Praktikum Simulationstechnik

Simulation, die Nachbildung von realen oder prototypischen Systemen sowie der virtueller Betrieb, ist ein immer wichtiger werdender Bereich in den Ingenieurswissenschaften. Es existiert kaum mehr ein Bereich, in dem Modellbildung und Simulation keine Rolle spielt.

Das Praktikum Simulationstechnik vermittelt praktische Erfahrungen bei der Modellierung und Simulation von technischen Produkten und Prozessen. Mit Hilfe des Simulationswerkzeugs Matlab/Simulink und der auf Zustandsautomaten basierenden Toolbox Stateflow lernen die Teilnehmer, kontinuierliche und ereignisorientierte Prozesse in einem Simulationsmodell abzubilden und mit Hilfe geeigneter Methoden zu optimieren.

Als Modellierungsobjekt dient eine automatisierungstechnische Laboranlage, wie sie in der Prozessindustrie eingesetzt wird. Schrittweise werden die kontinuierlichen Simulationsanteile Hardware und Mechanik in Matlab umgesetzt, sowie die ereignisorientierte Steuerung mit der Toolbox Stateflow nachgebildet. Die erstellten Einzelmodelle werden zu einem hybriden System verknüpft.

Das Praktikum findet zweimal pro Semester als einwöchige Blockveranstaltung in der vorlesungsfreien Zeit statt. Die bis zu neunzig Teilnehmer arbeiten in Zweierteams. Um die geforderte hohe Eigenleistung und der großen inhaltlichen Umfang erbringen zu können, stehen ein Team von Tutor*innen zur Verfügung. Für die erfolgreiche Teilnahme am Praktikum Simulationstechnik werden Kenntnisse aus folgenden Lehrveranstaltungen des Grundstudiums empfohlen:

• Höhere Mathematik
• Regelungstechnik

Aufgebaut ist das Praktikum in vier Einheiten. Der erste Tag startet mit einführenden Fragestellungen zu Matlab, Simulink und Stateflow. Am folgenden Tag muss bereits ein erstes vollständiges System, einer Pick-And-Place Unit, nachgebildet werden. Die kontinuierlichen Zusammenhänge werden in Simulink, die zustandsbasierte Steuerung mit Stateflow modelliert. In den beiden darauffolgenden Tagen muss eine Abfüllanlage, wieder aufgeteilt in kontinuierlichen und ereignisgesteuerten Teil, nachgebildet werden. Am letzten Tag sollen der Betrieb der nun als Modell vorliegenden Systeme optimiert werden. Hierfür müssen entsprechende Algorithmen als Matlab-Skripte umgesetzt und der Betrieb der Simulink-/Stateflow-Modelle unter unterschiedlichen Betriebsparametern analysiert werden.