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 8-12 Projekt Seminar

Gesamtaufwand: 150

Unterrichtssprache

• Deutsch,95%
• Englisch, 5%

Niveau

• Bachelor (für Elektrotechnik, Informatik)Master (für andere Fachgebiete)

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