M161 – Automation Technology / Computer Measurement

Module
Automation Technology / Computer Measurement
Automatisierungs- / Computermesstechnik
Module number
M161 [MA 08]
Version: 2
Faculty
Mechanical Engineering
Level
Bachelor/Diploma
Duration
2 Semester
Semester
2 semesters, start summer semester
Module supervisor

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

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

Prof. Dr.-Ing. Gunther Naumann
gunther.naumann(at)htw-dresden.de
Lecturer in: "Computermesstechnik"
Course language(s)

German
in "Automatisierungstechnik"

German
in "Computermesstechnik"
ECTS credits

6.00 credits
3.00 credits in "Automatisierungstechnik"
3.00 credits in "Computermesstechnik"
Workload

180 hours
90 hours in "Automatisierungstechnik"
90 hours in "Computermesstechnik"
Courses

4.00 SCH (2.00 SCH Lecture | 2.00 SCH Internship)
2.00 SCH (1.00 SCH Lecture | 1.00 SCH Internship) in "Automatisierungstechnik"
2.00 SCH (1.00 SCH Lecture | 1.00 SCH Internship) in "Computermesstechnik"
Self-study time

120.00 hours
60.00 hours in "Automatisierungstechnik"
60.00 hours in "Computermesstechnik"
Pre-examination(s)

Internship
in "Computermesstechnik"
Examination(s)

Alternative examination - Test
Examination time: 80 min | Weighting: 40% | not to be compensated
in "Automatisierungstechnik"

Written examination
Examination time: 90 min | Weighting: 60% | not to be compensated
in "Computermesstechnik"
Form of teaching
  • Vorlesung
  • Praktikum
Media type
No information
Instruction content/structure
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, Intel Pentium, AMD Athlon
    • Personal-, Bordcomputer / IBM, SIEMENS, KraussMaffei
    • Speicherverwaltung und Adressierung / Bussysteme / Interne, externe Prozessschnittstellen
    • Programmierung und Programmiersprachen / Fachspezifische Hochsprachen Computer / Messdatenerfassung über Prozessschnittstellen
    • Computer-Multifunktionskarte (NI PCI-6014, National Instruments) Hard und Software
    • Computer-Standard-Schnittstellen / RS 232, IEEE 488. USB, u.a.
  • Computer / Messdatenverarbeitung / Datenpräsentation
    • Messtechnik-Standard-Software “TestPoint”, “LabVIEW“, „DIAdem“
    • Messdatenerfassung (DAQ), Messdatenaufbereitung, Messdatenanalyse und Messdatenpräsentation
    • Prozessnahe Aufgaben / Labor / Industrie / Fahrzeug
  • Messtechnische Praktika
    • CMT I mit LabVIEW / Analoge Messdatenerfassung von Prozessgrößen / Messverfahren und Messdynamik
    • CMT II mit LabVIEW / Analoge Messdatenerfassung am Beispiel der Temperaturmesstechnik / Wert- und Zeitquantisierung
    • CMT III / Digitale Messdatenerfassung mit LabVIEW / Inkrementale und Code-Messverfahren
Qualification objectives
Automatisierungstechnik:
  • Erkennen des systematischen Lösungsweges von der Analyse, Entwurf, Simulation und Inbetriebnahme technischer Steuer- und Regelungen
  • Erkennen typischer Aufgabenstellungen der Automatisierungstechnik, wie Analyse, Strukturwahl und Dimensionierung einschleifiger Regelkreise sowie der Wahl von Automatisierungsmitteln
Computermesstechnik:
  • Beherrschung der Grundlagen der Computerintegrierten Messtechnik: Messstatik und Messdynamik, Fehlertheorie und Anwendung in der Praxis, Messstrukturen mit Computerkopplung, Computerstrukturen 
  • Beherrschung technisch und wirtschaftlich optimierter computerintegrierter Messverfahren und Sensorik bei entsprechender Prozessanalyse 
  • Projektierung von computergestützten Messsystemen für Maschinen, Anlagen und Prüfstände (Hard- und Software) 
  • Beherrschung der Grundlagen der Messtechnik-Computersprache LabVIEW zur Messdatenerfassung, Messdatenaufbereitung und Messdatenanalyse (insbesondere mathematische Analyseverfahren)
Social and personal skills
No information
Special admission requirements
No information
Recommended prerequisites

Kenntnisse auf dem Gebiet der Physik, Mathematik und Informatik
Continuation options
No information
Literature
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.
Current teaching resources

Lehrmaterial und Einschreiblisten sind über die Lehr- und Lernplattform OPAL verfügbar

⇒ Link zum OPAL-Katalog der Fakultät Maschinenbau
Notes

Alle Prüfungsleistungen des Moduls müssen mit mindestens „ausreichend“ (4,0) bestanden werden.
Link to course/learning resources in OPAL
https://bildungsportal.sachsen.de/opal/auth/RepositoryEntry/26730856459
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