STG
Kartei Details
| Karten | 49 |
|---|---|
| Sprache | Deutsch |
| Kategorie | Elektrotechnik |
| Stufe | Universität |
| Erstellt / Aktualisiert | 12.01.2020 / 19.01.2020 |
| Weblink |
https://card2brain.ch/box/20200112_steuerungstechnik_grundlagen
|
| Einbinden |
<iframe src="https://card2brain.ch/box/20200112_steuerungstechnik_grundlagen/embed" width="780" height="150" scrolling="no" frameborder="0"></iframe>
|
Die Abfrage eines Temperaturfühlers wird alle 2 Sekunden ausgeführt. Die Messkarte des PC hat einen 10bit A/D Wandler. Beschreiben Sie die Datenerfassung mit Fachbegriffen. (Hinweis: Begleitende Unterlagen p.11)
Zeit und Amplitudendiskret
Was ist der Unterschied zwischen Steuern und Regeln?
Regeln: IST-Wert einer Grösse wird gemessen und durch Nachstellen dem SOLL-Wert angeglichen wird. Steuern: Beim Steuern wird mit Hilfe einer Stellgröße eine Maschine oder Anlage beeinflusst (ohne, dass die Steuergröße auf die Stellgröße zurückwirkt)
Beschreiben Sie die strukturellen Möglichkeiten, um Subsysteme zu einem Gesamtsystem zu verbinden. (Hinweis: Begleitende Unterlagen p.14)
Reihen, Parallel und Kreisstruktur
Was für eine Herausforderung für Sensoren und Aktoren sehen Sie bei der Industriellen
Revolution 4.0?
Herausforderung: Sicherheit gegen hacking Geschwindigkeit des Netzwerks aufrechterhalten
Skizzieren Sie eine Wirkungskette mit 3 Objekten, und die mögliche Wechselwirkung
(Energie, Stoff, Information).
Sicherheitsbezogene Steuerungsteile umfassen jeweils die gesamte Wirkungskette einer Sicherheitsfunktion, bestehend aus der Eingabeebene (Sensor), der Logik (sichere Signalverarbeitung), der Ausgabeebene (Aktor) und des Kommunikationssystems zwischen alle
Beschreiben Sie das Gesetz von Morgan oder Shannon.
Was sind Variablen?
Variablen sind Leerstellen in einem logischen oder mathematischen Ausdruck. Sie sind veränderlich also variabel. Konstanten sind konstant.
Die üblichen Integer Formate sind short int, int16, dint und longint. Was bedeutet das.
SINT 8Bit = 2^8 = 256 INT 16bit = 2^16 = 65536 DINT 32bit = 2^32 = 4294967296 LINT 64bit = 2^64 = Unterschiedliche Integer Formate ermöglichen einen Darstellung von Zahlengrössen.
Wie wieviel Bit sind in einem Array von 8bit integer Variablen, der von einer Variablen
(ebenfalls 8bit) indexiert wird? (Wie gross ist der Speicherbedarf eines Array[0..255] of
usint;)
8 x 28 = 2048
Welches sind die Komponenten einer Fliesskomazahl?
Sie verändern im Programmablauf eine Konstante, was passiert?
Eine Konstante ist ein während der Laufzeit des Programms unveränderbarer Wert. Wird die Konstante verändert ändert unter Umständen das ganze Programm.
Was ist der wesentliche Vorteil von Bit Shifting bei der Division?
Die Multiplikation / Division mit 2x braucht somit wenig Prozessortakte und ist unheimlich schnell.
Wieso sollten Division mit Fliesskomazahlen (im Microcontroller) wenig ausgeführt werden?
(Auswahl aus den zwei Nachteilen)
1. Sehr langsam, 10x langsamer als mit zbsp. INT 2. Fliesskomazahlen sind nur Näherungen keine genauen Werte
Warum kann die Beckhoff SPS mit Fliesskommazahlen gut umgehen?
floating point unit - bezeichnen einen speziellen Prozessor, der Operationen auf Gleitkommazahlen ausführt.
Zeichnen Sie die Ladekurve eines Kondensators mi der Zeitkonstante RC = 3s. Zum Zeitpunkt
0s wird der Eingang von 0V auf 5V gesetzt.
Kondensatoren werden zu EMV zwecken möglichst nahe an IC’s, die Signale verarbeiten,
gesetzt. Was ist der Nachteil dieser Kondensatoren?
EMV = Elektromagnetische Verträglichkeit, Nachteil dieser Kondensatoren: Es entstehen Störfelder.
Skizzieren Sie eine Relaisschaltung „dominierend öffnend“ und „dominierend schliessend“
Sicherheit ist wichtig. Wie gehen Sie systematisch vor um das Risiko eines Unfalles zu
minimieren?
Vermeiden, Absichern, Hinweisen
Was heisst PWM?
