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Steuerung und Visualisierung der Prozesse, maschinelles und technologisches Engineering, Informationssysteme

 

Automatisierte
technologische Anlagen

Teleskope und Observatorien

Projekt des Jahres -
Voll robotisiertes Observatorium der Firma ProjectSoft HK AG

Meteorologische Daten für die Benutzer des Observatoriums live hier.

Nach der langjährigen Erfahrung im Bereich der Automatisation und Robotik astronomischer Geräte, mit der Nutzung des eigenen Know-how und in Zusammenarbeit mit dem Astronomischen Institut UK Prag haben wir das Projekt „Entwicklung der Technologie für schnelles robotisiertes Observatorium und Laserkommunikationssysteme“ mit der Subvention der Technologischen Agentur der Tschechischen Republik (TA CZ) gegründet. Innerhalb von nur 18 Monaten haben wir ein zur Gänze robotisiertes Observatorium mit dem Namen „BLUE EYE“ entworfen, gebaut und installiert.

Auf der ultraschnellen Montage Alt/Az (Umstellgeschwindigkeit bis zu 90°/Sek) wurde ein Teleskop des optischen Systems RC mit einem Durchmesser von 0,6m installiert. Die Montage wurde mit der modernsten Steuerung mit direct-drive Antrieben und ausschließlich mit den Industriekomponenten inklusive PLC Beckhoff ausgestattet. Die Spezialkuppel wurde zusammengestellt damit sie eine schnelle Öffnung ermöglicht und schnelle Umstellungen des Teleskopes nicht blockiert. Die gesamte moderne Industrieelektronik wurde in einem Spezialcontainer installiert und die Vielzahl der meteorologischen Sensoren kümmern sich um die absolute Sicherheit des Observatoriums.

Die Beobachtung kann in mehreren Modi erfolgen. Lokale, Fern- und volle Robotikbeobachtung mit Nutzung der Planungssoftware, wobei der Beobachter im Bett schlafen kann und das Teleskop ganz allein arbeitet. Eine Selbstverständlichkeit ist die Kommunikationsschnittstelle für besondere Kundenlösungen mit einem ASCOL Protokoll. Ziel des Projektes sind die Universalität, Selbstbedienung, ein schneller Arbeitsbeginn und Mobilität. Alles kann man einfach und leicht demontieren, verziehen und wieder zusammenstellen ohne die Notwendigkeit Betonpfeiler zu errichten. Die Aufbaukosten werden dadurch wesentlich reduziert.

Blue Eye wurde zum Testen mit der freundlichen Genehmigung des Astronomischen Institutes der tschechischen wissenschaftlichen Akademie im Observatorium in Ondřejov im Zentralböhmen aufgestellt.

Dieses komplexe Observatorium kann nicht nur in der Astronomie, sondern auch beispielweise bei der Beobachtung von Gammablitzen, für Laserterminale und Weitenmessgeräte, für Untersuchungen der kosmischen Abfälle / Satelliten usw. verwendet werden.

Für künftigen Kunden planen wir mehrere Verwendungsvarianten und das Observatorium wird schlüsselfertig inklusive Installation geliefert.

Warum ProjectSoft

Unser Spezialgebiet ist die Rekonstruktion bestehender astronomischer Teleskope, Kuppeln, Spektrographen und anderer astronomischer Geräten, die gesteuert, robotisiert und automatisiert werden sollen. Unsere Lösung inkludiert kurze Liefertermine innerhalb von Wochen inklusive schlüsselfertige Lieferungen. Wir nutzen nur Industrielösungen und Komponenten, die deutlich die Lebensdauer der modernisierten Geräte verlängern. Damit haben wir die heiße Frage der astronomischen Geräte gelöst was die Ersatzteile sind. Derzeit sind alle Ersatzteile überall unabhängig vom Lieferanten lieferbar.

