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AUTOMATISIERUNGSSYSTEME
1 Grundlagen der Automatisierung
1.1 Automatisierung und
Automation
1.2 Gründe, Ziele
und Auswirkungen der Automation
1.3 Begriffe der Automatisierung
1.4 Prozeß und Prozeßautomatisierung
1.4.1 Prozeßbegriff
1.4.2 Prozeßautomatisierungssysteme
1.5 Teilgebiete der Automatisierungstechnik
2 Grundlagen der Steuerungstechnik
2.1 Steuern und Regeln
2.1.1 Begriffserklärungen
für Steuern und Steuerung
2.1.2 Begriffserklärungen
für Regeln und Regelung
2.1.3 Erweiterung des Steuerungsbegriffs
2.2 Einteilung von Steuerungen
nach Art der Energieübertragung
2.2.1 Arten der Energieübertragung
2.2.2 Mechanische Steuerungen
2.2.3 Pneumatische Steuerungen
2.2.4 Hydraulische Steuerungen
2.2.5 Elektrische Steuerungen
2.2.6 Zusammenfassung
2.3 Unterscheidungsmerkmale
und Grundstrukturen von Steuerungen
2.3.1 Unterscheidungsmerkmale
von Steuerungsarten
2.3.2 Informationsdarstellung
2.3.2.1 Arten der Darstellung
2.3.2.2 Analoge Steuerungen
2.3.2.3 Digitale Steuerungen
2.3.2.4 Binäre Steuerungen
2.3.3 Signalverarbeitung
2.3.3.1 Arten der Signalverarbeitung
2.3.3.2 Synchrone Steuerungen
2.3.3.3 Asynchrone Steuerungen
2.3.3.4 Verknüpfungssteuerungen
2.3.3.5 Ablaufsteuerungen
2.3.4 Programmrealisierung
2.3.4.1 Arten der Programmrealisierung
2.3.4.2 Verbindungsprogrammierte
Steuerungen (VPS)
2.3.4.3 Speicherprogrammierte
Steuerungen (SPS)
2.3.5 Aufbauorganisation
2.3.5.1 Hierarchische Strukturen
2.3.5.2 Einzelsteuerung
(Antriebssteuerung)
2.3.5.3 Gruppensteuerung
(Funktionsgruppensteuerung), Leitsteuerung
3 Mathematische Grundlagen
der Steuerungstechnik
3.1 Schaltnetze und Schaltwerke
3.2 BOOLEsche Algebra,
Schaltalgebra
3.2.1 Einführung
3.2.2 Definition der BOOLEschen
Algebra, Schaltalgebra
3.2.3 Theoreme und Rechenregeln
3.2.4 BOOLEsche Funktionen,
Schaltfunktionen
3.2.5 Vollständige
Operatorensysteme (Logiksysteme)
3.3 Vereinfachung von Schaltfunktionen
4 Entwicklung von Steuerungssystemen:
Methoden, Hilfsmittel, Programmiersprachen
4.1 Vorgehensweise bei
Planung, Projektierung und Entwicklung industrieller Steuerungen
4.2 Pflichtenhefte für
Steuerungen
4.3 Technologie- und Anlagenschema
4.3.1 Aufgabe des Technologieschemas
4.3.2 Technologieschemata
der elektrischen Steuerungstechnik
4.3.3 Technologieschemata
in der Verfahrenstechnik
4.4 Methoden zur Aufgabenbeschreibung
und Entwurfshilfsmittel
4.4.1 Allgemeine Formulierung
einer Steuerungsaufgabe
4.4.2 Darstellungsmittel
für den Entwurf von Steuerungen
4.4.2.1 Allgemeine Zielsetzung
4.4.2.2 Verbale Beschreibungen
und Programmiersprachen
4.4.2.3 Algebraische und
BOOLEsche Beschreibungsformen
4.4.2.4 Graphische Hilfsmittel
4.5 Textuelle Programmiersprache
Anweisungsliste AWL
4.5.1 Einleitung
4.5.2 Aufbau von Steuerungsanweisungen
in Anweisungsliste
4.5.3.1 Anwendung der Operationen
4.5.3.2 BOOLEsche Verknüpfungen
4.5.3.3 Negation
4.5.3.4 Klammertechnik
4.5.4 Abschlußoperationen
4.5.5 Digitale Operationen
4.5.6 Operationen zur Programmorganisation
4.5.6.1 Nulloperation,
Ladebefehl, Programmende, Kommentar
4.5.6.2 Programmverzweigungen
4.5.7 Operanden
4.5.7.1 Operandenkennzeichen
und Datenformate
4.5.7.2 Konstanten
4.5.7.3 Zeitglieder
4.5.7.4 Zähler
4.5.7.5 Bausteine
4.6 Graphische Programmiersprache
Kontaktplan KOP
4.7 Funktionspläne
FUP
4.7.1 Allgemeines
4.7.2 Funktionspläne
für Verknüpfungssteuerungen
4.7.2.1 Symbole für
die binäre Signalverarbeitung
4.7.2.2 Symbole für
die digitale Signalverarbeitung
4.7.2.3 Symbole für
Zeitelemente
4.7.3 Funktionspläne
für Ablaufsteuerungen
4.7.3.1 Ergänzung
