Welche Hauptarten von Prozessen werden in der Automatisierungstechnik unterschieden?
Kontinuierliche Prozesse
Diskontinuierliche Prozesse
Was ist ein kontinuierlicher Prozess?
Ein kontinuierlicher Prozess ist ein Prozess mit ständigem Zu- und Abfluss von Material oder Energie.
Nenne Beispiele für kontinuierliche Prozesse.
Stromerzeugung im Gaskraftwerk
Herstellung von Zement
Welche Merkmale hat ein kontinuierlicher Prozess?
konstanter Fluss von Stoffen oder Energie
keine Unterbrechungen im Prozessablauf
geringe Steuerungskomplexität im Vergleich zu diskontinuierlichen Prozessen
Was ist ein diskontinuierlicher Prozess?
Ein diskontinuierlicher Prozess ist ein Prozess mit Verarbeitung oder Einsatz von Stoffen zu diskreten, zeitlich getrennten Zeitpunkten.
Welche Hauptformen diskontinuierlicher Prozesse gibt es?
Chargenprozesse (Batchprozesse)
Stückprozesse
Was ist ein Chargenprozess?
Ein diskontinuierlicher Prozess, bei dem Stoffmengen in einzelnen Chargen verarbeitet werden – meist mit Folgeprozessen.
Beispiele: Bierherstellung, Pharmazie, Feinchemie
Was ist ein Stückprozess?
Verarbeitung oder Transport einzelner, identifizierbarer Objekte in definierten Zeitabständen.
Beispiele: Herstellung von Kronkorken, Automobilfertigung
Warum zählt der Verteilungsprozess zu den kontinuierlichen Prozessen?
Weil bei Verteilungsprozessen – wie z.B. Strom- oder Gasverteilung – ein kontinuierlicher Fluss von Energie oder Material stattfindet. Der Prozess läuft ununterbrochen und ohne einzelne Verarbeitungsschritte ab, ähnlich wie bei typischen kontinuierlichen Produktionsprozessen. Die Hauptaufgabe ist die Weiterleitung, nicht die Umwandlung.
Was sind ereignisdiskrete Systeme und wie stehen sie im Zusammenhang mit diskontinuierlichen Prozessen?
Ereignisdiskrete Systeme sind Systeme, bei denen Zustandsänderungen nicht kontinuierlich, sondern durch einzelne, eindeutig identifizierbare Ereignisse ausgelöst werden. Sie beschreiben typischerweise diskontinuierliche Prozesse, wie Stückprozesse oder Chargenprozesse, bei denen Vorgänge schrittweise ablaufen und auf bestimmte Bedingungen oder Signale reagieren.
Beispiel: Ein Förderband startet erst, wenn ein Sensor die Anwesenheit eines Werkstücks meldet.
Was ist Prozessautomatisierung?
Automatisierung von kontinuierlichen oder Batch-Prozessen, bei denen physikalisch-chemische Umwandlungen stattfinden. Typische Anwendungen: Chemieindustrie, Lebensmitteltechnik, Energiewirtschaft.
Was ist Fertigungsautomatisierung?
Automatisierung von stückweisen Fertigungsprozessen, bei denen Einzelobjekte mechanisch bearbeitet oder montiert werden. Typisch in der Maschinenbau- oder Automobilindustrie.
Was sind zentrale Unterschiede zwischen Prozess- und Fertigungsautomatisierung?
Prozessautomatisierung: Fokus auf Regelung von Temperatur, Druck, Durchfluss etc.
Fertigungsautomatisierung: Fokus auf Steuerung von Bewegungsabläufen und Positionierung.
Welche Modellierungsmethoden werden für ereignisdiskrete Systeme verwendet?
Typische Methoden sind endliche Automaten, Petri-Netze und Zustandsdiagramme, die die Zustände und Übergänge basierend auf Ereignissen darstellen.
Skizziere die Grundstruktur des Automatisierungssystems.
Was bedeuten die Abkürzungen ERP, MES, HMI/SCADA, SPS?
ERP = Enterprise Resource Planning: Unternehmensweite Planung von Ressourcen, Aufträgen, Finanzen und Personal. Beispiel: SAP.
MES = Manufacturing Execution System: Überwachung, Steuerung und Optimierung des Produktionsprozesses in Echtzeit – Bindeglied zwischen ERP und Steuerungsebene.
HMI = Human Machine Interface / SCADA = Supervisory Control and Data Acquisition: Visualisierung, Bedienung und Überwachung von Prozessen durch den Menschen.
SPS = Speicherprogrammierbare Steuerung: Steuerung von Maschinen und Anlagen auf Feldebene, basierend auf Ein- und Ausgangssignalen.
Was sind die Aufgaben der Unternehmensleitebene, Betriebsleitebene und der Fertigungsebene bzw. Prozessleitsystem?
Unternehmensleitebene (ERP):
Planung und Steuerung der Geschäftsprozesse
Ressourcenmanagement (Material, Personal, Kapital)
Auftragsabwicklung und Controlling
langfristige Entscheidungen
Betriebsleitebene (MES):
kurzfristige Feinplanung der Produktion
Auftragsverfolgung, Produktionsüberwachung
Erfassung und Analyse von Betriebsdaten
Rückmeldung an ERP-System
Fertigungsebene bzw. Prozessleitsystem
Steuerung und Überwachung der laufenden Prozesse (z.B. durch SPS, HMI/SCADA)
Ausführung von Produktionsaufträgen
Ansteuerung von Maschinen und Anlagen
Erfassung von Echtzeit-Daten zur Prozessführung
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