Was ist Automatisierungstechnik?
Durch Automatisierung werden dynamische Prozesse in ihrem Verlauf erfasst und derart gezielt beeinflusst, dass sie vorgegebene Aufgaben & Funktionen selbstständig erfüllen.
Was ist ein technischer Prozess?
Ein Prozess, dessen physikalische Größen mit technischen Mitteln erfasst und beeinflusst werden.
Was will Automatisierungstechnik?
Für einen Vorgang/ ein Gerät/ eine Anlage soll die
Zuverlässigkeit
Sicherheit
Geschwindigkeit
Präzision bzw. Qualität
erhöht und die
Kosten
gesenkt werden. (Mensch soll/ muss ersetzt werden)
Was ist ein Automat?
künstliches System, das selbstständig Programm befolgt
System trifft aufgrund des Programms Entscheidungen
beruhen auf Verknüpfung von Eingaben mit den jeweiligen Zuständen des Systems
haben Ausgaben zur Folge
Was ist eine Hantierung?
Werkzeuge werden eingesetzt
Mensch muss zur Bewältigung der technischen Aufgabe energie aus Muskelkraft aufbringen
Mensch muss Reihenfolge der Operation beachten
Was ist Mechanisierung?
Maschinen werden für einzelne Operationen eingesetzt
Mensch bestimmt jederzeit die Aktion der Maschine
Was ist Automatisierung?
mehrere immer wiederkehrende Teilschritte werden bei der Bewältigung technischer Aufgaben durchgeführt
Mensch hat überwachende Funktion
Was ist ein Prozess?
Gesamtheit von aufeinander einwirkenden Vorgängen in einem System
durch Materie, Energie oder auch Information umgeformt, transportiert oder gespeichert
Nenne die historische Entwicklung von Automatisierungstechnik in drei Schritten.
1. Hantierung
2. Mechanisierung
3. Automatisierung
Erkläre das Prinzip der Rückkopplung
Nenne die KLASSISCHE Sichtweise von Automatisierungstechnik und Steuerung.
Automatisierungstechnik:
geschlossene Regelkreise (Regelung) +
offene Regelkreise (Steuerung)
Nenne die MODERNE Sichtweise von Automatisierungstechnik und Steuerung.
Automatisierung kontinuierlicher Systeme (Regelung) +
Automatisierung ereignisdiskreter Systeme (Steuerung)
Was ist SPS und wie funktioniert sie?
Speicherprogrammierbare Steuerung
funktioniert zyklisch
1. Einlesen d. Eingangssignale (durch Sensoren) ➡️
2. Prozesseingangsabbild (Speicher) ➡️
3. Abarbeiten des Steuerungsalgorithmus (Prozessor) ➡️
4. Prozessausgangsbild (Speicher) ➡️
5. Ausgeben der Ausgangssignale (Aktoren) ➡️
Was ist Echtzeitbetrieb?
Programme sind zur Verarbeitung anfallender Daten ständig derartig betriebsbereit, dass Verarbeitungsergebnisse innerhalb einer vorgegebenen Zeitspanne verfügbar sind
Nenne die drei Echtzeitkriterien für die Zykluszeit Tz einer SPS.
Tz <= kürzeste Meldezeit von Rückmeldungen Tm
Tz <= 0,5 * erlaubte Antwortzeit Taz
Tz <= 0,5 * Systemtaktzeit Tt
➡️ Zykluszeit der SPS muss mindestens das schärfste Kriterium einhalten
Was für Schaltertasten gibt es und wie sehen sie aus?
Nenne die Vorteile von Hardware-SPS.
höchste Ausfallsicherheit
echtzeitfähig
robuste Ausführungsform
Ausführungsformen für jeden Anwendungsfall
Langlebigkeit
Nenne die Nachteile von Hardware-SPS.
Rechengeschwindigkeit geringer als bei PC´s
begrenzter Programm- und Datenspeicher
Nenne die Vorteile von Soft-SPS auf IPC/ Embedded PC.
hohe Ausfallsicherheit
Einbindung von Hochsprachenapplikationen möglich
unbegrenzte Speicherressourcen des PC
einfache Integration von Visualisierungen und Datenbanken
Nenne die Nachteile von Soft-SPS auf IPC/ Embedded PC.
Kurzlebigkeit der PC-Hardware (Probleme bei der Beschaffung gleicher Ersatzteile)
Nenne die Vorteile von Soft-SPS auf Kleinsteuerungen.
sehr preiswert
basierend auf Open Source Betriebssystemen und Programmierumgebungen
Nenne die Nachteile von Soft-SPS auf Kleinsteuerungen.
geringere Ausfallsicherheit
Echtzeitfähigkeit nur bei längeren Zykluszeiten möglich
begrenzte Peripherieanbindung
Nenne die Gesetze der Boolschen Algebra.
Wie sieht ein Moore Automat aus?
Ausgabe hängt nur vom Zustand ab
Moore -> 2x o -> 2 Angaben im Kreis (Zustand/ Ausgabe)
Wie sieht ein Mealy-Automat aus?
Ausgabe hängt vom Zustand und der Eingabe ab
Was ist Ablaufsprache und wie sieht der grundlegende Aufbau aus?
Eindeutige Zuordnung von Eingaben und Ausgaben
Was bedeuten die Qualifier R, S, N und P?
Reset (z.B. Motor)
aus
Set (z.B. Leuchte)
ein
Non-stored (z.B. Sirene)
Aktion ist so lange aktiv wie der Schritt
Pulse (z.B. Zähler)
Aktion wird 2 mal ausgeführt - wenn Schritt aktiv wird und wenn Schritt deaktiviert wird
Mit welchem Buchstaben werden Zustände sowie Ein- und Ausgaben angegeben?
Zustände Z
Eingaben U
Ausgaben Y
Wie werden Mealy- in Moore-Automaten umgewandelt?
verschieben der Ausgaben von den Übergängen zu den nächsten Zuständen in Flussrichtung
Wie werden Moore- in Mealy-Automaten umgewandelt?
verschieben der Ausgaben von den Zuständen zu den vorherigen Übergängen in Gegenflussrichtung
Was ist ein stochastischer Automat?
kann zu bestimmten Zeitpunkten mehrere mögliche Zustände einnehmen
einzelne Zustandsübergänge sind mit Wahrscheinlichkeiten belegt
Mit welcher Formel berechnet man die Wahrscheinlichkeit, dass sich ein stochastischer Automat nach mehreren Schritten z.B. in einem Fehlerzustand befindet?
p (k+1) = F * p (k)
F = aktuelle Matrix
p (k+1) = Vektor (ändert sich nach jeder Multiplikation)
n mal durchführen
Wie geht man beim Entwurf einer Steuerung vor?
1.) Modellierung der Strecke als Automat
2.) Modellierung der Steuerung als Automat
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