xplore New Automation Award 2012 - A Documentation

xplore New Automation Award 2012 - A Documentation | Phoenix Contact

Roland Bent | Executive Vice President, Phoenix Contact VORWORT ZUM 5. xplore New Automation Award 2012 xplore New Automation Award: das ist der Titel unseres Technologiewettbewerbs. Schaue ich im englischen Wörterbuch unter „to explore“ nach, dann fallen mir drei Worte ins Auge: ERKUNDEN ERFORSCHEN AUFSCHLIESSEN Und genau das sollen die Schüler, Studierenden und Auszubil- denden beim xplore New Automation Award machen. Wir wol- len ihnen den Raum für Kreativität geben, damit sie ihre eigenen Ideen erkunden können, die sie sonst vielleicht nicht beachtet hätten. Wir wollen ihnen die Möglichkeit geben, diese Ideen noch weiter in der Tiefe zu erforschen und zu entwickeln. Und wir wollen ihnen einen Schlüssel geben, mit dem sie die Tür zur Umsetzung ihrer Ideen aufschließen können. In meiner Tätigkeit als Juryvorsitzender des xplore New Auto- mation Awards habe ich in den letzten Jahren so viele bemer- kenswerte Projekte gesehen, die mich immer wieder begeistert haben. Und ich habe gesehen, wie junge Menschen mit der Realisierung ihrer Ideen gewachsen sind und Selbstvertrauen gewonnen ha- ben. Das sind die Erfinder, Forscher und Entdecker von morgen. Und mit ihren Erfindungen werden sie die Welt verändern und sie mit ihren Ideen inspirieren. Ich freue mich schon jetzt auf die Projekte und Teams, die wir beim nächsten Wettbewerb kennenlernen und bewerten dürfen.

PREFACE TO THE 5TH xplore New Automation Award 2012 xplore New Automation Award: this is the title of our techno- In my position as jury chairman of the xplore New Automation logy competition. If I look into an English dictionary under “to Award I saw so many remarkable projects in the last years which explore”, three words are eye-catching: inspired me again and again. INVESTIGATE STUDY DEVELOP And I saw how young people have grown with their ideas and have gained self-confidence. These are inventers, researchers and explorers of tomorrow. And with their innovations they will change the world and will inspire with their ideas. And exactly this shall be done by the pupils, students and trai- Now, I am already looking forward to the projects and teams nees at the xplore New Automation Award. We want to give which we may get to know and assess at the next competition. them space for creativity so that they can investigate their own ideas which they otherwise would perhaps not have considered. We want to give them the possibility to study and develop these ideas even further in its depth. And we want to give them the key with which they can open the door for implementing their ideas.

5. xplore New Automation Award 2012 „Erﬁnder sein kann jeder“ „Technikbegeisterung in die Schulen bringen – der Gedanke stand ganz am Anfang“, erinnert sich Klaus Hengsbach, der den „xplore New Automation Award“ im Jahr 1998 ins Leben gerufen hat. „Wir geben jungen Menschen die Chance, ihre Ideen und Pro- jekte umzusetzen. Jeder kann Erfinder sein, manchmal braucht man eben nur die richtige Unterstützung und einen Anlass.“ Jetzt schon zum fünften Mal hat Phoenix Contact den xplore New Automation Award ausgerichtet. Eröffnet von Cornelia Pieper, Staatsministerin im Auswärtigen Amt, konnten im Januar 2011 Studenten, Schüler und Auszubildende aus technischen Bereichen mit ihren Ideen zum Thema Automatisierungstechnik durchstarten. Über 100 Projekte kommen aus der ganzen Welt. Die achtköp- fige Jury aus Wirtschaft, Wissenschaft und Verbänden nominiert in einem sehr detaillierten Prozess 30 Projekte, die im Headquarters von Phoenix Contact vorgestellt werden. Dort werden die Gewinner ausgelobt, die im gleichen Jahr auf der Hannover Messe vom amtierenden Bundeswirtschaftsminister Dr. Philipp Rösler erneut geehrt werden. Dieses Buch zum Wettbewerb 2011/2012 soll einen Einblick in die Projekte und auch die Stimmung der Teilnehmer geben. Nicht nur der Spaß an dem Erfinden, dem Tüfteln und dem Bau- en steht im Vordergrund. Es ist eine Zusammenkunft von jungen Experten aus der ganzen Welt. Und so wird die Veranstaltung durch interkulturelle Begegnungen und den Austausch zu einem großen Erlebnis für alle. Viel Spaß beim Lesen und lassen Sie sich einfach inspirieren!

5TH xplore New Automation Award 2012 „Everybody can be an inventor“ “To bring technology motivation into the schools – this idea was There, the winners are offered a reward and will be honored the beginning of all”, remembers Klaus Hengsbach who started again at the Hanover trade fair by Dr. Philipp Rösler, the sitting the “xplore New Automation Award” in 1998. Federal Minister of Economics. “We give young people the opportunity to implement their This book regarding the 2011/2012 competition shall give an ideas and projects. Everybody can be an inventor, sometimes impression of the projects and also of the participants´ spirit. you only need the appropriate support and motive.” Young people have fun to invent, puzzle over and construct the inventions and also to meet other young experts from all over Now, Phoenix Contact has arranged the xplore New Automati- the world. And in this way, the event becomes a great experi- on Award for the fifth time already. Students, pupils and trainees ence for all due to intercultural meetings and the exchange of from technical areas can register for the competition with their ideas. ideas on automation technology. Over 100 projects come from all over the world. The jury Enjoy reading and get inspired! of eight from the area of economy, science and associations nominates 30 projects in a very detailed process, which are then presented at Phoenix Contact headquarters.