Unser astronomischer Anfang

Als Beginn der Robotisierung von astronomischen Teleskopen erachten wir Robotisierung des Miniaturobservatoriums des Amateurastronomen Herrn Zdenek Bardon (ProjectSoft HK a.s.) und die nachfolgende Realisierung der Bedienung des Teleskopes mit einem Spiegeldurchmesser von 0,5m. Diesen astronomischen Anfang haben wir uns später zum Gewinn des Ausschreibungsverfahrens und die nachfolgende Realisierung der Bedienung eines 2 Meter Perk Teleskops des Astronomischen Institutes der Wissenschaftlichen Agentur der Tschechischen Republik in der Sternwarte Ondřejov zu Nutzen gemacht.

Unsere Erfolge

ESO - Robotisierung 1,54 Meter dänisches Teleskop in La Silla Chile

Unser Spezialgebiet ist die Rekonstruktion bestehender astronomischer Teleskope, Kuppeln, Spektrographen und anderer astronomischer Geräten, die gesteuert, robotisiert und automatisiert werden sollen. Unsere Lösung inkludiert kurze Liefertermine innerhalb von Wochen inklusive schlüsselfertige Lieferungen. Wir nutzen nur Industrielösungen und Komponenten, die deutlich die Lebensdauer der modernisierten Geräte verlängern. Damit haben wir die heiße Frage der astronomischen Geräte gelöst was die Ersatzteile sind. Derzeit sind alle Ersatzteile überall unabhängig vom Lieferanten lieferbar. Diese Stellung hat uns zur Rekonstruktion der Steuerung und kompletter Fernbedienung des dänischen Teleskopes mit einem Spiegeldurchmesser von 1,54 m in LaSilla in Chile gebracht. Dieses Teleskop wird aus Europa ohne Anwesenheit des Beobachters bedient.

ESA – Robotisierung OGS 1 Meter Teleskop in Teneriffa Kanarische Inseln

Hauptziel des Projektes war die Erweiterung der Möglichkeiten und Steigerung der Präzision der Trajektorie der sich in der Nähe der Erde bewegenden Objekte. Wir berechnen nicht nur Satelliten, sondern auch kosmische Abfälle, Asteroiden usw. Die Projektergebnisse können in vielen Applikationen, zum Beispiel in Landstationen für Meteosat 3. Generation, GMES Satelliten und optischen Landstationen genutzt werden.

Das ursprüngliche System hat mehrere Mängel toleriert, zum Beispiel niedrige Präzision, Unzuverlässigkeit und Alter. Unsere Hauptaufgabe war die Entwicklung eines neuen innovativen Steuerungssystems, dessen Hauptattribute eine hohe Präzision und Umstellungsgeschwindigkeit, Zuverlässigkeit, Sicherheit, einfache Servicemöglichkeiten, Funktionalerweiterung und Offenheit gegenüber anderen anknüpfenden Systemen sind.

Das Projektergebnis ist die Installation des industriellen Steuerungssystems auf OLS (Optische Landstation) auf der kanarischen Insel Teneriffa. Diese Optische Landstation ist im Eigentum der ESA (Europäische Weltraumorganisation), die sich auf Laser- und Satellitenkommunikationen spezialisiert.

2 Meter Teleskope

2 Meter Teleskope Carl Zeiss Jena

Unsere Firma hat erfolgreich 4 (vier) von 5 (fünf) produzierten 2 Meter Carl Zeiss Jena Teleskopen robotisiert.

Die Robotisation und Steuerung astronomischer Teleskope ist eine sehr komplizierte Aufgabe. Die Lösung verlangt gute Kenntnisse in vielen Fachgebieten - Mathematik, Theorie der Steuerung, Astronomie, fortgeschritten Technik der Programmierung usw. Die langjährigen Erfahrungen mit der Automatisierung in verschiedenen Fachgebieten hat uns wesentlich geholfen. Paradoxerweise ist die industrielle Steuerung der Steuerung der Teleskope sehr ähnlich. Das Schlüsselelement unserer Lösung ist die Verwendung industrieller Standardkomponenten und programmierbarer Automaten. Diese einzigartige Lösung steigert deutlich die Sicherheit und Zuverlässigkeit der astronomischen Geräte.