Pulsweitenmodulation -> Verfahren zum Erzeugen eines analogen Signals anhand einer digitalen Signalquelle.
Wie generieren Sie einen PWM Ausgang?
Pulsweite, Pulspreite und Einschaltzeit
Drei Varianten sind möglich, um mit Beckhoff Steuerungen einen PWM Ausgang zu realisieren:
- Schnittstellenkarte
- Timer
- PWM Funktionsbaustein
Wie setzen Sie die Pulsbreite?
TP Baustein
Was ist die Basis der Bausteine Zähler und Timer allgemein? Diskutieren Sie die Genauigkeit.
Ein Zähler einer bestimmten Frequenz (Quarz, RC Glied - extern oder intern), kann als Basis für den Timer verwendet werden. (Taktgeber)
Was ist ein Frequenz Divider? Nennen Sie ein Beispiel.
JK Flip Flop - Ein Frequenzteiler ist eine elektronische Schaltung, die eine Eingangsfrequenz in einem bestimmten ganzzahligen Teilungsverhältnis vermindert. Bsp. Schrittmotoren, Dual Slope Multimeter
Warum ist beim Microcontroller mit RC Glied als Taktgeber beim Timer TON mit 1.5s die
effektive Zeitverzögerung 2s?
Taktgeber ist ungenau, Analog. Oder umweltabhängig.
Wenn Sie den Ausgang TOF (10s) mit dem Ausgang TP (3s) parallel «&» verbinden, dann ist
der Ausgang TP von __s bis __s aktiv.
0s – 3s
Einen softwaremässigen PWM Ausgang erstellen Sie bei Beckhoff vorzugsweise mit
einem___________.
PWM Funktionsbaustein
Der Vorteil des PWM Modules (Beckhoff Steckkarte) ist die ___________in der Karte
gegenüber einem Standard Ausgang.
Geschwindigkeit, Unabhängigkeit der Zykluszeit, (Quarz)
Wie funktioniert die Spannungsmessung mit dem Dual Slope (Fluke) Verfahren?
Dual Slope Wandler beruhen auf einer Zeitmessung (Kondensatorlade-, entladekurve) (lade Zeitmessung Kondensator!)
Nachteil: langsam
Vorteil: preisgünstig
Anwendung: Fluke Messgerät, Temperaturmessung etc
Evaluieren Sie Beckhoffsteckkarten, 16xDI – Verzögerung max. 3ms, einen A/D Wandler 0 - 10V mit möglichst vielen Eingängen, Variante A) möglichst schnell und Variante B) möglichst
langsam.
A) Osciloskopkarte, B) Dual Slope
Wie funktioniert die Spannungsmessung mit Komparatorschaltung (Oszilloskop)?
Flash ADC benötigen 2n-1 Komp+aratoren für die Wandlung (7 Komparatoren für 3 bit) (S. 75)
Nachteil: Kosten
Vorteil: Geschwindigkeit
Anwendung: Oszilloskop, Messung von Vibrationen mit Dehnmessstreifen
Beschreiben Sie Aliasing
Mit einem 2x (20x) schnelleren Sinussignal wird das Eigentliche Signal abgetastet.
Beschreiben Sie das Nyquist Kriterium (Aliasing) und nennen Sie den Praxiswert: die
Abtastfrequenz muss Faktor __ grösser sein als die Signalfrequenz.
Theoretisch: 2x Praktisch: 20x
Der Eingang (16bit Flash DAC ist an die Eingänge parallel angeschlossen) soll in einen 12 bit Ausgang (DA Wandler mit 12 bit) umgewandelt werden. Die effizienteste Methode wird mit einer Division ausgeführt.
Welche Operation benützen Sie für die effizienteste Division?
Bit shit right um vier
Nenne Sie 2 Möglichkeiten wie sie softwaremässig einen PWM Ausgang realisieren können.
- per timer - per Zähler
Nenne Sie 1 Möglichkeit wie sie hardwaremässig einen PWM Ausgang realisieren können.
Steckkarte von Beckhof
Was ist zusätzlich zum Genauigkeitsverlust bei der Verwendung vom Typ real problematisch?
- Durch hohe Datenmenge sehr beanspruchte Rechenleistung
Welche Nachteile hat die Spannungsausgabe 0..10V gegenüber einer Stromschnittstelle 4-20mA?
Hat keine Leitungsüberwachung, lange Kabel, Spannungsabfall
Rechnen Sie 100 kSamples/s in Hz und Zeit um.
100`000 Herz = 0.00001s 1/100`000= 0.00001s
Was ist auf der untersten Ebene der Automatisierungsebene definiert?
Feldebene (Sensoren und Aktoren)
Was sind Unterschiede bei der Datenverarbeitung im Vergleich unterste / oberste Ebene?
Während in der Unternehmensebene die Datenmenge sehr umfangreich sein kann, ist in der Feldebene oft die hohe Geschwindigkeit der Datenverarbeitung massgebend.