INHALTSVERZEICHNIS | TABLE OF CONTENTS Buildings Category Wäschewasch-Automat | Automated Laundry Machine Solarzellenreinigungsroboter | Solar Cell Cleaning Robot Energiesparende Kühlung | Energy-Saving Cooling System Energiesparende Klimaanlage | Energy-Saving Air Conditionig System Education Category Elektrofahrrad | Electric Bike DNA | Didactically Networked Automation Schwebetransport-Modell | Model for Suspended Transport Intelligente Aufladestation | Smart Charging Pile Training Panel Environment Category Photovoltaik Ladestation | Photovoltaic Power Plant Flugdrachen Wind-Generator | Kite-Based Wind Generator El Quadro Vogelscheuche | Scarecrow Meerwasserentsalzung | Desalination of Seawater The Emocity Project Flaschen-Sortier-System | Bottle Sorting System 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36 38 40 42 44 46 Factory Category Auswerten von Messdaten | Evaluation of Measuring Data Ferngesteuerte Daten-Akquise | Remote Data Acquistion Automatische Montage | Automated Assembly Palettieranlage | Palletizing System Link-a-Lot Mini CNC Machine Selektiver Montageprozess | Selective Assembly Process Recreation Category Automatisierter Kickertisch | Automated Soccer Table Pastablitz Cocktail-Maschine | Cocktailmachine Vier Gewinnt | „Connect Four“ Game Wäschefalt-Maschine | Clothes Folding Machine Jonglier-Maschine | Juggling Machine 48 50 52 54 56 58 60 62 64 66 68 70 72 74 76

Cooling System Passive House Green House Green Buildings Low Energy Air Conditioning Human Machine Interface Solar Panels i e n h c a M y r d n u a L y t e f a S Eine Fernbedienung für ein ganzes Haus? Was in alten Filmen noch eine Zukunfts- vision war, ist heute schon auf vielen Gebieten so normal, dass es uns kaum noch auffällt. Doch hier gibt es einige neue Entwicklungen, die man wirklich nur in der Fiktion vermuten würde. A remote control for a whole house? What has been a future vision in old movies has become so normal in many areas today that hardly anybody notices it anymore. However, there are some new developments which you actually would only expect in fiction.

WÄSCHEWASCH-AUTOMAT | AUTOMATED LAUNDRY MACHINE 1 Avans | Hertogenbosch/Netherlands Ein völlig automatisches Haus – eine Vorstellung wie aus einem Film. Das niederländische Team wollte mit seinem Projekt zeigen, dass die Automatisierung eines ganzen Hauses möglich ist. Zu diesem Zweck konstruierte es ein HMI (Human Machine Interface). Zur Demonstration des HMI entwickelte es den Wäschewasch-Automaten, der die Wäsche transportiert, sortiert, lagert und wäscht. Für gewöhnlich steuern Hausautomatisierungssysteme lediglich die Automation für einen bestimmten Teil oder ein be- stimmtes Gerät eines Hauses, doch mit dem HMI ist eine vollständige Automation möglich. Das Interface wurde speziell für Leute ohne technisches Fachwissen erdacht und konstruiert, was eine großräumige Vermarktung möglich macht. A completely automated house – an imagination like a scene from a movie. The Dutch team wanted to show with its project that the automation of a whole house is possible. For this reason, it created a HMI (Human Machine Interface). A laundry machine which transports, separates, stores and washes the laundry was developed in order to demonstrate the HMI. Normally, house automating systems only control the automation of a certain part or certain device of a house, but with the HMI a complete automation is possible. The interface was specially made and developed for people without technical know- ledge which offers a large-scale marketing. 12 | Buildings Category

SOLARZELLENREINIGUNGSROBOTER | SOLAR CELL CLEANING ROBOT 2 HARMAN Becker Automotive Division | Straubing/Germany Solar- und Photovoltaikanlagen sieht man mittlerweile immer öfter auf den Dächern von Gebäuden. Damit sie auch effektiv die Sonnenstrahlung nutzen können, sollten sie so sauber wie möglich sein – und da kommt unser zweiköpfiges Studententeam aus Bayern ins Spiel. Diese haben nämlich einen automatischen Solarzellenreinigungsroboter konstruiert. Dieser bewegt sich selbständig auf den Solarpanels. Er erkennt Fugen, Hindernisse und den Rand der Fläche. Bei Unebenheiten positioniert er sich solange neu bis all seine Saugfüße auf einer glatten Oberfläche stabil stehen. Außerdem weiß er, wann sein Akkustand niedrig ist und bewegt sich dann automatisch zur Ladestation, die an der kompletten unteren Kante der Solarfläche angebracht ist. Ist er aufgeladen, nimmt er seine Arbeit wieder auf. By now, solar and photovoltaic systems can be seen increasingly often on building roofs. They should be as clean as possible in order to be able to effectively use solar radiation – and here, our team of two students from Bavaria, Germany comes into play. They namely have constructed an automated solar cell cleaning robot. It moves independently on the solar panels. It spots joints, obstacles and the borders of the surface. In case of unevenness it positions itself as long in a new way as its suction feet stand stable on a flat surface. Furthermore, it knows when its battery is low and then automatically moves to the charging station which is mounted under the complete edge of the solar surface. When it is recharged, it begins to work again. 14 | Buildings Category

