Einsatz von Methoden der Computational Intelligence auf Mikrocontrollersystemen zur Realisierung von Prozessführungssystemen am Beispiel der anaeroben Biogasfermentation Die vorliegende Arbeit stellt Möglichkeiten zur Realisierung mikrocontrollerbasierter Prozessführungssysteme (PFS) unter Verwendung von Strategien der Computational Intelligence (CI) vor. Vom Autor wurde ein erweiterter Designprozess zur Realisierung von PFS auf Basis von Mikrocontrollern (æC) und digitalen Signalprozessoren (DSP) erstellt um deren Vorteile in Bezug auf hohe Robustheit hohe Zuverlässigkeit und geringe Kosten nutzbar zu machen. Dabei spielen für die Durchgängigkeit der Entwurfskette die direkte Prozessanbindung durch Verwendung der Onchip Peripherie der Zielhardwaresysteme als Prozessschnittstelle und die Einbeziehung von Schritten der Datenkonditionierung einschließlich einer Merkmalsbildung eine signifikante Rolle. Weiterhin konnte mit EmCoSoft (Embedded Control by Softcomputing) ein eigenentwickeltes Softwarewerkzeug geschaffen werden das ein vollständiges Instrumentarium zum PC gestützten Entwurf und zur Realisierung von PFS auf Zielhardwareplattformen mit æC DSP (Embedded Control) bildet. Mit Hilfe von EmCoSoft wird die Durchgängigkeit und die Transparenz des erweiterten Designprozesses für anwendungsorientierte Benutzer ermöglicht. Entsprechend ihrer großen Bedeutung für die Automatisierung und die Führung von Bioprozessen sind eine Reihe von Strategien der CI in der Software implementiert so dass ein relativ universelles Rahmenwerkzeug vorliegt. Als Applikation dient im Rahmen der Arbeiten der Prozess der anaeroben Biogasfermentation. In Biogasanlagen lässt sich durch die anaerobe Vergärung von organischen Substraten Biogas gewinnen das sich aufgrund seiner Eigenschaften zur regenerativen Elektro und oder Wärmeenergieerzeugung eignet. In der Praxis treten jedoch insbesondere bei der Vergärung von Substratgemischen (Co Substrate) häufig Probleme beim Anlagenbetrieb auf die eine suboptimale Ausschöpfung der energetischen Potenziale zur Folge haben. Für den Biogasprozess wurden durch Gärversuche relevante Prozesskenngrößen (online und offline) an innerhalb der Forschungsprojekte aufgebauten hochinstrumentierten Laborbiogasanlagen aufgezeichnet. Die generierte Datenbasis mit Prozesskenngrößen bildete die Grundlage für die Extraktion geeigneter Prozessmerkmale und den Entwurf der Prozessführungsstrategien. Unter Anwendung des erweiterten Designprozesses für PFS wurden mit dem Softwarewerkzeug EmCoSoft drei onlinefähige Systemvarianten (Regelung der Substratzufuhr Vorhersage der Gasproduktionsrate Klassifikation des Prozesszustandes) mit Strategien der CI erstellt und in deren Implementierungsform auf der Zielhardware getestet.Der erweiterte Designprozess für PFS mit Zielhardwaresystemen auf Basis von æC bzw. DSP und Funktionalitäten der CI sowie das in diesen eingebettete Softwaretool EmCoSoft können unabhängig von der Optimierung der Prozessführung der anaeroben Biogasfermentation auch für andere Automatisierung und Optimierungsaufgaben eingesetzt werden.