M453 – Automatisierungstechnik / Computermesstechnik

Modul

Automatisierungstechnik / Computermesstechnik
Automation Technology / Computer Measurement

Modulnummer

M453
Version: 1

Fakultät

Maschinenbau

Niveau

Bachelor/Diplom

Dauer

1 Semester

Turnus

Sommersemester

Modulverantwortliche/-r

Prof. Dr.-Ing. Gunther Naumann
gunther.naumann(at)htw-dresden.de

Dozent/-in(nen)

Prof. Dr.-Ing. Matthias Franke
matthias.franke(at)htw-dresden.de
Dozent/-in in: "Automatisierungstechnik"

Prof. Dr.-Ing. Gunther Naumann
gunther.naumann(at)htw-dresden.de
Dozent/-in in: "Computermesstechnik"

Lehrsprache(n)

Deutsch
in "Automatisierungstechnik"

Deutsch
in "Computermesstechnik"

ECTS-Credits

4.00 Credits
2.00 Credits in "Automatisierungstechnik"
2.00 Credits in "Computermesstechnik"

Workload

120 Stunden
60 Stunden in "Automatisierungstechnik"
60 Stunden in "Computermesstechnik"

Lehrveranstaltungen

4.00 SWS (2.00 SWS Vorlesung | 2.00 SWS Praktikum)
2.00 SWS (1.00 SWS Vorlesung | 1.00 SWS Praktikum) in "Automatisierungstechnik"
2.00 SWS (1.00 SWS Vorlesung | 1.00 SWS Praktikum) in "Computermesstechnik"

Selbststudienzeit

60.00 Stunden
30.00 Stunden in "Automatisierungstechnik"
30.00 Stunden in "Computermesstechnik"

Prüfungsvorleistung(en)

Laborpraktikum
in "Automatisierungstechnik"

Laborpraktikum
in "Computermesstechnik"

Prüfungsleistung(en)

Schriftliche Prüfungsleistung
Modulprüfung | Prüfungsdauer: 120 min | Wichtung: 100%
in "Computermesstechnik"

Lehrform

Automatisierungstechnik:

Vorlesung
Praktikum

Computermesstechnik:

Vorlesung
Praktikum

Medienform

Keine Angabe

Lehrinhalte/Gliederung

Automatisierungstechnik:

Einführung in die Problemstellung der Automatisierungstechnik
- Regelung als Naturphänomen und geschichtliche Entwicklung
- System- und Prozessbegriff, Klassifizierung von Prozessen

Grundaufgabe der Steuerung und Regelung
- Regelung und Steuerung
- Symbole und Signalflusspläne, Grundstrukturen von Regelkreisen
- Beispiele von Regelungen aus der Elektrotechnik, Verfahrenstechnik, Maschinenbau

Beschreibung linearer Systeme im Zeit- und im Frequenzbereich
- Signale, Differentialgleichungen, Übergangsfunktion
- Laplace-Transformation, Übertragungsfunktion
- Frequenzgang, Frequenzkennlinien
- Stabilität linearer Übertragungsglieder
- Theoretische und experimentelle Prozessanalyse zur Ermittlung von Modellen

Analyse linearer einschleifiger Regelkreise
- Grundübertragungsfunktionen am Regelkreis
- Stationäres und dynamisches Führungs- und Störverhalten
- Stabilität

Klassische Verfahren zum Reglerentwurf
- Ziele des Reglerentwurfs
- Standard-Regler und Einstellregeln, Zweipunktregler
- Berechnung von Reglern

Computermesstechnik:

