Praktikumsbericht - Vis

Juli 99VisionenPraktikum in derSiemens Schweiz AGVerkehrstechnikNach dem mühsamen 2. Vordiplom wollteich mal etwas anderes machen: zuerst Ferienund dann das Industriepraktikum...Dabei wollte ich das Praktikum nicht einfachabsitzen, sondern etwas interessanteslernen. Bei Siemens Verkehrstechnik konnteich dann etwas entsprechendes, etwasan der Schnittstelle zwischen Hardware undSoftware, machen.STEPHAN WÜRMLINAUSGANGSLAGEDer Geschäftsbereich Verkehrstechnik der SiemensSchweiz AG entwickelt die punktförmige Übertragungvon Signaldaten zur elektronischen Beeinflussungvon Zügen. Die Daten werden, basierend aufden Normierungen des European Train Control System(ETCS), von einem Sender auf den Gleisen, einersogenannten Balise, über eine Empfangseinheitan der Unterseite der Lokomotive in den Fahrzeugrechnerübermittelt.Die Komponenten werden zuerst firmeninternauf der Teststrecke Winterthur - Wil getestet undanschliessend in der Pilotinstallation auf der StrekkeLandquart - Ziegelbrücke praktisch erprobt.Im Rahmen der Pilotinstallation sind umfangreicheMessungen vorgesehen, welche die Funktionstüchtigkeitder neu entwickelten Komponentendokumentieren und für die Serieausrüstung weitereAnhaltspunkte liefern sollen.PROBLEMSTELLUNG / PROJEKTBESCHREIBUNGMeine Aufgabe bestand darin, diejenigeMessanordnung zu konzipieren und zu realisieren,14welche im praktischen Einsatz auf der TeststreckeWinterthur - Wil eingesetzt wird, um die Komponentenzu testen.PRAKTIKUMSBERICHTIn der ersten Woche las ich mich in die Thematikein. Ich erarbeitete ein Pflichtenheft, indem ich Zielsetzungen,Konzepte und Spezifikationen beschrieb.Ebenfalls gestaltete ich einen Terminplanmit Milestones zum Überblick über die Projektentwicklung.Fühlte ich mich zu Anfang der Wochenoch überfordert von der Problematik und den vielenFachbegriffen, konnte ich schon Ende der erstenWoche erste Lösungsansätze realisieren.In der zweiten Woche waren administrativeAufgaben an der Reihe. Durch die Spezifikationenwusste ich, welchen Anforderungen der Industrie-Computer, die Datenerfassungskarten und die Softwaregenügen mussten, die die Messanordnungbildeten. So machte ich mich auf die Suche nachden geeigneten Komponenten. Da kam mir die guteBetreuung zugute, ohne die ich mich in diesemDschungel nicht zurecht gefunden hätte. Nachdemich alle Komponenten ausgewählt hatte, musste ichsie bestellen. Weitere Probleme stellten sich im Anschlusskonzept,denn vom Empfangsgerät derEURO-Balise werden Daten übertragen, die ich indieser Form nicht in den Computer speisen konnte.So wurde in unserer Gruppe ein Konzept entwikkelt,welches die seriellen Daten über ein Schieberegisterparallel in einem FIFO-Speicher sichert, ausdem ich dann vom PC über eine digitale I/O-Kartelesen konnte. Neben den verschiedenen Umwandlungendiente dieses Konzept natürlich zur Pufferungder Daten, denn PC-seitig konnte ich unmöglichgenügend schnelle Übertragungsraten garantieren(ca. 565 kBit/s waren gefordert).hier kommt irgend ein spruch