ENERGIESPARENDE KÜHLUNG | ENERGY-SAVING COOLING SYSTEM Shanghai University of Electric Power & University of Shanghai for Science and Technology | Shanghai/China 3 Gemeinsam in eine umweltbewusstere Zukunft - Studenten zweier Universitäten beschlossen, ihre Kräfte zu vereinen und arbeiteten gemeinsam an einer energiesparenden Lösung. Das Team der Universitäten Shanghai University of Elec- tric Power und University of Shanghai for Science and Technology in China hat sich mit der Entwicklung einer energie- effizienten Kühlungsmethode beschäftigt. Mithilfe von Kontroll-Algorithmen wird die optimale Anzahl von Klimaanlagen in großen Gebäuden berechnet. Es wer- den hier zudem vermehrt Kühltürme eingesetzt, so dass weniger Klimaanlagen benötigt werden. So wird die Energie optimal genutzt. Together to an environmentally aware future – students of two universities decided to unite their powers and jointly worked on an energy-saving solution. The team of the Shanghai University of Electric Power and the University of Shanghai for Science and Technology in China has engaged in the development of an energy-saving cooling system. By means of control algorithms, the ideal number of air conditioning systems in big buildings is calculated. In addition, cooling towers are increasingly used so that less air conditioning systems are required. In this way, a lot of energy is saved and, at the same time, it is guaranteed that the used energy is optimally applied. 16 | Buildings Category

ENERGIESPARENDE KLIMAANLAGE | ENERGY-SAVING AIR CONDITIONING SYSTEM Sanjiang University | Nanjing/China Klimaanlagen sind in Regionen mit hohen Temperaturen unerlässlich. Allerdings ziehen sie auch viel Strom. Das drei- köpfige Team aus Nanjing, China, hat sich dazu so seine Gedanken gemacht. Ergebnis: ein automatisiertes System für Supermärkte, das flexibel und schnell den idealen Klimatisierungszustand erzeugen kann. Und das funktioniert so: per Bildverarbeitung erkennt das System, wie viele Personen sich in dem Gebäude aufhalten. Abhängig davon werden die Temperaturen in den jeweiligen Abteilungen automatisch reguliert. Die Mitarbeiter kön- nen die Klimatisierung über ein Touch-Panel manuell steuern. Dadurch kann zum Beispiel die Fleischabteilung gezielt kälter eingestellt werden. Die Energie wird damit immer sparsam genutzt. Air conditioning systems are essential in regions with high temperatures. However, they consume a lot of energy. The team of three from Nanjing, China thought about that. Result: An automated system for supermarkets which can flexibly and quickly produce the ideal air conditioning state. And this functions in this way: Via image processing, the system notices how many persons are in the building. In dependence of that, the temperature is automatically regulated in the respective departments. The employees can manually control the temperature via a touch panel. Thus, for example, the meat department can be adjusted in a colder way. The energy is always used in a cost-saving way. 18 | Buildings Category

Programming g Didactics Students n i r i W Suspended Transport E-Bike University State-of-the-Art Hands-on Teaching e l i P g n i g r a h C t r a m S An konkreten Modellen arbeiten – das ist eine der wirkungsvollsten Lernmethoden. Einige Teams haben sich darauf konzent- riert und Modelle entwickelt, mit deren Hilfe Schüler und Studenten Automati- sierungstechnik praktisch erfahren und anwenden können. Working on practical models – this is one of the most effective learning methods. Some teams have concentrated on that and developed models with which pupils and students can practically experience the automation technology.

ELEKTROFAHRRAD | ELECTRIC BIKE Central Dauphin Senior High School | Harrisburg/USA 1 E-Bikes gibt es schon länger, aber das Elektrorad des amerikanischen Teams aus Harrisburg bietet noch einen Mehr- wert: der Strom, den es nutzt, wird mit Solarenergie erzeugt. In der solarbetriebenen Ladestation ist eine Nanoline-Steuerung integriert. Diese überwacht den Ladevorgang des Fahrrads und sendet ein Signal an das Handy des Besitzers, sobald die Akkus aufgeladen sind. E-bikes have already existed for some time, but the electric bike of the American team from Harrisburg still provides an added value: the electricity which it uses is generated by solar energy. A Nanoline control system is integrated in the solar-powered charging station. It monitors the charging process of the bike and sends a signal to the mobile phone of the owner as soon as the batteries are recharged. 22 | Education Category

DNA | DIDACTICALLY NETWORKED AUTOMATION 2 BBS 2 Wolfsburg | Wolfsburg/Germany Vielseitig vernetztes Lernen leicht gemacht - das Team der BBS 2 Wolfsburg entwickelte das Projekt DNA (Didacti- cally Networked Automation), um Schülern und Studenten einen interaktiven und verständlichen Einblick in die Automatisierungstechnologie zu geben. Das System setzt sich aus der E-Learning Plattform Moodle und einer Trainingsstation zusammen. Die Schüler und Studenten können hier erworbenes Wissen praktisch umsetzen. Die Trainingsstation soll hochkomplexe Systeme einfach erklären, um ein globales Verständnis für grundlegende Elektronik zu geben. Multi-networked learning is made easy – the team of the BBS 2 Wolfsburg developed the project DNA (Didactically Networked Automation) to provide pupils and students with an interactive and understandable insight into the automation technology. The system consists of the e-learning platform Moodle and a training station. Here, the pupils and students can practically implement their acquired knowledge. The training station shall easily explain highly complex systems in order to give a global understanding of basic electronics. 24 | Education Category