Messtechnik und Computer / Einführung
- Stand/Trend in der Messtechnik / Maschinenbau, Fahrzeugtechnik, Verfahrenstechnik
- Problemkreis Sensor
- Computer / Virtuelle Instrumente / Messdatenerfassung (DAQ) / Messdatenverarbeitung / Messdatenpräsentation
Sensor und Computer / Von der Messgröße zur Zahl
- Computerintegrierte Messkette / Vom Prozess zum Computer
- Analoge Messgrößenerfassung / Verstärkung, Filterung, ADU (Abtastung, Quantisierung), Fehlerbetrachtung (Auflösung, LSB, Aliasing)
- Digitale Messgrößenerfassung / Inkrementale und absolut-codierende Messverfahren
Computer / Wirkungsweise, Programmierung, Applikation
- Mikroprozessoren, Mikrocontroller
- Standard- und Industrie-PC
- Speicherverwaltung und Adressierung / Bussysteme / Interne, externe Prozessschnittstellen
- Programmierung und Programmiersprachen / Fachspezifische Hochsprachen Computer / Messdatenerfassung über Prozessschnittstellen
- Computer-Messkarten, Hard und Software
- Computer-Standard-Schnittstellen / RS 232, IEEE 488. USB, u.a.
Computer / Messdatenverarbeitung / Datenpräsentation
- Messtechnik-Standard-Software “LabVIEW“
- Messdatenerfassung (DAQ), Messdatenaufbereitung, Messdatenanalyse und Messdatenpräsentation
- Prozessnahe Aufgaben / Labor / Industrie / Fahrzeug
Versuche zur Computermesstechnik
- Datenerfassung, Ein- und Mehrkanalmessungen, Shannon-Abtasttheorem, Temperaturmessung, Motorsteuerung, Bildverarbeitung
- Messdatenerfassung und Messdatenanalyse
- Untersuchungen zu speziellen Teilthemen wie Kalibrierung, Skalierung, Messfehler, dynamisches Verhalten, ...
- Dokumentation der Ergebnisse in Messprotokollen

Qualifikationsziele

Automatisierungstechnik:

Die Studierenden:

beherrschen die Grundlagen des systematischen Lösungsweges von der Analyse, Entwurf, Simulation und Inbetriebnahme technischer Steuer- und Regelungen

erkennen typische Aufgabenstellungen der Automatisierungstechnik, wie Analyse, Strukturwahl und Dimensionierung einschleifiger Regelkreise sowie der Wahl von Automatisierungsmitteln

Computermesstechnik:

Die Studierenden:

erwerben Kenntnisse zu den Grundlagen der Computerintegrierten Messtechnik: Messstatik und Messdynamik, Fehlertheorie und deren Anwendung in der Praxis, Messstrukturen mit Computerkopplung, Computerstrukturen
kennen technisch und wirtschaftlich optimierte computerintegrierte Messverfahren und Sensorik bei entsprechender Prozessanalyse
projektieren computergestützte Messsysteme für Maschinen, Anlagen und Prüfstände (Hard- und Software)
beherrschen die Grundlagen der Messtechnik-Computersprache LabVIEW zur Messdatenerfassung, Messdatenaufbereitung und Messdatenanalyse

Sozial- und Selbstkompetenzen

Keine Angabe

Besondere Zulassungsvoraussetzung

Keine Angabe

Empfohlene Voraussetzungen

Mathematik
Physik
Elektrotechnik
Informatik

Fortsetzungsmöglichkeiten

Keine Angabe

Literatur

Automatisierungstechnik:

Lutz, Wendt: Taschenbuch der Regelungstechnik, Verlag Harri Deutsch, Frankfurt a.M. 2002
Lunze J.: Automatisierungstechnik, Oldenburg, München, 2003

Computermesstechnik:

Schrüfer, E.: Elektrische Messtechnik, Carl Hanser Verlag München, Wien, 2004.
Hofmann, J.; Trentmann, W.: Praxis der PC-Messtechnik, Carl Hanser Verlag, München Wien, 2003.
Jamal, R.: LabVIEW für Studenten, Verlag Pearson Studium, 2004.
Mrowka, J.: Lehrbrief Computerintegrierte Messtechnik mit LabView.

Aktuelle Lehrressourcen

Lehrmaterial und Einschreiblisten sind über die Lehr- und Lernplattform OPAL verfügbar
⇒ Link zum OPAL-Katalog der Fakultät Maschinenbau

Hinweise

Keine Angabe

Link zu Kurs/Lernressourcen im OPAL

https://bildungsportal.sachsen.de/opal/auth/RepositoryEntry/28604661771

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