Langname	Steuerungstechnik
Anerkennende LModule	STE_BaET
Verantwortlich	Prof. Dr. Stefan Kreiser Professor Fakultät IME
Niveau	Bachelor
Semester im Jahr	Wintersemester
Dauer	Semester
Stunden im Selbststudium	78
ECTS	5
Dozenten	Prof. Dr. Stefan Kreiser Professor Fakultät IME Kellersohn
Voraussetzungen	Grundlegende prozedurale Programmierkenntnisse Shannon'sches Abtasttheorem Boole'sche Algebra Datendiskretisierung Datenkodierung Endliche Automaten (FSM)
Unterrichtssprache	deutsch
separate Abschlussprüfung	Ja

Modellbildung
Strukturierung
Systemgrenzen
Systemzerlegung
Schnittstellen
Systemfunktionen
Verhaltensmodellierung
Statecharts (SC)
hybride Netze
Nebenläufigkeit
Hierarchie und Historie
Aktionskonzept
Petrinetze (PN)
S/T-Netze
Netzelemente
Netzmatrix
Vorbereichsmatrix
Nachbereichsmatrix
B/E-Netze
Verhaltensanalyse
Schaltsequenzen
E-Graph
Überdeckungsgraph
Invarianten
Verhaltensbewertung
Lebendigkeit
Reversibilität
Beschränktheit
Determiniertheit
Steuerungstechnisch Interpretierte Petrinetze (SIPN)
Modellierungsmuster
Komplementstelle / Reservierung
Kanten
Test
Inhibitor
Event
Hierarchie
zeitbehaftete Transitionen
Transitionsunternetze
Stellenunternetze
Seiten
variables Kantengewicht

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Steuerungssysteme
Signalverarbeitung
Echtzeit
Arten
Herkunft von Zeitbedingungen
Diskretisierung
Wert
Zeit
Sensorik
Signaltechnischer Aufbau Sensorsysteme
Kalibrierung
Aktorik
Signaltechnischer Aufbau Aktorsysteme
Steuerungsgeräte
IPC
Programmorganisation
Ressourcen
RTOS
Tasks und Threads
Scheduling
Gerätebeispiele
µC-Boards
Prozessrechner
PAC
RTU
SPS
EN61131
Konfiguration
Ressourcen
zyklische Tasks
EA-Variable
Programmorganisation
POE
Datentypen
Funktionsbausteine
Programmiersprachen
vergleichende Übersicht
prozedural (ST)
grafische Sprachen (FB)
musterbasierte Implementierung von SIPN auf SPS
Gerätebeispiele
verteilte Automatisierungssysteme
Kommunikation
Strukturen
Stern
Bus
Ring
Redundanz
Verfahren
Shared Memory
Message Passing
asynchron
synchron
Rendezvous
Futures
OSI-Modell
Protokollschichten
MAC-Verfahren
deterministisch
nicht deterministisch
Feldbusse
Industrie (EN61158)
Interbus
Profibus
Profinet
Automotive
CAN
Flexray
Netze
Protokollschichten
IEEE802
IP
Transportprotokolle
UDP
TCP
SCTP
Industrial Ethernet
Hardware
QoS
Redundanz (RSTP)
Virtuelle Netze (VLAN)
Leitsysteme
EN 61499
Architektur
Programmierung
Sicherheit
Gerätesicherheit
Netzwerksicherheit
MES und ERP
Stückgutverfolgung
Automatische Objektidentifikation (AutoID)
Objekthistorie
Protokolle

Verhalten ereignisdiskreter Systeme modellieren
Systemverhalten aus Texten verstehen
technische Textabschnitte vollständig erfassen
implizite Angaben erkennen und verstehen
fehlende Angaben erkennen und ableiten bzw. erfragen
als State Chart (SC) modellieren
FSM als Spezialfall erkennen
Steuerungstechnisch Interpretiertes Netz
als Petrinetz modellieren
BE-Netz
ST-Netz
Syntax beherrschen
Muster und Makros erkennen und zielführend anwenden
hierarchisches Netz
tiefe Hierarchien verwenden
flache Hierarchie verwenden
Steuerungstechnisch Interpretiertes Netz
Petrinetz-Entwicklungswerkzeug verstehen und zielgerichtet einsetzen
Modelle verifizieren
Bewertungskriterien definieren
Äquivalenz
Vollständigkeit
Determiniertheit
Lebendigkeit
Reversibilität
Beschränktheit
Einhalten von Modellierungsvorgaben
…
Testfälle definieren
statische Reviews durchführen und dokumentieren
Selbst
mit Peer
grafische Analyse
(mathematische Analyse)
dynamische Tests im Simulator durchführen
Modelle anhand der Testergebnisse korrigieren und optimieren

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Steuerungssysteme entwerfen
Echtzeit
Echtzeitbedingungen ableiten
geeignete Steuerungsgeräte auswählen
geeignete Bussysteme auswählen
Echtzeitfähigkeit von Steuerungssystemen nachweisen
SPS in ST programmieren (EN61131-3)
Syntax beherrschen
Funktionsbausteine einsetzen
Implementierungsmuster für SIPN herleiten und nutzen
Codegenerator für SIPN konzipieren
für B/E-Netze
für S/T-Netze
Kontrollfluss in Leitsystemen nach EN61499 modellieren

Typ	Präsenzzeit (h/Wo.)
Vorlesung	2
Übungen (ganzer Kurs)	1
Übungen (geteilter Kurs)	0
Tutorium (freiwillig)	1

keine

Steuerung programmieren
kommerzielles SPS-Entwicklungswerkzeug verstehen und zielgerichtet einsetzen
wesentliche Eigenschaften einer SPS konfigurieren
Programmiersprache ST beherrschen
synchrones Message Passing anwenden
Funktionsbausteine in der Programmierung anwenden

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Simulator für Zielsystem im Zusammenspiel mit SPS-Entwicklungswerkzeug nutzen

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komplexe Aufgaben im Team bewältigen
einfache Projekte planen und steuern
Absprachen und Termine einhalten
Reviews planen und durchführen

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Realweltsysteme modellieren
System analysieren
umfangreiche technische Texte erfassen und zielgerichtet auswerten
Außenschnittstellen erkennen und korrekt nutzen
System strukturieren
sinnvolle Teilsysteme definieren
Teilsystemfunktionen definieren
Schnittstellen definieren
Modell der Steuerung entwerfen
hierarchisches Steuerungsmodell konzipieren
Teilsystemsteuerungen als SIPN modellieren
Teilsystemsteuerungen prüfen
Funktion im Petrinetzsimulator testen
im Peer-Review verifizieren, bewerten und freigeben
Teilsystemsteuerungen integrieren
Gesamtmodell der Steuerung im Simulator verifizieren

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Steuerungsprogramm für SPS entwerfen
SPS konfigurieren
zyklische Tasks definieren
vordefinierte EA-Variablen nutzen
vordefinierte Bedienoberfläche nutzen
Modelltransformationen anwenden
Modelle der Teilsystemsteuerungen musterbasiert auf SPS implementieren
hierarchische Gesamtsystemsteuerung integrieren
Implementierung verifizieren
Teilsystemtest am Emulator für Zielsystem
Integrationstest am Emulator für Zielsystem

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Steuerung am Zielsystem in Betrieb nehmen

Typ	Präsenzzeit (h/Wo.)
Projekt	1
Tutorium (freiwillig)	0