Automation für Drohnenlandeplatz

USE CASE

Unsere Kompetenzen in diesem Projekt

 

OPC UA
CODESYS-Steuerung
Docker Container
Data Exchange Layer
Schaltschrankbau
  Automat Drones 

Beschreibung des Anwendungsfalls

Drohnen können heute eine Vielzahl von Aufgaben übernehmen, die früher kostspielig und zeitaufwändig oder für die Beteiligten nicht ganz ungefährlich waren. Unter Umständen musste der Betrieb in dieser Zeit sogar stillgelegt werden. 

Unser Kunde ist auf unbemannte Luftfahrtsysteme spezialisiert und schafft effiziente Lösungen: Flächen können vermessen, kartiert und digitalisiert oder Industrieanlagen regelmäßig inspiziert werden. Ein hoher Automatisierungsgrad ermöglicht eine schnelle Planung und eine sichere, kostengünstige Durchführung.

In diesem Anwendungsfall setzt der Endkunde Drohnen ein, um einen Warenumschlagplatz permanent zu überwachen und zu analysieren. Die eingesetzten Drohnen benötigen definierte Landeplätze zum Übernachten und vollautomatische Verladeeinrichtungen in einer geschützten Umgebung.

Bei der Entwicklung der Überwachungs- und Analysegeräte für den Endkunden, zu denen Drohnen und Andockstationen gehören, setzte unser Kunde auf die Expertise der OPC UA-, Codesys- und EtherCAT-basierten Automatisierungslösung von SALZ Automation. Die Lösung musste autonom arbeiten und eine geschützte Umgebung sowohl für die Drohnen als auch für die Anlage gewährleisten.

Leistungsanforderungen

 

Ladeprozess

Die Drohnen werden über eine ausfahrbare Kontaktstange geladen. Das Ladesystem besteht aus Sensoren und Aktoren, die sich auf dem Docking Pad befinden.

Anforderung

Die Anforderung bestand darin, die Position der Drohne anhand der Daten dieser Sensoren und Aktoren zu bestätigen und das Ladekabel, das an der ausziehbaren Stange befestigt ist, auszufahren. Das System musste autonom sein.

 

Positionierung

Die Drohnen müssen für den Ladevorgang exakt auf dem Landeplatz positioniert werden. Sie sind mit einer von unserem Kunden entwickelten Software zur Videobildanalyse ausgestattet. 

Anforderung

Die Anforderung bestand darin, auf die Daten dieser Anwendung zuzugreifen und sie in die Infrastruktur der Andockstelle zu integrieren, um sicherzustellen, dass sich die Drohne in der richtigen Position befindet, bevor der Ladealgorithmus ausgelöst wird.

 

Schutz und Überwachung

Die Andockstelle befindet sich in einer Höhe von 30 m und ist durch ein Kuppelsystem geschützt. Der Prozess der Landung, Positionierung und des Ladekontakts wird videoüberwacht, um Fehlerzustände visuell erkennbar zu machen.

Anforderung

Die Anforderung war es, dieses System mit dem Automatisierungssystem zu integrieren.

Einzelne Schritte des Projekts

 

1.

Die Produkte von SALZ Automation wurden zur Erkennung der Landungssituation eingesetzt. Die Landeposition wird mit Hilfe der Kameras am Landeplatz erkannt. Das Automatisierungssystem ist mit dem Kontrollzentrum verbunden und kann so auf Daten aus dem Gebäudemanagementsystem (BMS) zugreifen.

2. 

Die Steuerung des Ladestabes erfolgt über verschiedene im System integrierte Aktoren und Komponenten. Die Videosignale werden im Steuerungssystem ausgewertet. Zu diesem Zweck entwickelte der Betreuer einen eigenständigen Algorithmus, der auf dem SALZ Automation Controller AMAX-80C mittels Docker-Image eingesetzt wurde.

3.

Nach der Landung auf der richtigen Position wurde die Logik für die Bewegung über die Linearachse mit CODESYS in SALut.Studio, der SALZ Automation Programmierumgebung nach IEC61131-3, entwickelt. Die Kommunikation zwischen Laufzeit und Videobildanalyse erfolgt über OPC UA mit CODESYS Master auf der SALZ Automation Controller AMAX-80C.

Der Data Exchange Layer (D.E.L) wird ebenfalls für den erlaubten Datentransfer und -austausch eingesetzt.

4.

Für die Endkundenlösung wurden Schaltschränke entworfen, damit alle Landeplätze für die Drohnen die gleiche Struktur haben. 

 

Architektur des Projekts

Ergebnis

Die Umsetzung des Projekts war für den Kunden schnell und einfach, da er die Videobildanalyse unabhängig vom Automatisierungssystem entwickeln konnte. Die Anbindung an die Runtime erfolgte in der D.E.L. über den non-realtime OPU UA Server.

Für die endgültige Kundenlösung wurden Schaltschränke entworfen, so dass alle Landeplätze für die Drohnen den gleichen Aufbau haben. 

CODESYS I  OPC UA  I  Docker Container  I  Data Exchange Layer  I Schaltschrankbau
Für das Drohnenprojekt konzipierter Schaltschrank

Wir bieten maßgeschneiderte Automatisierungslösungen, unterstützt durch umfassendes Know-how in den Bereichen Automatisierung, Embedded-Entwicklung und Produktpalette.

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