M453 – Automation Technology / Computer Measurement

Module
Automation Technology / Computer Measurement
Automatisierungstechnik / Computermesstechnik
Module number
M453
Version: 1
Faculty
Mechanical Engineering
Level
Bachelor/Diploma
Duration
1 Semester
Semester
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

4.00 credits
2.00 credits in "Automatisierungstechnik"
2.00 credits in "Computermesstechnik"
Workload

120 hours
60 hours in "Automatisierungstechnik"
60 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

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

Practical laboratory course
in "Automatisierungstechnik"

Practical laboratory course
in "Computermesstechnik"
Examination(s)

Written examination
Module examination | Examination time: 120 min | Weighting: 100%
in "Computermesstechnik"
Form of teaching
Automatisierungstechnik:
  • Vorlesung
  • Praktikum
Computermesstechnik:
  • 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
    • 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
Qualification objectives
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
Social and personal skills
No information
Special admission requirements
No information
Recommended prerequisites
  • Mathematik
  • Physik
  • Elektrotechnik
  • 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
No information
Link to course/learning resources in OPAL
https://bildungsportal.sachsen.de/opal/auth/RepositoryEntry/28604661771
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