Größtes tschechischen 2 Meter Perk-Teleskop in Ondřejov

Steuerungssystem, Fernrobotisierung

Bei der Steuerung des Teleskopes wurde ein völlig industrielles Standardsteuerungssystem der Firma Siemens verwendet. Um dies zu ermöglichen, haben wir ein spezielles Set mathematischer Dateien gebildet. Das komplette Steuerungsprogramm arbeitet direkt im programmierbaren Automaten (PLC). Alle Berechnungen spielen sich in einem Prozessor mit der Elimination der Fernkommunikation ab. Dadurch wird die maximale Zuverlässigkeit der Steuerung garantiert. Die Personalcomputer dienen lediglich zur Visualisierung und Bedienung. Ein Teleskop kann man auch ohne Personalcomputer, mit Hilfe des Standardprotokolls TCP/IP bedienen. Damit ist eine komplette Fernrobotisation des Teleskops möglich. Unsere Lösung bietet vor allem zugängliche Ersatzteile und eine lange Lebensdauer an.

Arbeitsbeginn des Teleskopes auf der Koordinate

Das Korrektionsmodell wird direkt im Steuerautomat eingebaut und eliminiert die niedrige mechanische Präzision des Teleskopes. Wir haben eine deutliche Verbesserung der Präzision beim Beginn der Arbeiten mit dem Teleskop mit neuen Koordinaten sowie dem Halten des beobachteten Objektes im Visierkreuz erreicht. Dank der durchgearbeiteten Regulierung wurden der Arbeitsbeginn und das Arbeitsende beschleunigt. Damit wird die Zeit zur Umstellung auf neue Koordinaten deutlich reduziert. Zum Beispiel wird die Präzision beim Arbeitsbeginn des 2 Meter Teleskopes von den ursprünglichen 300 Arcs auf die bestehenden 6 Arcs verbessert! Das System inkludiert Berechnungen der Prozesse, Refraktion, Korrektion der Aberration, Nutation, usw.

Autoguider

Unser System ermöglicht externe Kameras für ein sehr genaues Autoguiding zu nutzen.

Sicherheit

Ein wichtiger Beitrag der Rekonstruktion ist die Steigerung der Sicherheit bei der Bewegung des Teleskopes. Alle Grenzpositionen werden mit zwei oder drei Sensoren kontrolliert. Das System beobachtet die Wetterbedingungen und ist anpassungsfähig. Die Integration der Kuppelbedienung mit dem sanften Anlauf aller Motoren zur Elimination der Vibrationen ist selbstverständlich.

Warum ein industrielles PLC

Dank unseren 20 jährigen Erfahrungen mit der industriellen Automatisation waren wir imstande das gleiche Steuerungssystem, das die Produktion in der Brauerei Budweiser Budvar, n.p. (und nicht nur dort) steuert, auch für eine anspruchsvolle Steuerung der astronomischen Teleskope zu nutzen. Diese Lösung hat folgende Vorteile:

  • lange Lebensdauer aller Komponenten
  • reichhaltiges Sortiment erweiterter Karten, Eingänge, Ausgänge, Zähler usw.
  • problemlose und weltweit erreichbare Servicedienstleistungen und Ersatzteile

Die Benutzung des industriellen Standartsteuerungsautomaten ist günstiger als ein klassischer Computer. Die ist unabhängig von der gewöhnlich höheren Rechenleistung und der flexibleren Möglichkeiten des klassischen Computers, weil:

  • das komplette Steuerungsprogramm automatisch arbeitet. Alle Berechnungen in einem einzigen Prozessor ohne Notwendigkeit der Fernkommunikation erfolgen. Damit wird eine maximale hohe Zuverlässigkeit der Steuerung gesichert.
  • der Automat hat eine wesentlich höhere Zuverlässigkeit im Vergleich zum klassischen Personalcomputer
  • der Automat inkludiert ein vollwertiges RealTime Betriebssystem

Die Personalcomputer sind lediglich zur Visualisierung und zur Bedienung bestimmt. Das Teleskop kann man auch ohne Personalcomputer mit dem Standardprotokoll TCP/IP bedienen. Die Platzierung der kritischen Segmente der Teleskopsteuerung im PLC Automat und der Behelfsteile im Personalcomputer ermöglichen eine komplette Fernrobotisierung des Teleskopes.

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