SCHWEBETRANSPORT-MODELL | MODEL FOR SUSPENDED TRANSPORT University of Warmia and Mazury in Olsztyn | Olsztyn/Poland 3 In der Industrie müssen oft große Teile schnell von von einem Ort zum anderen transportiert werden transportiert werden – dafür wird der so genannte Schwebetransport genutzt. Mittels eines Schienensystems, das an der Decke angebracht ist, können schwere Bauteile an Ketten in großen Produktionshallen an den gewünschten Ort gebracht werden. Das Arbeiten an einem solchen Schwebetransport muss natürlich gelernt werden. Aus diesem Grund hat das pol- nische Team eine automatisierte Schwebetransportstation entwickelt, die gleichzeitig zu Aus- und Weiterbildungs- zwecken genutzt werden kann. An dieser Station können Schüler und Studenten aktiv Aspekte der Automatisierung kennenlernen und praktische Erfahrungen sammeln. In the industry, big parts must often be transported quickly from A to B – for this, the so-called suspended transport is used. Using a rail system which is mounted at the ceiling, heavy components on chains can be brought to the required place in big production halls. Of course, working at such a suspended transport must be learned. For this reason, the Polish team developed an automated suspended transport station which, at the same time, can also be used for training and further training purposes. At this stati- on, pupils and students can actively learn aspects of the automation and can gain practical experience. 26 | Education Category

INTELLIGENTE AUFLADESTATION | SMART CHARGING PILE University of Electronic Science and Technology of China | ChengDu/China Haben Sie sich schon mal mit Ihrem Auto unterhalten? Nein? Dann wird es Zeit. Mit dem Human Machine Interface der vier Studenten aus China ist das möglich. Man schließt es an sein E-Fahrzeug an und kann erfahren, wie der Lade- stand ist. Gleichzeitig kann man direkt über die Kreditkarte das Auto wieder aufladen lassen. So macht Tanken Spaß – schnell und sauber! Have you ever talked to your car, haven´t you? Then it is time. It is possible with the human machine interface of the four students from China. You connect it to an electric vehicle and you will know the charging state. At the same time, you can have your car charged directly via your credit card. In this way, refueling is fun – quick and clean! 28 | Education Category

TRAINING PANEL Universidad de Oviedo | Gijón/Spain Automatisierung einfach lernen – das war das Ziel des Teams der Oviedo Universität in Gijón, Spanien. Dabei soll das Training Panel helfen. Es simuliert automatisierte Systemabläufe und bildet diese anschaulich ab. Schüler und Studenten können die technischen Vorgänge beobachten und so praktische Erfahrungen sammeln. Automation easy to learn – this was the objective of the team from the Oviedo University in Gijón, Spain. To this, the training panel shall help. It simulated automated system processes and copies them clearly. Pupils and students can watch the technical processes and thus gain practical experience. 30 | Education Category

Environmental Protection g Green Technology n Energy Management E-Mobility i l c y c e R Energy Efficiency Wind Energy Power Saving Technologies Desertification r e t a W e t s a W Eine kleine Stadt, die komplett durch rege- nerative Energien ihren Strom gewinnt, ein kleiner Roboter, der Solaranlagen reinigt und ein Drachen, der mit der Kraft des Windes Strom erzeugt. Das sind nur einige der Projekte aus der Kategorie Umwelt, in der die Erfindungen dazu gedacht sind, die Umwelt zu schonen, sowie einen sparsa- men Umgang mit Energie und Ressourcen zu fördern. A small town which completely gains its electricity through regenerative energy, a little robot which cleans solar systems and a kite which generates electricity with wind power; these are only some projects from the environment category in which the innovations are determined to save the environment as well as to support an economical use of energy and resources.

PHOTOVOLTAIK-LADESTATION | PHOTOVOLTAIC POWER PLANT 1 BBS 1 Mainz | Mainz/Deutschland Radeln mit Unterstützung – nein, keine Stützräder, sondern ein kleiner Elektromotor, das bieten die neuen sogenann- ten Pedelecs. Der Fahrer erzeugt durch das Pedalieren seinen eigenen unterstützenden Antrieb – das heißt, Energie wird nur erzeugt, wenn getrampelt wird. Das vierköpfige Team aus Mainz hat eine solarbetriebene Ladestation für diese Pedelecs konstruiert, die gleichzeitig mit einer Leihstation kombiniert ist. Das Leihen wird unkompliziert per SMS geregelt. Auf einem LED-Display kann der Radler die Energieerzeugung nachverfolgen. Cycling with support – no, not with support wheels, but with a little electric motor, this is provided by the new so-called Pedelecs. With the pedaling, the biker produces his own supporting drive – this means that energy is only produced when pedaling. The team of four from Mainz developed a solar-powered charging station for these Pedelecs which, at the same time, are combined with a hire station. Lending is managed in an uncomplicated way via SMS. The biker can watch the energy generation on a LED display. 34 | Environment Category

FLUGDRACHEN WIND-GENERATOR | KITE-BASED WIND GENERATOR 2 Cape Peninsula University of Technology | Bellville/South Africa Kleine fliegende Energieerzeuger könnte man sie nennen. Das Team aus Südafrika setzt auf Windenergie, aber nicht wie erwartet und bekannt mit Rädern, sondern mit Flugdrachen. Zwei der Fluggeräte werden so aufeinander abgestimmt, dass sie optimal zum Wind stehen. Sie sind in idealen Posi- tionen, um jeweils die minimale und maximale Energie zu gewinnen. Nachhaltig und dazu noch ein beeindruckender Anblick. You could call them small flying power generators. The team from South Africa relies on wind energy, but not as expected and well- known with wind turbines, but with kites. Two of the flying machines are adjusted in a way that they are placed ideally to the wind. They are in perfect positions to respec- tively win the minimum and maximum energy. It is sustainable and additionally an impressive sight. 36 | Environment Category