Visionen Juli 99Anfangs der dritten Woche befasste ich mich mitder Softwarekonzeption. Festgelegt war eigentlichnur, dass mit der objektorientierten Windows-OberflächeTestPoint von Capital Equipment Corp. gearbeitetwerden sollte. Nach dem Einarbeiten erstellteich einfache Programme, um mich langsamzurechtzufinden. Das Konzept zielte einerseits darauf,dass einfache Prozesse, wie zum Beispiel dieGeschwindigkeitsmessung über ein Radargerät,durch die TestPoint-eigenen Bibliotheken ausgeführtwerden sollten.Andererseits mussten wegen der speziellen Anforderungenaufgrund des Lesens von Balisendateneigene Bibliotheken erstellt werden, um diesean TestPoint anbinden zu können. Konkret wollteich Programme in C und C++ schreiben und sie alsDynamic Link Libraries anbinden.So entwickelte ich in der vierten Woche ein Programmin Borland C++, das über die serielle Schnittstelledes PCs eine Empfangseinheit des Global PositioningSystems (GPS) ansteuerte.Dazu musste ich zuerst die Adressen der Kontroll-und Datenregister der seriellen Schnittstelleausfindig machen. Auf dem Internet fand ich dienötigen Informationen und Spezifikationen darüber.Für die binären Daten entwickelte ich einenParser, der aus diesem 120 Byte grossen Satz die fürmich relevanten Daten wie aktuelle Zeit, LängenundBreitengrade, sowie Geschwindigkeit herausfilterteund sie in eine Datei speicherte. Nach dieserWoche waren endlich auch die letzten Hardware-Komponenten,der Industrie-Computer undein LCD-Monitor, eingetroffen. Nun musste ich dieApplikation in TestPoint, die inzwischen auch Fortschrittegemacht hatte, von Windows 3.1 auf Windows95 portieren, was nicht leicht zu bewerkstelligenwar. Dafür konnte ich die Samplingrate derKanäle der I/O Karten nochmals erhöhen, da dieanderen Befehle weniger Zeit beanspruchten.In der sechsten Woche war ich dann soweit, dieMessapplikation testen zu können. Wir bauten amArbeitsplatz ein geeignetes System mit einer richtigenBalise auf, die man von Hand über eine Empfangseinheitbewegte und so eine Überfahrt simulierte.Zwischen der siebten und neunten Wocheprüfte ich das System auf Herz und Nieren, so dassich am Messplatz keine Probleme mit dem System,geschweige denn Totalabstürze, mehr hatte.In der zehnten Woche installierten wir das ineinen 19"-Schrank eingebaute System in einen Postwagender S-Bahn S35, die dann zwischen Winterthurund Wil im normalen Fahrplan verkehrte. Nachzwei Fahrten musste ich feststellen, dass das Systemeinwandfrei funktionierte. Aufgrund des Abstandsder Balisen von drei bis vier Metern, immer zweioder vier hintereinander, wurde aber bei Geschwindigkeitenvon über 100 km/h immer nur die ersteBalise eingelesen. Also musste ich das Softwarekonzeptnochmals überdenken und neue Lösungensuchen.Während der nächsten zwei Wochen befassteich mich mit diesem Problem; und Ende zwölfterWoche konnte die Software, mit verschiedenen`Timeouts` versehen, auch mehrere Balisen im Abstandvon wenigen Metern erkennen. Ebenfallsmusste ich nach dem Analysieren der Daten feststellen,dass die Streckenmessung nicht genau war,was auf die nicht genügend schnelle Implementationeines Counters zurückzuführen war.Dieses Problem wurde hardwareseitig gelöst. Diedreizehnte Woche diente der Weiterführung undBeendigung der Dokumentation und der Übergabedes Projektes an einen Siemens Schweiz VT-Mitarbeiter.FAZITDiesem Praktikum verdanke ich viele gute Erfahrungenin der Projektentwicklung und in der Programmierungin C und C++. Während dieser dreizehnWochen konnte ich die Konzeption und Realisationeines Projektes miterleben und mitgestalten.Meine Kenntnisse der Sprache C und C++konnte ich währenddessen sinnvoll anwenden undergänzen.Aufgrund meines Einsatzgebietes nahe der Elektrotechnikerhielt ich viele Kenntnisse von praktischenAnwendungen in der Elektro- und Digitaltechnik.FIFO-Speicher, FPGA und GAL sind nun keineFremdwörter und keine theoretischen Gebildemehr. Ich erhielt Einblicke in die Anwendungsgebietedieser Komponenten.Ich wurde gut in eine Projektgruppe aufgenommenund integriert. Die Betreuung und die Atmosphärewaren genauso freundlich und kollegial wiedas Verhältnis zu den Vorgesetzten.Ich möchte mich an dieser Stelle herzlich bei ihnenbedanken.hier kommt irgend ein spruch 15

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