TU Dresden


Icke Wieder
Diese Lernkarten behandeln die Funktionssteuerung in der Mechatronik auf Universitätsniveau. Sie konzentrieren sich auf die Unterschiede zwischen verschiedenen Steuerungen, wie SPS und Master-Slave-Systeme, sowie auf das Verhalten und die Übertragung von Informationen über Feldbusse. Die Karteikarten decken auch die IEC 61131-Norm, Petrinetze und Sicherheitsfunktionen ab. Sie sind besonders nützlich für Studierende und Ingenieure, die sich mit der Implementierung und dem Verständnis von Steuerungssystemen in der Automatisierungstechnik beschäftigen.
Cartes-fiches
62
Utilisateurs
1
Langue
Allemand
Catégorie
Mécatronique
Niveau
Université
Créé / Mis à jour
28.07.2015 / 04.08.2015

Cartes-fiches

Was versteht man unter "Protokolleffizienz"? (09.02)

  • Verhältnis von Nutzdaten zu Gesamtdaten bei der seriellen Datenübertragung, z.B. in Feldbussen

Was ist ein RS-FlipFlop, wie funktioniert es? (05.17-05.27)

  • was: sequentielles Netzwerk mit 2 Eingängen (S,R) sowie 1 Ausgang (Q) mit 2 stabilen Zuständen
  • Funktion:
  1. S=1, R=0\(\rightarrow\)Q=1, Ausgang wird gesetzt
  2. S=0, R=1\(\rightarrow\)Q=0, Ausgang wird rückgesetzt
  3. S=0, R=0 Ausgang bleibt unverändert
  4. S=1, R=1 Verhalten abhängig von technischer Realisierung (unbestimmt bzw. S- oder R-dominant)

In welchen Schritten erfolgt der Entwurf eines kombinatorischen Netzwerkes? (05.08)

  1. Erfassung des Problems in einer Wahrscheinligkeitstabelle
  2. Aufstellung der Funktionsgleichung (konjunktive/disjunktive Normalform)
  3. Vereinfachung (Minimierung) der Funktion durch Umformung mit Hilfe booleschen Algebra
  4. Schaltungstechnische Realisierung

Was ist bei SERCOS der Service-Kanal und wozu dient und wie funktioniert er? (09.26)

  • Service-Kanal:
    - zusätzliches Datenfeld von 2-8 Byte innerhalb der festen Struktur jedes zyklischen ATs und MDTs
  • Wozu:
    - Übertragung nichtzyklischer Daten zwischen Antrieben und Steuerunge (z.B. Diagnose, Parameter)
  • Wie:
    - Unterteilung der Daten in mehrere kleine Pakete bei Sender
    - Übertragung in mehreren aufeinanderfolgenden Zyklen
    - Zusammensetzung der Einzelpakete beim Empfänger

Nennen Sie Beispiele für typische Sicherheitsfunktionen! (10.02)

  • NOTAUS
  • Abschalten überhitzter Geräte (z.B. Motoren)
  • Überwachung gefährlicher Bewegungen
  • Zugangsüberwachung
  • Zugangskontrolle
  • sicheres Einrichten

Was ist und wie funktioniert eine Kontaktsteuerung? (06.*)

  • Was:
    - schaltungstechnische Verknüpfung von elektrischen Bauteilen
    - Eingangssignale: Schalter, Taster, Relaiskontakte, etc.
    - Ausgangssignale: Relais, Schütze, Lampen, etc.
    - Zeitgleider: über LC- bzw. RC-Glieder
  • Funktion:
    - Programm- und Informationsspeicherung wird realisiert über die schaltungstechnische Verknüpfung
    - mehrere parallele Stromzweige ("Netzwerke")
    - alle Verknüpfungen werden gleichzeitig (parallel) verarbeitet

Nennen Sie Aussagen, die durch formale Prüfung zum Verhalten von Petrinetzen gewonnen werden können und erläutern Sie diese kurz! (07.32)

  • Konflikte: mehrdeutige Schaltsituationen (Widersprüche in Sezifikatione oder Implementierung)
  • Sicherheit: max. Markenanzahl pro Platz ist garantiert (keine Überlagerungen, Überläufe, Kollisionen)
  • Verklemmung: in bestimmten Markierungen kann keine Transition mehr schalten (Prozess hängt)
  • Lebendigkeit: keine Verklemmungen möglich
  • instabile Markierung: Iteration können in Endloszyklen enden (Prozess hängt)
  • Erreichbarkeit: alle Plätze sind durch geeignete Ansteuerung aktivierbar (erreichbar)

Was ist ein Feldbus?