EL QUADRO BB1 Mainz | Mainz/Germany 3 Vom Benziner zum E-Fahrzeug - die Schüler der Berufsschule 1 in Mainz verwandelten einen Quad in ein Elektrofahr- zeug. Der „El Quadro“, wie er liebevoll genannt wird, ist straßentauglich und kann mit einer Geschwindigkeit von rund 50 Kilometern pro Stunde eine Strecke von 20 Kilometern am Stück zurücklegen. Das Team entfernte bei einem herkömmlichen Quad all die Komponenten, die ein Elektrofahrzeug nicht benötigt. Danach wurde das Gefährt mit Automatisierungstechnik versehen. Dank dieser Technik erhält der Fahrer während der Fahrt alle wichtigen Informationen, wie die Geschwindigkeit und den Energiestatus. Diese werden über ein Panel, das am Lenker angebracht ist, übermittelt. Aus Sicherheitsgründen können Batterie und Motor mittels eines Kill-Switches getrennt werden. From patrol engines to electrically-powered vehicles - the students of the Berufsschule 1 in Mainz, Germany modified a quad bike into an electric vehicle. The “El Quadro” as it is fondly called, is roadworthy and can cover a distance of up to 20 kilometers with a speed of approximately 50 kilometers per hour. The team had removed all those parts of the quad bike that were not needed for an electrically-powered vehicle. Afterwards, the quad bike was equipped with automation technology. Thanks to this technology the driver receives all necessary information during the ride, e.g. speed and energy status, via a panel mounted to the steering wheel. For safety reasons, battery and engine can be separated by means of a kill switch. 38 | Environment Category

VOGELSCHEUCHE | SCARECROW Odesa National Maritime Academy | Odesa/Ukraine Für Flugzeuge kann der Zusammenstoß mit Vögeln sehr gefährlich sein und sogar zum Absturz führen. Nur, wie kann man Vögel von Flughäfen fernhalten? Dazu hatte ein Studententeam aus der Ukraine eine Idee: die automatische Vogelscheuche. Und die sieht so aus: ein bewegungsfähiges Metallgestell in Form eines Körpers und mit normaler Kleidung steht auf einem Podest. Integriert ist ein Bewegungsmelder. Nähert sich ein Vogel, reagiert die Vogelscheuche. The clash with birds can be very dangerous for planes and even lead to a crash. However, how can you keep away birds from airports? With regards to this, the students from the Ukraine had an idea: the automated scarecrow. And it looks like this: A movable body- shaped metal frame with normal clothes stands on a platform. A motion sensor is implemented. If a bird comes, the scarecrow reacts. 40 | Environment Category

MEERWASSERENTSALZUNG | DESALINATION OF SEAWATER Technikerschule Allgäu | Kempten/Germany Trinkwasser ist in vielen Teilen der Welt knapp – ein Anlass für das Team der Technikerschule Allgäu, sich im Rahmen des Wettbewerbs mit dem Thema zu beschäftigen. Ein Ansatz dabei ist die Umkehr-Osmose. Eine Methode, die schon seit längerer Zeit eingesetzt wird – mit einem Unterschied: die Schüler haben erstmals photovoltaische Module ohne Batterien dafür eingesetzt. Für Photovoltaik sprechen zwei einfache Punkte: zum einen ist die Sonneneinstrahlung in den Gebieten, in denen das Trinkwasser knapp ist, oftmals sehr hoch. Zum anderen ist es eine Energiegewinnung, die die Umwelt nicht belastet. Drinking water is scarce in many parts of the world – a reason for the team of the engineering school in the Allgäu, Germany to deal with this subject as part of the competition. In this regard, the reverse osmosis is one approach. This is a method which has already been implemented for a longer time – with one difference: the students have implemented photovoltaic modules without batteries for the first time. As regards photovoltaics, two simple things are advantageous: On the one hand the solar radiation is often very high in the areas in which drinking water is scarce and on the other hand it is an energy generation which does not damage the environ- ment. 42 | Environment Category

THE EMOCITY PROJECT David Roentgen Schule Neuwied | Neuwied/Germany Könnte das die Zukunft sein? Für die Schüler der David-Roentgen-Schule in Neuwied ist das vorstellbar. Ihr Projekt ist die Modellstadt „emoCity“, bei der sich alles um das Thema E-Mobilität und erneuerbare Energien dreht. Von Windrädern bis Biogasanlagen und solarbetriebenen Auflade-Stationen für Elektrofahrzeuge, die kleine Stadt ist komplett. Das Modell ist auch Lerngrundlage für Schüler und Studenten. Außerdem ermöglicht es ein strategisches Planen für Städte der Zukunft. Could it be the future? The students of the David-Roentgen school from Neuwied imagine so. Their project is the model city “emoCi- ty” where everything has to do with e-mobility and renewable energies. From wind power plants up to biogas plants and solar-powered charging stations for electric cars, the small city is complete. The model is also the learning basis for pupils and students. Furthermore, it provides a strategic planning for cities of the future. 44 | Environment Category

FLASCHEN-SORTIER-SYSTEM | BOTTLE SORTING SYSTEM Tongji University | Shanghai/China Flaschen gibt es groß, klein, dick, dünn, aus Plastik oder aus Glas… Damit das Sortieren schneller geht, haben Studen- ten der Tongji Universität in China ein automatisches Flaschen-Sortier-System entworfen und konstruiert. Die Anlage kann sechs verschiedene Arten von Flaschen erkennen und sortieren. Die Flaschen werden auf einem Fließband transportiert. Dabei kann das System unterschiedliche Informationen erfassen: ist die Flasche aus Plastik, wie groß ist sie und hat sie vielleicht ein Etikett? So kann jede einzelne Flasche zugeordnet werden und in den Recycling-Kreislauf gebracht werden. There are big, small, thick and thin bottles made of plastic or glass… Students from the Tongji University in China have designed and developed an automatic bottle sorting system so that sorting goes faster. The machine is able to distinguish and sort six different kinds of bottles. The bottles are transported on a conveyor belt. At the same time, the system gathers different information: Is the bottle made of plastic, how big is it and does it probably have a label? Thus, every single bottle can be sorted and added to the recycling cycle. 46 | Environment Category

