Automatisierungstechnik

Transkript

1 WS 2009/2010 Anmerkungen: Aufgabenblätter auf Vollständigkeit überprüfen! Nur Blätter mit lesbarem Namen und MatrNr. werden korrigiert. Schreiben Sie auch Ihren Namen und MatrNr. auf dieses Deckblatt! Keine rote Farbe verwenden. Zu jeder Lösung Aufgabennummer angeben. Bitte haben Sie dafür Verständnis, dass wegen des Datenschutzes keinerlei telefonische Auskünfte gegeben werden! Aufgabe max. Punkte Summe 60 Note erreichte Punkte Anmerkungen Anmerkung: Die Punkteverteilung gibt nur eine Orientierungshilfe und kann sich bei der Korrektur ändern! Version: :25:00 Datei: Auto_WS0910_3.doc

2 Aufgabe 1 6 P Nennen Sie die wichtigsten Ziele der bezogen auf die Gebäudeleittechnik! Aufgabe 2 2 P Welche Nachteile hat die Automatisierung einer Produktion? Aufgabe 3 13 P Zeigen Sie die Funktionsweise des Aufladeautomaten für Ihren Studentenausweis in der Mensa als Zustandsdiagramm! Aufgabe 4 3 P Geben Sie einen vereinfachten Schaltausdruck für die unten angegebene logische Funktion an! a a b b c x 1 x 1 1 x 0 1 c 0 x 0 0 c d d d Aufgabe 5 2 P Was ist der Unterschied zwischen einer Verknüpfungssteuerung und einer Ablaufsteuerung? Aufgabe 6 8 P Wie kann eine Steuerung realisiert werden? Nennen Sie jeweils die wichtigsten Vor- und Nachteile! Aufgabe 7 2 P Wozu dienen Organisationsbausteine in einer SPS? Aufgabe 8 6 P Skizzieren Sie die automatische Geschwindigkeitsregelanlage eines Autos als Regelkreis und benennen Sie die einzelnen Elemente!

3 Aufgabe 9 3 P In der spielen die Begriffe Sicherheit und Verfügbarkeit eine große Rolle. Warum sind diese beiden Begriffe so wichtig? Wie stehen diese Aspekte zueinander? Aufgabe 10 4 P Nach welchen Kriterien werden Antriebe bewertet? Aufgabe P Um welches Ventil handelt es sich? Welche Funktion könnte die verschiedenen Stellungen für die Steuerung eines Zylinders haben (Begründung)? Skizzieren Sie das System! Aufgabe 12 4 P Wie funktionieren resistive Wegaufnehmer? Wozu können diese eingesetzt werden? Aufgabe 13 2 P Nennen Sie einige weit verbreitete Feldbussysteme?

4 Kurzlösung: Frage 1: Sicherheit Erkennen und verhindern von Schäden durch Sturm, Regen, Wind, Frost Alarmanlage meldet Einbruch Zentrale Schließanlage verhindert geöffnete Türen Rationalisierung Verringerung der Betriebskosten durch Einsparung von Energie (Heizung, Strom) und Wasser Ein Hausmeister kann ein- oder mehrere Gebäude zentral überwachen Humanisierung Hausmeister kann alles zentral bedienen weniger Personen müssen diese (meist langweilige Tätigkeit ausführen) Qualitätssteigerung Verbesserung des Komfort über Temperatur, Luftfeuchtigkeit, Luftqualität Bequeme Zugangskontrolle Frage 2: Erhöhter Aufwand an Investition bei der Automatisierung der Produktion Teilweise höhere Qualifikation des Personals erforderlich Geringere Flexibilität bei Problemen, beim schnellen Produktwechsel und an den Schnittstellen der Produktion Höhere Arbeitslosigkeit durch Entlassungen bedingt durch die Automatisierung Frage 3: Z1 T21 Z2 T61 T13 Z3 T12 T36 T34 Z6 Z4 T45 T74 T46 Z5 T54 Z7

5 Name Art Typ Anmerkung KarteVorhanden I bool Karte ist eingegeben KarteLesbar I bool Karte ist lesbar TasteKarteRück I bool Taste Kartenrückgabe MotorKarteAusgeben O bool Motor Kartenausgabe Z1 M bool Startzustand Z2 M bool Störung Z3 M bool Karte vorhanden Z4 M bool Karte gültig Z5 M bool Geldschein eingegeben Z6 M bool Karte ausgeben Z7 M bool Betrag gutschreiben T12 M bool Störung erkannt T21 M bool Störung behoben T13 M bool Karte eingegeben T36 M bool Karte ungültig T34 M bool Karte erkannt T57 M bool Geldschein angenommen T74 M bool default T45 M bool Geld wird eingegeben T54 M bool Geld nicht erkannt T46 M bool Karte zurück gedrückt T61 M bool default Frage 4: ( a c) ( b d) ( c d) Frage 5: In einer Verknüpfungssteuerung werden ergibt sich das Ausgangssignal nur aus den Eingangssignalen. Ablaufsteuerungen besitzen einen internen Speicher. Das Ausgangssignal ergibt sich aus den Eingangssignalen und den internen Speicher. Bei Ablaufsteuerungen verändern Eingangssignale den internen Speicher. Frage 6: µ-controller Relaissteuerung PC SPS Robustheit Nachhaltigkeit Preis Flexibilität Engineeringaufwand

6 Frage 7: Organisationsbausteine haben den Zweck: Strukturierung der Programme Behandeln besonderer Ereignisse wie o Anlauf o Kommunikationsfehler o Schnelle Reaktion auf externe Ereignisse (Interrupt) o Weckerfunktionen o. Frage 8: Sollwertvorgabe am Lenkrad Signal an Drosselklappenwinkel Drosselklappenmotor bei Ottomotor Motor + Getriebe Drosselklappe Wind, Steigung Geschwindigkeit Messung der Raddrehzahl Frage 9: Sicherheit: Schutz von Mensch, Maschine und Umwelt von Schäden hat nicht zuletzt aus gesetzlichen Gründen höchste Priorität. Verfügbarkeit: Die Maschine soll wegen Fehler eine möglichst geringe Zeit stillstehen. Fehler in den Sicherheitsfunktionen können die Verfügbarkeit deutlich verringern. Frage 10: Energieverbrauch Wirkungsgrad Leistungsdichte Gewicht Kraft/Drehmoment Schnelligkeit Regelbarkeit Wartungsaufwand Preis.

7 Frage 11: Zylinder Zur Pumpe Ablauf Funktionen: Vorschub, Ruhestellung mit bewegbarem Zylinder, Rückschub Frage 12: Resistive Wegaufnehmer sind als Spannungsteiler aufgebaut. Bei Veränderung der Position des Sensors wird der Abgriff der Spannung am Widerstand verändert. Dadurch verändert sich auch die Spannung. Anwendungen: Positionsmessung, Füllständsmessung über Schwimmer, Kraftmessung oder Durckmessung über Gegenfeder usw. Frage 13: Profibus, CAN, Interbus-S, ASI usw