Fertigungsautomatisierung

Allgemeine Informationen

Dozent: Prof. Dr.-Ing. Jürgen Hesselbach
Assistent: Rudolf Griemert, M.Sc.
 

Die Verstanstaltung findet im Wintersemester 2020/2021 digital statt. Informationen hierzu werden in StudIP veröffentlicht.

Abschluss: Bachelor, Master
Turnus: WS

Die Beschreibung von Steuerungsproblemen wird beispielsweise anhand der Petri-Netz Darstellung näher erläutert. Ebenso werden Grundlagen von Steuerungssystemen wie Speicherprogrammierbare Steuerungen (SPS) und Numerische Steuerungen (NC) sowie die Programmierung dieser Systeme vermittelt. Zum Abschluss wird ein Überblick über die Leittechnik und die Kommunikationssysteme, wie sie in der Fertigung eingesetzt werden, gegeben.

Inhalte

• Einführung: Gegenstand und Zielsetzung der Vorlesung, Historische Entwicklung der Automatisierungstechnik, Begriffe der Steuerungstechnik, Automatisierungsstrukturen
• Beschreibung von Steuerungsproblemen 1: Steuerungsaufgaben, Steuerungsentwurf
• Beschreibung von Steuerungsproblemen 2: Funktionsdiagramme, Ablaufkette, Zustandsgraphen
• Beschreibung von Steuerungsproblemen 3: Petrinetze
• Speicherprogrammierbare Steuerungen 1: Einführung, Aufbau, Funktionsweise
• Speicherprogrammierbare Steuerungen 2: Funktionsweise, Aufbau, Programmierung DIN EN 61 131.3
• Speicherprogrammierbare Steuerungen 3: Programmierung DIN EN 61 131.3, Diagnose und Überwachung von Steuerungsgeräten
• Numerische Steuerungen 1: Einführung, Aufbau, Funktionsweise
• Numerische Steuerungen 2: Manuelle Programmierung DIN 66025
• Numerische Steuerungen 3: Rechnergestützte Programmierung, DNC-Betrieb
• Leittechnik 1: Einführung, Funktionsweise
• Leittechnik 1 / Kommunikationssysteme 1: Transportsteuerung, Betriebsdatenerfassung, Datenübertragung in der Fertigung
• Kommunikationssysteme 1: ISO-OSI-Referenzmodel, Feldbusssysteme
• Zusammenfassung: Prüfungsvorbereitung

Übung

• Boolesche Algebra: In dieser Übung werden die Grundlagen der Booleschen Algebra (Rechengesetze, Karnaugh Diagramm etc.) vermittelt. Eine Kurzbiographie von George Boole findet sich hier, einen Überblick zur Booleschen Algebra hier. Weiterhin werden die für die Termvereinfachung wichtigen Gesetze von August de Morgan behandelt (mehr).
• Petri-Netze: In diesen Übungen wird die Darstellungsform der Petri-Netze für die Modellierung von Steuerungsproblemen vertieft. Diese haben den großen Vorteil, dass sie ein Steuerungsproblem sehr übersichtlich abbilden können. Darüber hinaus sind Petri-Netze mathematisch analysierbar. Die Methode der Petri-Netze wird an einigen Beispielen der Steuerungstechnik gezeigt. Eine kurze Übersicht zu Petri-Netzen findet sich hier. Eine Übersicht über Software zur Simulation von Petri-Netzen findet sich hier.
• Steuerungsentwurf - Programmierung: Nachdem die Darstellung von Steuerungsproblemen anhand von Petri-Netzen in den vorherigen Übungen gezeigt wurde, werden nun alternative Beschreibungs- und Darstellungsformen wie Anweisungsliste (AWL), Funktionsbausteinsprache (FBS), Kontaktplan (KOP) und Ablaufsprache (AS) vorgestellt.
• NC-Programmierung: Die Programmierung von numerischen Steuerungen (mehr) zur Dreh- und Fräsbearbeitung von Werkstücken ist Gegenstand des nächsten Übungsabschnitts. Hierbei wird die Programmierung von numerischen Steuerungen nach der DIN 66025 anhand von konkreten Beispielen vermittelt.
• Kommunikation: In der letzten Übung der Vorlesung Fertigungsautomatisierung werden Bussysteme und deren Anwendbarkeit behandelt, sowie deren Effizienz analysiert.

Vorlesungsunterlagen & Downloads

Vorlesungsunterlagen stehen den Teilnahmern über StudIP zur Verfügung.

Nützliche Links zur Thematik der Vorlesung

Boolsche Algebra:

Ein Rechner zum Lösen von Booleschen Ausdrücken findet sich hier. Durch die Angabe der Zwischenschritte kann die Berechnung nachvollzogen werden und eignet sich für das Selbststudium.

Petri-Netze:

An der Universität Hamburg wird eine Plattform bereitgestellt, die eine Reihe von Informationen u.a. Literaturquellen zum Thema Petri-Netze bereitstellt (mehr). Besonders ist hier auf die umfangreiche Sammlung an Software Tools zur Darstellung und Analyse von Petri-Netzten (mehr) hinzuweisen. Empfehlenswert ist die Freeware HPSim (Link zum Downloadbereich).

SPS-Technik:

Führende Anbieter für SPS Technik sind Siemens, Möller, B&R oder Bosch Rexroth. Auf den Seiten der jeweiligen Unternehmen finden sich Informationen zu Automatisierungssysteme, die einen Eindruck über deren Aufbau und deren Komponenten liefern.

CNC-Technik:

Ähnlich zur SPS-Technik bieten die o.g. Unternehmen Lösungen zur CNC-Steuerung an. Beispielhaft seien Siemens und Bosch Rexroth genannt.

Prüfungstermin

Art: digitale Prüfung, 18.2.2021

Aufgrund der Umstände wird die Prüfung als Hausarbeit gewertet.

Die Prüfung zur Veranstaltung wird dieses Semester digital stattfinden.
Prüflinge, welche nicht im StudIP in der Veranstaltung eingetragen und nicht zur Prüfung angemeldet sind, wenden sich bitte an den Betreuer.

Eine Bearbeitung der Klausur unter Zuhilfenahme von Vorlesungsunterlagen oder in Gruppenarbeit wird als Täuschungsversuch geahndet.

Modulhandbuch

Es gelten ausschließlich die Angaben im Modulhandbuch. Rechtsverbindlich gültig sind zudem nur die Angaben in der Prüfungsordnung des jeweiligen Studienganges.