der Funktionspläne mit Symbolen für Ablaufsteuerungen
4.7.3.2 Symbole für
Verknüpfungsaufgaben
4.7.3.3 Ablaufschritt
4.7.3.4 Befehle
4.7.3.5 NS-Befehl (nicht
gespeicherter Befehl)
4.7.3.6 NSD-Befehl (nicht
gespeicherter, verzögerter Befehl)
4.7.3.7 S-Befehl (gespeicherter
Befehl)
4.7.3.8 SD-Befehl (gespeicherter,
verzögerter Befehl)
4.7.3.9 ST-Befehl (gespeicherter,
zeitlich begrenzter Befehl)
4.7.3.10 Verzweigungen
5 Aufbau und Arbeitsweise
von Speicherprogrammierbaren Steuerungsgeräten (SPS)
5.1 Einleitung
5.1.1 Begriffsdefinitionen
5.1.2 Entwicklung
5.1.3 Einsatzgebiete
5.2 Aufbaukonzepte und
Grundstrukturen von Speicherprogrammierbaren Steuerungsgeräten
5.2.1 Aufbaukonzepte von
Speicherprogrammierbaren Steuerungsgeräten
5.2.2 Grundstrukturen von
Speicherprogrammierbaren Steuerungen
5.2.3 Prozessorstrukturen
bei SPS
5.2.3.1 Prozessorarten
5.2.3.2 Bitprozessoren
5.2.3.3 Wortprozessoren
5.2.3.4 Strukturen mit
Bit- und Wortprozessoren
5.3 Gerätetechnischer
Aufbau und Funktionsweise
5.3.1 Stromversorgungsbaugruppe
5.3.2 Zentralbaugruppe
- Prozessor
5.3.3 Zentralbaugruppe
- Speicher
5.3.4 Eingabebaugruppen
5.3.5 Ausgabebaugruppen
5.3.6 Sonderbaugruppen
5.4 Arbeitsweise von Speicherprogrammierbaren
Steuerungsgeräten
5.4.1 Initialisierung der
Speicherprogrammierbaren Steuerung
5.4.2 Zyklische Programmbearbeitung
5.4.3 Kenngrößen
von Speicherprogrammierbaren Steuerungsgeräten
5.4.3.1 Sequentielle und
parallele Arbeitsweise von Steuerungen
5.4.3.2 Entstehung der
Reaktionszeit
5.4.3.3 Ermittlung der
Reaktionszeit
5.4.3.4 Mittlere Bearbeitungszeit
6 Programmierung von Speicherprogrammierbaren
Steuerungen nach DIN EN 61131-3
6.1 Normung von Programmiersprachen
für SPS
6.1.1 Standardisierung
von Programmiersprachen für SPS
6.1.2 Inhalt der Norm DIN
EN 61131, IEC 1131
6.2 Programmaufbau nach
DIN IEC 1131-3
6.2.1 Programm-Organisationseinheiten
6.2.2 Sprachelemente
6.2.2.1 Buchstaben, Ziffern,
Bezeichner, Zeichenvorrat
6.2.2.2 Literale (Konstanten)
6.2.2.3 Begrenzer (delimiters)
6.2.2.4 Schlüsselworte,
keywords
6.3 Datentypen
6.3.1 Normung der Deklaration
von Variablen
6.3.2 Elementare Datentypen
6.3.3 Generische Datentypen
6.3.4 Abgeleitete (benutzerdefinierte)
Datentypen
6.4 Variablen
6.4.1 Arten von Variablen
6.4.2 Einzelelement-Variablen
6.4.3 Multielement-Variablen
6.4.4 Deklaration und Initialisierung
von Variablen
6.4.4.1 Schlüsselwörter
der Variablendeklaration
6.4.4.2 Nullspannungssichere
(retentive) Variablen
6.4.4.3 Initialwerte (Anfangswerte)
von Variablen
6.5 Programm-Organisationseinheiten
6.5.1 Funktionen (FUNCTION)
6.5.1.1 Begriffserklärung
6.5.1.2 Darstellung
6.5.1.3 Deklaration von
Funktionen
6.5.1.4 Standardfunktionen
6.5.2 Funktionsbausteine
(FUNCTION_BLOCK)
6.5.2.1 Begriffserklärung
6.5.2.2 Darstellung
6.5.2.3 Deklaration von
Funktionsbausteinen
6.5.2.4 Standardfunktionsbausteine
6.5.3 Programme
7 Befehlssprachen für
Speicherprogrammierbare Steuerungen nach DIN EN 61131-3
7.1 Textuelle Programmiersprachen
nach DIN EN 61131-3
7.2 Textuelle Programmiersprache,
Anweisungsliste AWL, Instruction List IL nach DIN EN 61131-3
7.3 Textuelle Programmiersprache
Strukturierter Text ST, Structured Text ST nach DIN EN 61131-3
7.4 Ablaufsprache AS, textuelle
Form, Sequential Flow Chart SFC nach DIN EN 61131-3
7.5 Graphische Programmiersprachen
nach DIN EN 61131-3
7.6 Graphische Programmiersprache
Kontaktplan (KOP), Ladder Diagram (LD), nach IEC 1131-3
7.7 Graphische Programmiersprache
Funktionsbausteinsprache (FBS), Function Block Diagram (FBD), nach IEC
1131-3
7.8 Ablaufsprache (AS),
graphische Form, Sequential Flow Chart (SFC), nach IEC 1131-3