Lehrveranstaltungshandbuch Feldbus Grundlagen

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Verantwortlich: Prof. Dr. Rainer Bartz

Lehrveranstaltung

Befriedigt Modul (MID)

• aktuelle
  • Ba ET2012 FG
  • Ba ET2010 FG
  • Ba TIN2012 FG
  • Ba TIN2010 FB1
  • Ma Mechatronik FG

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 10 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

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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