Nennen Sie Motive für den Einsatz von Feldbussen! (09.02)

  • Feldbus: Kommunikationssystem zur Datenübertragung in Automatisierungs- und Steuerungssystemen
  • Motivation:
    - Reduzierung Verkabelungsaufwand
    - Reduzierung Kabelgewicht
    - serielle Verdrahtung
    - dezentrale E/A und Verarbeitung
    - digitale und störungsarme Datenübertragung
    - Diagnosefähigkeit
    - ebenenübergreifende Kommunikation

Ist es möglich, das Verhalten eines zu steuernden Systems vollständig (d.h. exakt) zu modellieren? Begründen Sie Ihre Antwot! (2.09, 2.20)

  • Nein!
  • Begründung:
    - reales physisches Objekt enthält unendlich viele Informationen
    - reales 
    physisches Objekt ändert sich ständig über der Zeit
    - Modellierung erfordert die gezielte Auswahl und Verdichtung der relevanten Informationen
  • stochastisches Verhalten ist prinzipiell nur mit Unsicherheiten (Streuungen) modellierbar
  • prinzipielle, technische und wirtschaftliche Grenzen bedingen immer einen Modellfehler

Was bedeutet Nebenläufigkeit und wobei ist sie relevant? (07.26)

  • mehrere Transitionen in einem Petrinetz können unabhängig voneinander schalten
  • relevant bei unabhängig voneinander (zeitlich parallel) ablaufenden (Teil-)Prozessen

Wozu dient ein Zustandsgraph und aus welchen Grundelementen besteht er? (07.03)

  • Wozu: abstrakte Beschreibung (Abbildung) von relevanten Zustände, möglichen Zustandsübergängen sowie zustandsabhängigen Reaktionen eines Systems
  • Grundelemente:
    - endliche Anzahl von (diskreten) Zuständen (davon 1 Anfangs-/Initialisierungszustand)
    - endliche Anzahl von Transitionen (Zustandsübergänge)
    - endliche Anzahl von Aktionen

Nennen Sie die Gründe für die Entwicklung und Implemetierung von Sicherheitsfunktionen! (10.02)

  • Schutz von Gesundheit und Leben der Beschäftigten
  • Schutz der Umwelt
  • Schutz von Gütern

Wie verläuft die zyklische Kommunikation bei SERCOS? (09.24)

  • Master sendet am Zyklusanfang ein MST \(\rightarrow\)Teilnehmer synchronisieren ihre interne Uhr auf MST
  • Antriebe senden nacheinander ihre AT mit den Istwerten im zugewiesenen Zeitfenster
  • Master sendet ein MDT

Wozu dienen ein Löschkondensator bzw. eine Löschdiode? (06.05)

  • Zusatzbeschaltung an Relais zur Reduzierung der Spannungsspitze infolge von Gegeninduktion beim Abschalten der Relaisspule
  • Vermeidung der Schädigung/Zerstörung der schaltenden Kontakte durch Lichtbögen

Nennen Sie Beispiele für industrille Feldbussysteme! (09.09)

  • AS Interface
  • CAN-Bus
  • Interbus-S
  • Profibus
  • EtherCat
  • SERCOS

Was ist ein Summenrahmentelegramm (SRT), welche Vorteile bietet es, unter welcher Vorausstzung ist es einsetzbar, welche Feldbusse nutzen es? (09.11)

  • Was:
    - einzelnes, vom Master über die Busleitung gesendetes Telegramm
    - durchläuft alle Teilnehmer und wird schließlich wieder vom Master empfangen
    - jeder Teilnehmer kann lesen/schreibend auf zuvor vereinbarte Telegramminhalte zugreifen
  • Vorteile:
    - keine Buskollision möglich
    - hohe Protokolleffizienz
    - kurze Zykluszeiten möglcih
  • Voraussetzung:
    - Kommunikation muss in Ringstruktur erfolgen
  • Feldbusse mit SRT:
    - Interbus-S
    - EtherCAT

welche Prinzipien der Buszuteilung und Kollisionbehandlung werden bei Feldbussen eingsetzt? (09.07)

  • Buszuteilung:
    - Master/Slave
    - CSMA
  • Kollisionbehandlung:
    - Token-Passing
    - CSMA/CA (bei CAN)
    - CSMA/CD (bei Ethernet)

Welche Aspekte werden bei einer Risikobeurteilung berücksichtigt? (10.05)

  • S - schwere der Verletzung
  • F - Häufigkeit/Dauer der Gefährdung
  • P - Möglichkeit zur Gefährdungsvermeidung bzw. Schadensbegrenzung

Wodurch unterscheidet sich ein Relais von einem Schütz? (06.02)

  • Relais:
    - geringe Schaltleistung, meist für Gleichspannung ausgelegt
    - Klappanker
    - einfach unterbrechende Schaltglieder
  • Schütz:
    - hohe Schaltleistung, auch für Wechselspannung ausgelegt
    - Zuganker
    - doppelt unterbrechende Schaltglieder

Nennen Sie Gemeinsamkeiten und Unterschiede zwischen einer Kontaktsteuerung und einer SPS! (06.*)

  • Gemeinsamkeiten:
    - Verknüpfungssteuerung
    - alle Verknüpfungen sind gleichzeitig aktiv
  • Unterschiede:
    - Kontaktsteuerung: elektromechanisch realisiert, parallele Verarbeitung aller Verknüpfungen
    - SPS: als Software realisiert, quasiarallele Abarbeitung aller Verknüpfungen in sequentiellen Zyklen

Nennen Sie Beispiele, womit Daten bzw. Programme in mechanischen Steuerungen gespeichert werden! (04.02-04.08)

  • Kurven
  • Trommeln
  • Anschläge
  • Nocken
  • Getriebe
  • Lochkarten

Nenne Sie die Schaltregeln für ein Petrinetz! (07.22)

  • Alle Vorplätze einer Transition sind markiert
  • Alle Nachplätze einer Transition sind unmarkiert
  • die Schaltbedingungen der Transition sind erfüllt
  • Eine der Transition zugeordnete Zeitbedingung (Mindestmarkierungsdauer eines Vorplatzes) ist erfüllt

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