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Lehrstuhl für Informatik 4
STP 1
 
  Skript
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WS 2005/06

Steuerung technischer Prozesse I (STP I)

Dozentinnen/Dozenten
Dr.-Ing. Gunter Bolch, Dr.-Ing. Ulrich Zahner

Angaben
Vorlesung mit Übung
4 SWS
für Gasthörer zugelassen, Für Studierende des Studiengangs Maschinenbau ab dem 5. Semester
Zeit und Ort: Di 10:15 - 11:45, 0.031; Do 12:15 - 13:45, 0.031


Skript zur Vorlesung
 

Aus dem Inhalt:

Die Steuerung technischer Prozesse (Prozessautomatisierung) ist eines der wichtigsten Anwendungsgebiete der Informatik. Viele interessante Probleme der Informatik haben besondere Bedeutung in diesem Bereich z.B. Koordinierung, Echtzeitproblematik, Kommunikation, Internet, Embedded Systems, Interrupt- und Prioritätenbehandlung, E/A-Steuerung oder Zuverlässigkeit.

Ziel der Vorlesung ist es einerseits in die Begriffswelt und die Aufgabenstellung der Prozeßautomatisierung und die unterschiedlichen Fachgebiete, in denen automatisiert wird, einzuführen und andererseits spezielle Betriebssysteme, Programmiersprachen, Hardware und Peripherie für die Prozessautomatisierung und deren Anwendung zur Lösung typischer Aufgabenstellungen kennenzulernen.

Dabei werden Anwendungsbeispiele aus den unterschiedlichsten Fachgebieten eingestreut: Heizungsanlage, Wäscherei, Chemieanlage, chemischer Reaktor, moderne Schienenfahrzeuge (z.B. ICE), Dampferzeuger um nur einige zu nennen.

Die Vorlesung besteht aus zwei Teilen:

Im ersten Teil werden die grundlegenden Konzepte, Strukturen und die Peripherie von Prozessautomatisierungssystemen vorgestellt und in Echtzeitbetriebssysteme, Prozessprogrammiersprachen und die Echtzeitprogammierung eingeführt, wobei auch auf die Softwareentwicklung in der Prozessautomatisierung mit Hilfe von von UML eingegangen wird.

Im zweiten Teil soll die bisherige Sicht auf die Automatisierungstechnik mit umfangreicheren Beispielen aus der Praxis vertieft werden. Dieser Aufgaben nimmt sich der 2. Dozent an, der als Regelungs- und Antriebstechniker jeweils mehrere Jahre im Kesselbau und der Software-Entwicklung von Engineering-Werkzeuge beschäftigt war und heute in der Grundlagenentwicklung für die Bahntechik tätig ist.

Neben Beispielen für den Einsatz eher klassischer Konzepte, die heute berechtigtermaßen immer noch ihren Einsatz finden, werden innovative Methoden zur Signalverarbeitung und zum Entwurf von Reglern vorgestellt. Die Implementierung und Verwendung auf digitalen Rechnerplattformen steht hierbei im Vordergrund. Beispiele aus der Praxis liefern einen konkreten Hintergrund und sollen die Relevanz der Technologien für moderne Industriegüter verdeutlichen. Neben Echtzeitaspekten der prozeßnahen Signalverarbeitung wird die Anbindung dieser Industriegüter ans Internet und die Nutzung der Daten in der übergeordneten Systemdiagnose, -wartung und -instandhaltung vorgestellt. Dies geschieht am Beispiel der Konzepte für moderne Schienenfahrzeuge(z.B. ICE), die klassische dezentrale Methoden mit übergeordneten modernen Technologien kombinieren.


Strukturierung der Vorlesung:

  • Einführung, Begriffsbildung, Klassifizierung
  • Automatisierungs-Gerätesysteme und -strukturen
  • Prozessperipherie (Sensoren, Aktoren, AD/DA-Wandler, Feldbussysteme, Ein-/Ausgabe)
  • Echtzeitbetriebssysteme
  • Programmiersprachen für die Prozessautomatisierung
  • Echtzeitprogrammierung
  • Softwareentwurf mit UML
  • Regelkreisentwurf in der Praxis
  • Umfangreichere Anwendungsbeispiele
    • Embedded Systems im KFZ
    • Automatisierung von Dampferzeugern
    • Automatisierung moderner Schienenfahrzeuge (z.B. ICE)
    • Diagnosesystem für den ICE
  • Einbettung von Echtzeitsystemen ins Internet
  • Exkursion bei Interesse
  Impressum   Datenschutz Stand: 2005-08-24 10:33   Bo