. Die Untersuchungsergebnisse liefern auch wichtige Grundlagen für die wasserwirtschaftliche Beurteilung des neuen Verfahrens. Verwertung der Ergebnisse Das Projekt hat insgesamt gezeigt, dass mit Hilfe von HydrOstyx-Abflussbremsen erhebliche Einsparpotentiale sowohl bei der hydraulischen Sanierung als auch bei der Regenwasserbehandlung in Mischwasserkanalisationen möglich sind. Die Ergebnisse dieses Projekts tragen sicher dazu bei, dass beim weiteren Ausbau der Regenwasserbehandlung und bei der Sanierung von Mischwasserkanalisationen verstärkt nach kostengünstigen Alternativen gesucht wird. Hierzu kann das Verfahren des HydrOstyx gebremsten Abflusses einen wesentlichen Beitrag leisten.

This paper analyses international cooperation in alternative energy production research and development. Therefore, patents of the technological domain, registered at the European Patent Office from 1997 until 2016, are analysed. International cooperation is considered when patents involve co-assignment or co-inventorship comprising two or more different countries. Generally, international R&D cooperation tends to be increasing over time in alternative energy production. In total, 2234 co-patents from 87 countries are identified. Through social network analysis the cooperative relationships between countries are examined. The most significant states of the network are the United States of America and Germany. Innovative clusters and strong partnerships are identified. Alternative energy technologies that involve international cooperation most extensively are harnessing energy from manmade waste, solar energy and bio-fuels. The paper clarifies which countries are cooperating with each other for what purpose. The findings can be used for establishing R&D strategies in the domain of alternative energy production.

Die Diplomarbeit verfolgt das Ziel, die softwareseitige Anbindung eines PPC405-Systems an das Gesamtsystem einer digitalen Funkgeräteplattform herzustellen. Über eine konzipierte Implementierung, die nach dem Einschalten des Funkgeräts gestartet wird, erfolgt die Übertragung des Betriebssystems in den zugehörigen Arbeitsspeicher des PPC405-Systems. Nach Abschluss der Initialisierungsphase kommunizieren die Anwendungsprozesse auf den beteiligten Systemen über eine transparente Erweiterung des Betriebssystems mit der jeweiligen Gegenseite. Als Übertragungsmedium für die genannte Betriebssystemerweiterung wird ein zwischen den Systemen angesiedelter Speicher genutzt, für dessen koordinierte Zugriffe eine im Rahmen der Diplomarbeit entwickelte Treiberkomponente sorgt. Durch die Anbindung des PPC405-Systems wird eine Leistungssteigerung des Gesamtsystems erwartet. Auf der Basis von Messungen wurde die Performance des somit erhaltenen Multiprozessorsystems bestimmt. Aus den Ergebnissen wurden geeignete Möglichkeiten zur Optimierung erarbeitet und umgesetzt.

Die Projektaufgabe bestand darin, den aktuellen Laborversuch zu modernisieren, indem die Kommunikation zwischen dem Versuchsaufbau und Laborrechner nicht wie bisher über Wandlerkarten stattfindet, sondern über EtherCAT und TwinCAT 3. Die Installation von TwinCAT 3 mit den zugehörigen Erweiterungen und erforderlichen Programmen stellt sich als sehr umfangreich und schwierig dar, was die Installationsanleitungen zeigen. Außerdem gab es sehr viele Fehlerquellen, die nicht auf Anhieb ersichtlich waren, wie das Aktualisieren der aktuellen MATLAB Version. Ist die Installation abgeschlossen kann die Kommunikation zwischen MATLAB und TwinCAT relativ einfach umgesetzt werden. In der Projektarbeit wurde anfangs dann die Kommunikation mit mehreren Tests überprüft und Optimierungen vorgenommen. So wurde zum Beispiel die Wegbegrenzung angepasst. Schwierigkeiten zeigten sich bei der Bedienung über MATLAB oder beim Abstürzen von MATLAB, da beim Stoppen oder Abstürzen von MATLAB, der zuletzt gesendete Wert immer noch an TwinCAT 3 anliegt und somit der Aktor weiter verfahren würde. Diese sehr gefährliche Situation wäre ein gravierender Nachteil, gegenüber der alten Kommunikation mit einer Wandlerkarte. Um einen sicheren Stopp zu garantieren, wird über ein neues TcCOM Objekt der Matlab-Status mit einem Togglebit überprüft, ändert sich der Wert des Bits nicht mehr, stoppt die Anlage sicher. Um einen Vergleich mit dem bisherigen Masterversuch erhalten zu können, wurde die Strecke mit der neuen Kommunikation untersucht und ein passender Regler dafür auszulegt. Die Auswertung der Impulsantwort sowie der „Spectrum-Analyse“ zeigten beim Vergleich mit den Schnittstellen gleiche Ergebnisse, somit sind die Versuche bei dem Laborversuch ohne Einschränkungen durchführbar. Die Auslegung des Reglers zeigte entgegen den Prognosen der Beckhoff-Experten sehr gute Ergebnisse und die Kommunikation über die Schnittstelle zeigte keine Probleme. Einschränkungen zeigten sich jedoch bei der einzustellenden Abtastzeit, da eine Abtastzeit unter 2ms nicht möglich ist. Zwar kann man eine geringere Abtastzeit einstellen, jedoch zeigt sich bei der Auswertung, dass die Schnittstelle mit Abtastzeiten unter 2ms Probleme aufweist. Die Rechendauer wird deutlich größer und die größere Anzahl an Messpunkte kann nicht richtig verarbeitet werden. Ein Regler kann damit nicht implementiert werden. Die Projektarbeit konnte somit erfolgreich angeschlossen werden und bis auf die aufwendige Installation sind die Erweiterungen von Beckhoff sehr zuverlässig und gut zu bedienen. Die ersten Voruntersuchen waren positiv, somit kann auch an weiteren Laborrechnern eine Umstellung der Schnittstelle in Betracht gezogen werden.

Bericht in Text und Bild über die Erfahrungen und künstlerischen Ergebnisse aus dem Ateliersemester von Prof. Valentin Wormbs, Fakultät Architektur und Gestaltung, Studiengänge Kommunikationsdesign, im Wintersemester 2017/18.