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Lehrveranstaltungshandbuch Feldbus Grundlagen


Verantwortlich: Prof. Dr. Rainer Bartz

Lehrveranstaltung

Befriedigt Modul (MID)

Organisation

Version
erstellt 2011-12-09
VID 1
gültig ab WS 2012/13
gültig bis
Bezeichnung
Lang Feldbus Grundlagen
LVID F07_FG
LVPID (Prüfungsnummer)

Semesterplan (SWS)
Vorlesung 2
Übung (ganzer Kurs)
Übung (geteilter Kurs) 1
Praktikum 1
Projekt
Seminar
Tutorium (freiwillig)
Präsenzzeiten
Vorlesung 30
Übung (ganzer Kurs)
Übung (geteilter Kurs) 15
Praktikum 15
Projekt
Seminar
Tutorium (freiwillig)
max. Teilnehmerzahl
Übung (ganzer Kurs)
Übung (geteilter Kurs) 30
Praktikum 8-12
Projekt
Seminar

Gesamtaufwand: 150

Unterrichtssprache

  • Deutsch,95%
  • Englisch, 5%

Niveau

  • Bachelor

Notwendige Voraussetzungen

  • Programmierkenntnisse:
  • Schleifen, Bedingungen, switch-case, Datentypen (C)

Literatur

  • eigenes Skript
  • Schnell, G.: Bussysteme in der Automatisierungstechnik, Vieweg
  • Zimmermann, W.; Schmidgall, R.: Bussysteme in der Fahrzeugtechnik, Vieweg

Dozenten

  • Prof. Dr. Rainer Bartz

Wissenschaftliche Mitarbeiter

  • tba

Zeugnistext

Feldbus Grundlagen

Kompetenznachweis

Form
sK Klausur

Aufwand [h]
sK 10

Intervall: 2/Jahr


Lehrveranstaltungselemente

Vorlesung / Übung

Lernziele

Lerninhalte (Kenntnisse)
  • Topologien in Kommunikationsnetzen: PzP, Linie, Ring, Stern
  • Notationen in Kommunikationsstandards: Dienstbeschreibung, Sequenzdiagramme, Zustandsdiagramme (Mealy-Automat)
  • ISO/OSI Referenzmodell:: Layer, Kapselung, Funktionen, Dienste (PeerToPeer, lokal), PDU-SDU-PCI-ICI, verbindungsorientierte Kommunikation
  • Leitungscodes: digital (NRZ, PRZ, BiPhase-L, DPLM,...), analog (ASK, FSK, PSK, ...)
  • Physical Layer Definitionen in RS-232, RS-485
  • Datensicherung: Parity, Blocksicherung, Checksum, CRC, ...
  • Buszugriffsverfahren: Master/Slave, Token, CSMA/CD, CSMA/CA, ...
  • PhL und DLL des CAN: Inhaltsadressierung, Arbitrierung, Datensicherung, Standard vs. Extended CAN, Bit-Timing, Fehlermanagement, Acknowledge-Methode, Dienste und Protokolle

Fertigkeiten
  • Die Studierenden erarbeiten sich grundlegende Kenntnisse über industrielle Kommunikationssysteme
  • Kommunikationsstandards verstehen
    • Die Studierenden können die gängigen Beschreibungsmethoden für Kommunikationsstandards erklären
    • Sie können Dienste in der gängigen Beschreibungsart darstellen und interpretieren
    • Sie können die zur Funktionsbeschreibung verwendeten State Charts verstehen und erstellen
    • Sie können die zeitlichen Abläufe mittels Sequenzdiagramme veranschaulichen
  • Physical Layer Mechanismen verstehen
    • Die Studierenden können gängige Leitungscodes anwenden und zugehörige zeitliche Signalverläufe deuten
    • Die Studierenden können elektrische Spezifikationen ausgewählter Übertragungssysteme verstehen
  • Data Link Layer Funktionen verstehen und anwenden
    • Die Studierenden können wesentliche Komponenten eines Protokolls benennen
    • Sie können bedeutende Verfahren zur Datensicherung beschreiben und auf Nutzdatensequenzen anwenden
    • Sie können die üblichen Zugriffsverfahren (M/S, Token, CSMA) beschreiben und ihre Eigenschaften darstellen
  • CAN als beispielhaften Feldbus-Standard verstehen
    • Die Studierenden können eine reale Feldbus-Spezifikation (CAN) im Sinne des ISO/OSI Modells einordnen.
    • Sie können das Verhalten von CAN-Kommunikationsteilnehmern nachvollziehen.
    • Sie können die CAN-Spezifikation bewerten und Vor- und Nachteile diskutieren.

Handlungskompetenz demonstrieren
  • Die Studierenden können gängige Datensicherungsverfahren anwenden
  • Sie können Dienste und Funktionalitäten in gängige Notation überführen
  • Sie können Protokolle analysieren und die enthaltenen Nutzdaten extrahieren
  • Sie können Protokoll-konforme Datenströme generieren, mit denen vorgegebene Nutzdaten transportiert werden

Begleitmaterial

  • elektronische Vortragsfolien zur Vorlesung
  • elektronische Übungsaufgabensammlung

Besondere Voraussetzungen

  • keine

Besondere Literatur

  • keine

Besonderer Kompetenznachweis

Form
bÜA Präsenzübung und Selbstlernaufgaben

Beitrag zum LV-Ergebnis
bÜA unbenotet

Intervall: 1/Jahr

Praktikum

Lernziele

Lerninhalte (Kenntnisse)
  • C167-basierte embedded Plattform als Basis für Feldbus-Implementierungen
  • Entwicklungsumgebung für embedded C167-Systeme
  • Programmierung in C für ein betriebssystemloses System
  • Anbindung eines CAN-Kommunikationssystems an ein Anwendungsprogramm
  • C167-Registerbeschreibung und Interaktion

Fertigkeiten
  • Die Studierenden können Programme für ein embedded C167-System entwickeln
  • Sie können die Enwicklungsumgebung zur Fehlersuche und zum Test einsetzen
  • Sie können die CAN-Kommunikations-Schnittstellen verwenden um Informationen zu senden und zu empfangen
  • Sie können die wesentlichen CAN-Kommunikations-Parameter ableiten und das System entsprechend konfigurieren

Handlungskompetenz demonstrieren
  • Die Studierenden können embedded Systeme für industrielle Kommunikation verwenden
  • Sie können Systemprogramme entwerfen, die Informationen über einen Kommunikationskanal senden
  • Sie können Systemprogramme entwerfen, die Informationen über einen Kommunikationskanal empfangen
  • Sie können Funktionalitäten mit Hilfe von State Charts beschreiben und implementieren

Begleitmaterial

  • elektronische Dokumentation der Praktikumssysteme
  • elektronische Beschreibung der Praktikums-Aufgaben
  • elektronische Entwicklungswerkzeuge für Micro-Controller C167 (Labor)

Besondere Voraussetzungen

  • keine

Besondere Literatur

  • keine

Besonderer Kompetenznachweis

Form
bPA Projektaufgaben im Team bearbeiten

Beitrag zum LV-Ergebnis
bPA Voraussetzung für Klausurteilnahme

Intervall: 1/Jahr

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