AUSWERTEN VON MESSDATEN | EVALUATION OF MEASURING DATA 1 Lernia Education | Lund/Sweden Besonders im medizinischen Bereich gibt es viele Anwendungen, die man sich gar nicht wirklich vorstellen kann, wenn man nicht selber beruflich etwas damit zu tun hat. Ein Beispiel dafür ist die Qualitätsprüfung von Injektionsnadeln. Das war bisher kein automatisierter Vorgang, bis sich das Team von Lernia Education aus Schweden gemeinsam mit dem Unternehmen Nolek AB dem Thema annahmen. Im Rahmen des xplore New Automation Awards haben die Studenten eine vollautomatisierte Anlage entwickelt, die innerhalb von 800 Millisekunden 54 Nadeln prüft – zum Ver- gleich: ein Wimpernschlag dauert 100 Millisekunden. Fehlerhafte Nadeln werden sofort aussortiert. Many applications, especially in the medical area, can hardly be imagined if you do not have to deal with it in a job-related way. An example for this is the quality check of injection needles. This has not been an automated process so far. This was the case until the team of the Lernia Education of Sweden and the company Nolek AB focused on this subject. As part of the xplore New Automation Award, the students have developed a fully automated system which checks 54 needles within 800 milliseconds – as a comparison: A blink of the eye takes 100 milliseconds. Defective needles are immediately rejected. 50 | Factory Category

FERNGESTEUERTE DATEN-AKQUISE | REMOTE DATA ACQUISITION 2 Baosteel Talent Development Institute | Shanghai/China Das Dolly-Car ist zwar klein, hat es aber in sich. Das Mini-Auto, dass das Team des Baosteel Talent Development Institutes in China konstruiert hat, kann für die Industrie viele Aufgaben erledigen. Oft ist an großen Anlagen wenig Platz, so dass es an manchen Stellen unmöglich oder auch zu gefährlich ist, Wartungen oder Inspektionen durchzu- führen. Da kommt das Dolly-Car ins Spiel. Per Mobiltelefon ferngesteuert kann man es zum Beispiel Förderbänder abfahren lassen. Versehen mit einer kleinen Kamera und Sensoren, die bei Bränden und Hindernissen Bescheid geben, kommt es zum Einsatz und fördert so die Sicherheit für die Mitarbeiter und einen effizienten Inspektionsablauf. The dolly car is small, but is ready to rock off-road. The mini car which was constructed by the team of the Boasteel Talent Deve- lopment Institute in China can complete many tasks for the industry. There is often only little space at the installations so that it is impossible or also too dangerous at some places to execute maintenance works or inspections. Here the dolly car comes into play. It can, for example, operate a conveyor belt via mobile phone remote control. Equipped with a small camera and sensors which give information in case of fire and obstacles, it is used and thus supports the security for the employees and an efficient inspection process. 52 | Factory Category

AUTOMATISCHE MONTAGE | AUTOMATED ASSEMBLY Purdue University | West Lafayette/USA 3 Eine Hommage an „Purdue Pete“, das Maskottchen der Purdue Universität in West Lafayette, ist die Projektarbeit des Teams besagter Hochschule. Die acht Studenten entwickelten eine Maschine, die kleine Plastikhämmer herstellt. Diese sind eine Nachahmung des Hammers, den „Purdue Pete“ in seiner Hand hält. Das Projekt setzt auf moderne Wireless Technology. Ein weiterer Schwerpunkt liegt auf dem Datentransfer zwischen der Maschine und dem Schaltschrank. Programmierbare logische Controller, kurz PLC, kommen in dieser Anlage zum Einsatz. Sie sind wichtige Bestandteile in der automatisierten Fertigung. The project work of the team is a homage to “Purdue Pete” which is the mascot of the Purdue University in West Lafayette. The eight students developed a machine which produces little plastic hammers. These are a copy of the hammers that “Purdue Pete” holds in his hands. The project implements modern wireless technology. Furthermore, the data transfer of machine and control cabinet is focused. Programmable logic controllers, abbreviated as PLC, are implemented in this installation. They are important components in the automated assembly. 54 | Factory Category

PALETTIERANLAGE | PALLETIZING SYSTEM Werner-von-Siemens Schule | Frankfurt am Main/Germany Besonders für den Industriebereich ist diese Entwicklung von großem Nutzen – die automatische Palettieranlage von drei Studenten aus Frankfurt. Päckchen in unterschiedlichen Größen kann die Anlage auf Paletten laden. Auf einem Fließband werden sie zunächst transportiert und nach Größen sortiert. Über ein zweites Fließband landen sie dann auf der Palette. Zwei Vorteile: Zeitersparnis und die Rücken der Mitarbeiter werden geschont. This development is of great value, especially for the industrial area – the automated palletizing system of three students from Frankfurt. The system can load packages of different sizes on pallets. At first, they are transported on a conveyor belt and are sorted by size. Then they are placed on the pallet via a second conveyor belt. Two advantages: Saving of time and the backs of the employees are preserved. 56 | Factory Category

