Modulbeschreibung

Im Umfeld der Mechatronik stellt die Automatisierungstechnik eine Schlüsselqualifikation dar. Ein Teilaspekt wird durch die industrielle Automatisierungstechnik abgedeckt. Im Bereich der Automation kommt das Zusammenspiel von Sensorik, Aktorik und Prozessorik zum Tragen, es geht um das Zusammenfügen der genannten Fragmente zu einem funktionsfähigen, ablauffähigen System.
Durch die praktische Anwendung dieser Fachinhalte wird die Fähigkeit der interdisziplinären Kommunikation zwischen den Ingenieuren aus den Bereichen Mechanik, Elektronik und Informatik geschult und beübt.

Die Studierenden

• verstehen die Prinzipien, Ziele der Automation
• kennen die Anforderungen an Automatisierungssysteme
• können Kennzahlen wie Taktzeit, Gesamtverfügbarkeit (OEE) etc. ermitteln
• verstehen die Struktur und den Aufbau von Automatisierungssystemen
• kennen die Inhalte der Begriffe Prozessorik, Aktorik, Sensorik in der industriellen Automatisierungstechnik
• können die Programmiersprachen nach IEC 61131-3 anwenden
• können einfache Programme mit Speicherprogrammierbaren Steuerungen (SPS) erstellen
• können eine Aufgabenstellung (sequenzieller Ablauf) aus der industriellen Automation in der Simulation nachstellen
• kennen die Datenkommunikation in der industriellen Automation wie Profinet etc.
• können Wegschritt- Diagramme, Zustandsdiagramme erstellen und interpretieren
• kennen die einfache Anwendung von Pneumatik
• können die Konzeption und Realisierung einer einfachen automatisierten Anlage als Projektarbeit ausführen

Die Studierenden sind in der Lage

• Anlagen zur Montage oder zur Fertigung von Bauteilen, Komponenten zu charakterisieren und zu klassifizieren
• eine automatisierte Anlage konzeptionell auszulegen.
• Steuerprogramme und Algorithmen für SPS-Steuerungen zu entwickeln.
• die notwendigen Komponenten und Teilsysteme (Steuerung, Transfersysteme, Handlings-Systeme, PC etc.) für eine Anlage festzulegen.
• die wichtigsten Komponenten der Pneumatik anzuwenden.
• den Einsatz von Feldbussen zu beurteilen.
• Sensoren, Aktoren und intelligente Teilsysteme auf der Feld- und Leitebene zu vernetzen
• die notwendigen Komponenten und Teilsysteme (Feldbus, Sensoren, Aktoren, Hardware, etc.) für eine vernetzte Anlage festzulegen.
• Ein kleines Projekt im Bereich der industriellen Automatisierung konzipieren und mit realer Hardware umsetzen

Weitere Vorausgesetzte Module, sind die beiden Module Elektrotechnik & Lineare Algebra 1 und 2. Ebenfalls sollte das Modul Mechatronik 1 besucht worden sein oder parallel dazu besucht werden.

Das Modul findet im Herbstsemester hybrid statt.

In der Unterrichtsphase werden zwei schriftliche Prüfungen von je 60 Minuten Dauer abgelegt.
Am Ende des Moduls wird eine Projektaufgabe (Gruppenarbeit) zur Benotung abgegeben.

In der Unterrichtsphase werden zwei schriftliche Prüfungen (Gewicht je 33.33%) abgelegt.
Am Ende des Moduls wird eine Projektaufgabe (Gruppenarbeit) (Gewicht 33.33%) zur Benotung abgegeben.

Die Studierenden sind in der Lage

• eine automatisierte Anlage konzeptionell auszulegen.
• Steuerprogramme und Algorithmen für SPS-Steuerungen zu entwickeln.
• die wichtigsten Komponenten der Pneumatik anzuwenden.
• die notwendigen Komponenten und Teilsysteme (Steuerung, Transfersysteme, Handlingsysteme, PC etc.) für eine Anlage festzulegen.
• den Einsatz von Feldbussen zu beurteilen
• Sensoren, Aktoren und intelligente Teilsysteme auf der Feld- und Leitebene zu vernetzen.
• die notwendigen Komponenten und Teilsysteme (Feldbus, Sensoren, Aktoren, Hardware, etc.) für eine vernetzte Anlage festzulegen.

Programmierung einer SPS

• IEC-61131
• Aufbau
• Sprachen
• Modellierung von Steuerung mittels endlichen Automaten
• Simulation von Steuerungen

Visualisierung / Diagnose

• HMI (User Interface)
• Parametereingabe und -ausgabe
• PC als intelligente Anzeige

Zentrale und Dezentrale Systeme

Grundelemente der Pneumatik

• Ventile, Zylinder, Drosseln, Greifer
• Handlingsysteme
• Transfersysteme

Konzeption von automatisierten Systemen

Feldbusse (anwendungsorientiert)

• RS-232
• RS-485
• Ethernet in der Automatisierung, TCP/IP
• ProfiNet, IO-Link, etc.
• Cloud Anwendungen in der Automatisierungstechnik.

Skript, SPS-Unterlagen, Übungen, Praktika

MATLAB/SIMULINK, CoDeSys 61131-3, TIA-Portal V19, Fluid Sim

Skript, Feldbus-Unterlagen, Übungen, Praktika

CoDeSys 61131-3, TIA-Portal V19, FluidSim