Internetbasiertes Laborpraktikum Automatisierungstechnik

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Katja Brigitte Bäcker
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1 Internetbasiertes Laborpraktikum Automatisierungstechnik Mitglieder der Arbeitsgruppe DI G. Anders TU Bergakademie Freiberg Dr. D. Hofmann TU Dresden DI R. Görsch TU Bergakademie Freiberg Prof. P. Löber TU Bergakademie Freiberg Prof. D. Römer Hochschule Mittweida (FH) DI S. Schmeißer Hochschule Mittweida (FH) M. Strobelt TU Bergakademie Freiberg Ort: TU Chemnitz Reichenhainer Strasse 70 Raum N113 Datum: 19. Mai 2003 Zeit: Uhr Professur für Prozessautomation 1

2 Vortragsschwerpunkte Motivation / Zielstellung Vorstellung der Steuerungstechnik Vorstellung der einzelnen Modelle Lehrsystem Zusammenfassung / Ausblick Professur für Prozessautomation 2

3 Motivation / Zielstellung Erfahrung durch den Sächsischen Internetbasierten Hochschulverbund in der Automatisierungstechnik Idee der Schaffung eines neuartigen Softwarekonzeptes für ein Online-Lehrprogramm Nutzung von Modellanlagen/Praktikumsversuchen anderer Einrichtungen Kostenfaktor für die Anschaffung von Modellanlagen Verbesserung und Modernisierung der Lehre durch vielfältigere Angebote Bessere Auslastung vorhandener Modellanlagen/ Versuchsstände Nutzung moderner Kommunikationsstrukturen für die Ausbildung Bessere Bedingungen für die Studenten Professur für Prozessautomation 3

4 Technische Universität Bergakademie Freiberg Steuerung und Internetzugang Multi-Master-System bestehend aus S7/400, S7/300 und PG Dezentrale Ankopplung aller Modellanlagen Internetanschluss beider Steuerungen über Kommunikationsprozessoren vom Typ CP x43-1 IT Gießspiegelregelung wird über S7/400 und CP IT gesteuert Aufzugsmodell wird über S7/300 und CP IT gesteuert Mehrtankanlage ist per Industrial Ethernet an die S7/300 und damit an den CP IT gekoppelt CP IT Professur für Prozessautomation CP IT 4

5 Technische Universität Bergakademie Freiberg Die Gießspiegelregelung 2,10m hoch 80l Wasser als Betriebsmedium dezentrale Peripherie ET200M (IM153-1) Digitale I/O-Baugruppe SM323 Analoge I/O-Baugruppen SM331/SM332 Operator-Panel OP25 für die Bedienung vor Ort Druckmessdose zur Bestimmung des Gießspiegels Abflussventil zur Erzeugung einer Störgröße Servogetriebener Stopfen für die Regelung des Gießspiegels Professur für Prozessautomation 5

6 Das Aufzugsmodell 1,25m hoch 5(6) Etagen dezentrale Peripherie ET200M (IM153-2) Antriebsbaugruppe FM353 Digitale I/O-Baugruppen SM323 Linearachse der Firma ISEL Leistungselektronik der Firma ISEL Diverse Sensoren und Bedienelemente Professur für Prozessautomation 6

7 Technische Universität Bergakademie Freiberg Die Mehrtankanlage 4 Tanks mit der Möglichkeit der Füllstandsregelung, Temperaturregelung und Mischungssteuerung Diverse Rohrleitungen, Ventile (magnetisch/manuell zu betätigen) und Pumpen für vielfältige Verbundmöglichkeiten Füllstandsmessung per Ultraschallsensor S7/400-Steuerung greift per Profibus FMS auf FESTO-SPS und drei Bürkert-Regler zu Manuelle Vor-Ort Bedienung als auch per PC mit WinCC Professur für Prozessautomation 7

8 Das virtuelle Labor in Mittweida Internet Intranet AWL KOP Server AT FUP Router Firewall SPS2SQL AWL KOP FUP AWL KOP FUP DB SQL Hardwarestruktur des virtuellen Labors (Kommunikationsbeziehungen) Grundlagenversuche der Automatisierungstechnik zum Erlernen der verschiedenen Programmiervarianten basierend auf Siemens-Steuerungstechnik Professur für Prozessautomation 8

9 Das Lehrsystem Online-Lehrsystem zur Vermittlung von Grundlagenwissen über Steuerungs- und Regelungstechnik sowie den Aufbau und die Funktionsweise von SPS-Technik Komplette Integration des Modells der Gießspiegelregelung und des Aufzugsmodells in das Lehrsystem Angefangene Integration der Mehrtankanlage (momentan über ein Applet steuerbar) Testsystem für die Überprüfung des erworbenen Wissens per Multiple-Choice Integration des Systems in den laufenden Vorlesungsbetrieb Einfache Erweiterbarkeit des Systems um neue Lehrinhalte sowie Modellanlagen Professur für Prozessautomation 9

10 Das Lehrsystem Integration von mehreren Webcams zur visuellen Unterstützung der Lehre Zeitplaner für die stundenweise exklusive Nutzung von Modellanlagen für Programmierzwecke Professur für Prozessautomation 10

11 Zusammenfassung / Ausblick Schaffung eines Lehrsystems für die orts- und zeitunabhängige Nutzung über das Internet Nutzbarkeit der vorhandenen Modellanlagen auch durch andere Bildungseinrichtungen Verbesserung der Lehre durch Integration moderner Themen der Automatisierungstechnik und vielfältige Wahlmöglichkeiten der Studenten Weiterführende Bearbeitung im Bildungsportal 2003: Integration von Grundlagenversuchen zum Erlernen und Vertiefen verschiedener Entwurfsmethoden Erweiterung um wichtige Sprachen (Englisch, Spanisch und Russisch), um ausländischen Studenten die Arbeit an den Anlagen in ihrer Muttersprache ermöglichen zu können Integration eines Tutorsystems für einen wesentlich effektiveren und transparenteren Support Aufbau eines gestuften Portals, um den Anforderungen an unterschiedliche Bildungswege (gestuftes Lehrniveau) gerecht zu werden Professur für Prozessautomation 11

12 Zusammenfassung / Ausblick TU Bergakademie Freiberg Institut für Automatisierungstechnik FH Mittweida Fachgruppe Automatisierungstechnik TU Dresden Institut für Automatisierungstechnik Berlin Freistaat Sachsen Polen Tschechien Nürnberg München Siemens AG A&D S Prom BA Glauchau ABB Lichtenberg Berufsausbildung Professur für Prozessautomation 12

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