LINK-A-LOT Howest | Kortrijk/Belgium Viel verbinden – so ungefähr kann man den Namen dieses belgischen Projekts übersetzen. Und was soll sich verbinden lassen? Daten – in erster Linie sind es Messdaten und Statusmeldungen von Anlagen, die es fernüberwacht: das Programm erfasst, verbindet, sammelt und visualisiert Daten in jeglicher Form, sei es als Tabelle oder Grafik, um nur zwei Mög- lichkeiten zu nennen. Es organisiert sie und macht sie auf einfache Art zugänglich. Various connections – this is how the name of this Belgian project can roughly be translated. And what shall be connected? Data – in the first instance the program monitors measuring data and status messages of systems: The program assesses, connects, collects and visualizes data in every possible form, as table or image, just to mention two. The data is organized and easily available. 58 | Factory Category

MINI CNC MACHINE Secondary Electrotechnical School | Kosice/Slovakia Eine einheitliche Qualität, Zeitersparnis und Kosteneffizienz – das sind die drei Vorteile der Mini CNC Maschine, die die slowakischen Studenten entwickelt haben. Die kleine Anlage, die von einer computergestützten-numerischen Steuerung (CNC) kontrolliert wird, bohrt Löcher in Leiterplatten – und das schnell, effizient und vollautomatisch. Leiterplatten sind Komponenten, die in vielen techni- schen Produkten verbaut werden. So ist die Entwicklung der Maschine ein großer Schritt für die Industrie. A consistent quality, saving of time and cost efficiency – these are the three advantages of the mini CNC machine which was develo- ped by the Slovakian students. The little system which is controlled by a computerized numerical control (CNC) drills holes into PCBs – and this is done quickly, efficiently and in a fully automated way. PCBs are components which are implemented in a lot of technical products. Thus, the deve- lopment of the machine is a great step for the industry. 60 | Factory Category

SELEKTIVER MONTAGEPROZESS | SELECTIVE ASSEMBLY PROCESS Netaji Subhas Institute of Technology | New Delhi/India Zufällig auftretende Schwankungen bei Materialien, Maschinen und Messungen können zu einer Qualitätsverschlechterung des Endprodukts führen. Das Reduzieren dieser Schwankungen kann sehr zeitaufwändig sein, eine vollständige Eliminati- on derselben ist so gut wie unmöglich. Darum hat das indische Team den Selektiven Zusammenbauprozess entwickelt. Dieser bietet die Möglichkeit, präzise Zusammenstellungen aus weniger präzise hergestellten Bestandteilen zusammen- zubauen. So können auch nicht perfekt hergestellte Komponenten noch Verwendung finden. Das Team hatte bei der Entwicklung des Projekts einige Hürden zu überwinden, da sie selber mit genau dem Problem zu kämpfen hatten, das sie aus der Welt schaffen wollten. Accidently occurring fluctuations with materials, machines and measurements can lead to a quality deterioration of the end product. Decreasing these fluctuations can be very time-consuming, a complete elimination of them is almost impossible. For that reason the Indian team has developed the selective assembly process. The selective assembly process provides the opportunity to assemble precise combinations from less precisely produced components. Thus, also not perfectly manufactured components can still be used. The team had to overcome several obstacles with the develop- ment of the project because they had to cope with exactly this problem which they wanted to eliminate. 62 | Factory Category

AUTOMATISIERTER KICKERTISCH | AUTOMATED SOCCER TABLE 1 Staatliche Gewerbeschule Energietechnik - G 10 | Hamburg/Germany Schnelle Reaktion, ein gutes Auge und Kraft in den Händen: dann hat man richtig Spaß beim Kickern! Aber das geht auch automatisch. Mit dem automatisierten Kickertisch haben drei Studenten aus Hamburg ein schon seit langem geplantes Vorhaben in die Tat umgesetzt. Der besondere Kickertisch speichert den Spielstand der verschiedenen Spieler und erstellt Ranglisten. Gespielt wird in verschiedenen Modi, wie dem Turnier-Modus oder dem Liga-Modus. Außerdem gibt es einen automatischen Ball- aufzug. Fällt ein Tor, wird der Ball in ein dafür vorgesehenes Körbchen transportiert. Gleichzeitig wird per Taster ein neuer Ball angefordert. Dieser wird freigegeben und in Richtung Aufzug transportiert. Sofort kann weiter gespielt werden. A quick response, a good eye and strength in the hands: Then you will have a lot of fun with playing soccer! However, this also runs automatically. With the automated soccer table three students from Hamburg/Germany implemented a long-planned project. The special soccer table stores the scores of the different players and compiles ranking lists. There are different modes to play such as the tournament mode or the league mode. Furthermore, there is an automated ball elevator system. When a goal is scored, the ball will be transported into a provided little basket. At the same time, a new ball is requested by a button. It will be released and transported to the elevator. You can immediately go on with playing. 66 | Recreation Category

PASTABLITZ BBS1 Mainz | Mainz/Germany 2 Tischlein deck dich… An das Märchen erinnert der Pastablitz, der in Windeseile Nudeln kocht. Über ein Touch-Panel wählt der „Koch“ eine der diversen Saucen aus und kann sich an den gemachten Tisch setzen. Sind mal keine Nudeln mehr in der Maschine, kann sie ganz einfach wie eine Kaffeemaschine wieder befüllt werden. Das Design des märchenhaften Nudelkochers haben die vier Studenten aus Mainz, von denen übrigens keiner Italiener ist, komplett selbst entwickelt. The wishing-table… The “Pastablitz” cooks pasta in lightning-speed and brings the fairy tale to mind. The “cook” selects one of the various sauces via a touch panel and can sit at the prepared table. In case the machine runs out of noodles, it can be refilled as easy as a coffee machine. The design of the fabulous pasta maker was completely self-developed by four students from Mainz, Germany, none of whom are actually Italians. 68 | Recreation Category

COCKTAIL-MASCHINE | COCKTAILMACHINE Werner-von-Siemens Schule | Frankfurt am Main/Germany 3 Da wird jeder Cocktailmixer grün vor Neid – die automatische Cocktail-Maschine der vier Studenten aus Frankfurt am Main hat es in sich. Über ein Webpanel kann der Cocktail-Durstige aus bis zu 16 unterschiedlichen Mixturen sein Lieblingsgetränk aus- wählen – selbstverständlich auch ohne Alkohol. Sobald ein Glas an der Maschine bereitgestellt wird, wird der Cocktail gemixt. Der Shaker wird anschließend mit klarem Wasser gereinigt – noch ein Cocktail gefällig? Every cocktail mixer will be green with envy – the automated cocktail machine of the four students from Germany is ready to rock off-road. The cocktail-thirsty person can select his favorite drink out of 16 different mixtures via a web panel – of course also without alcohol. As soon as the machine is provided with a glass the cocktail will be mixed. Afterwards the shaker will be cleaned with clear water – What about another cocktail? 70 | Recreation Category

VIER GEWINNT | „CONNECT FOUR“ GAME Lessius Mechelen - Campus de Nayer | St. Katelijne Waver/Belgium „Vier Gewinnt“ – wer kennt das Spiel nicht? Zwei Spieler treten gegeneinander an und müssen mit farbigen Chips eine Vierer-Reihe bilden. Wer das als Erster schafft, hat gewonnen. Und das Ganze gibt es seit dem xplore New Automation Award, dank des belgischen Studenten-Teams von Lessius Mechelen auch automatisiert. Per Knopfdruck werden die Chips automatisch transportiert. Wenn eine Vierer-Reihe entsteht, stellt das der Automat eigenständig fest. Zur Belohnung leuchtet die Konsole des Gewinners auf. Nach Spielende räumt die Anlage die Chips auf, sortiert sie nach Farben und es kann von vorne losgehen. “Connect Four” – Who does not know this game? Two players compete and have to form a row of four with colored chips. The one who does it first wins. And since the xplore New Automation Award, this also exists in an automated way thanks to the Belgian students’ team of Lessius Mechelen. The chips are automatically transported by a touch of a button. If a row of four is completed, the system realizes it by itself. For rewarding, the console of the winner is illuminated. After the end of the game, the machine clears up the chips, sorts them according to color and you can start again. 72 | Recreation Category

WÄSCHEFALT-MASCHINE | CLOTHES FOLDING MACHINE WenZhou Mechanical & Electrical Engineering College | WenZhou/China Kein lästiges Wäscheaufhängen oder –zusammenfalten mehr! Das erledigt ab jetzt die automatische Wäschefalt- Maschine aus China. Die Anlage der Studenten des WenZhou Mechanical & Electrical Engineering College kann über Handysignal gesteu- ert werden. Die frisch gewaschenen, noch nassen Kleidungsstücke werden mit einem Bügel auf ein Seil gehängt, was zum Teil draußen ist. Die Maschine kann nun per Handy den Befehl bekommen, die Wäsche nach draußen zu fahren. Sie erkennt aber auch durch Sensoren, ob es regnet und holt die Kleidung eigenständig wieder ins Haus. Nach dem Trocknen faltet sie die Teile automatisch. No more annoying pegging and folding laundry! As of now the automated clothes folding machine from China will do this. The machine of the students from the WenZhou Mechanical & Electrical Engineering College can be controlled via a mobile phone signal. The freshly cleaned and still wet clothes will be hung up with a hanger on a clothes line which is partly outside. The machine can now receive the order to take the laundry outside. However, it also recognizes via sensors whether it is raining and takes the clothes inside the house again. After drying, the clothes are automatically folded. 74 | Recreation Category

JONGLIER-MASCHINE | JUGGLING MACHINE Brno University of Technology | Brno/Czech Republic Eine artistische Maschine haben fünf tschechische Studenten gebaut – die intelligente, automatische Jongliermaschine hat zwei Arme und kann Bälle werfen und fangen. Ein Motor bringt die Arme zum Rotieren. Die Maschine ist in der Lage die Geschwindigkeit der Bewegungen so anzupassen, dass das Werfen und Fangen auf jeden Fall funktionieren. Dabei hilft eine PLC-gesteuerte Bewegungskontrolle und eine Benutzer-Interface-Technologie. Five Czech students developed an artistic machine – the intelligent, automated juggling machine has two arms and is able to throw and catch balls. A motor makes the arms rotating. The machine is able to adjust the speed of the moves in the way that throwing and catching function definitely. In the process, a PLC controlled motion control and a user interface technology support the system. 76 | Recreation Category

Schirmherrschaft | Patronage Auszug aus dem Grußwort zum xplore New Automation Award 2012: „Als Schirmherrin und Staatsministerin im Auswärtigen Amt unterstütze ich den xplore New Automation Award und würde mich sehr freuen, wenn viele diese besondere Chance wahrnehmen und ihre Ideen für eine Realisierung einrei- chen. Zeigen Sie was in Ihnen steckt und verändern Sie die Welt mit Ihren Ideen!“ Cornelia Pieper Staatsministerin im Auswärtigen Amt und Mitglied des Deutschen Bundestages Excerpt from the statement on the xplore New Automation Award 2012: “As patroness and minister of state in the Federal Foreign Office, I support the xplore New Automation Award and would love for many of you to take the opportunity and submit an idea to be realized. Show what you‘re made of and change the world with your ideas!“ Cornelia Pieper Minister of State | Federal Foreign Office, Germany and Member of the German Bundestag 78