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Lernmaterialien für ATP an der RWTH Aachen

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TESTE DEIN WISSEN

was ist ein Prozess (nach DIN66201):


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TESTE DEIN WISSEN

Prozess (nach DIN66201): Ein technischer Prozess ist ein Prozess, dessen physikalische Größen mit technischen Mitteln erfasst und beeinflusst werden können.

Über Sensoren wird die Produktionsumgebung erfasst, über Aktoren beeinflusst.

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TESTE DEIN WISSEN

Was sind Prozessrechner

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  • Prozessrechner zur Automatisierung technischer Prozesse
  • Prozessrechnersysteme sind digitale, programmierbare Gerätesysteme
  • Entwicklung der Halbleitertechnologie ermöglichte eine Miniaturisierung und damit auch eine Spezialisierung

wie:

Mikrocomputer
Robotersteuerung
CNC
SPS

  • für verschiedene Anwendungsbereiche


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Speicherprogrammierbare Steuerung (SPS)

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  • Steuert bzw. regelt auf Basis digitaler Programmierung Maschinen und Anlagen.
  • SPS besteht aus Ein und Ausgängen, einer Firmware sowie Schnittstellen für Anwenderprogramme

  • SPS besteht aus Ein- und Ausgängen, einer Firmware sowie Schnittstellen für Anwenderprogramme 
    •  Sensoren wie z. B. Lichtschranken, Temperaturfühler, Endschalter werden zur Datenerfassung an den Eingängen angeschlossen  
    • Über die Ausgänge der SPS werden die Aktoren zur Steuerung der Anlage angesprochen
  • 2 Sorten:
    • SPS besteht aus Ein- und Ausgängen, einer Firmware sowie Schnittstellen für Anwenderprogramme  Sensoren wie z. B. Lichtschranken, Temperaturfühler, Endschalter werden zur Datenerfassung an den Eingängen angeschlossen  Über die Ausgänge der SPS werden die Aktoren zur Steuerung der Anlage angesprochen
    • zyklusorientierten und ereignisgesteuerten SPS
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– Industrie PCs (IPC

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Vielfältige Einsatzzwecke: 

  • Anlagensteuerung
  •  Touch- bzw. ControlPanel
  •  (Daten)Server 

Ausführungsformen als Steuerung:

  • Soft-SPS (weiche bis harte Echtzeit)
    • Anbindung der Steuerung über IndustrialEthernet-Feldbus (Feldgerätezugriff)
    • Realisierung der SPS-Funktionalität durch Abbildung einer virtuellen SPS
  • Slot-SPS (echtzeitfähig)
    • PCI-Einsteckkarte
    • Separate CPU und IO-Baugruppen


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Was beinhaltet die Steuerungsebene

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Die Steuerungsebene beinhaltet die „Ablauf-Logik“ und Bewegungssteuerung von Automatisierungsgeräten

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Was ist SCADA 

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– Supervisory Control and Data Acquisition
Jede Zelle, die eine funktionale Einheit bildet, kann durch einen Zellencomputer verwaltet werden. Ziel ist die Überwachung und Steuerung des Prozesses.

  • Die Zellensteuerung leitet Vorgaben der Leitebene als Komponentenanweisungen weiter
  •  Verwaltete Unterkomponenten sind z. B
    •  Transportbänder, Pufferplätze, Magazinplätze
    •  Werkstücke
  • In kleineren Anlagen fallen MES und SCADA häufig zusammen.
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TESTE DEIN WISSEN

Automatisierungssysteme sind Echtzeitsysteme

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TESTE DEIN WISSEN
  • Was versteht man unter Echtzeit?
    • Reaktion auf ein Ereignis innerhalb einer definierten maximalen Zeitspanne (Latenzzeit) 
    • Es wird unterschieden zwischen harter und weicher Echtzeit
  •  Welche typischen Eigenschaften haben Echtzeitsysteme?
    • Verwendung spezifischer Protokolle, die Echtzeit garantieren
    • Nutzung von Echtzeit-Betriebssystemen, um Determinismus von Steuerungsfunktionen bereitzustellen
  • Welche Anforderungen haben Automatisierungssysteme in Bezug auf Echtzeit?
    • Typische Latenzzeiten in der Automatisierung auf der Feldebene im 1-2 stelligen Millisekunden-Bereich
    • Relevant bei bspw. Motorsteuerung, Synchronisation von Achsen, sicherheitsrelevanten Aufgaben, etc.
    • Notwendige Eigenschaften
      • Verlässlichkeit
      •  Synchronisierung paralleler Abläufe
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TESTE DEIN WISSEN

3 Hautpsächliche ebenen der Automatisierungspyramide

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TESTE DEIN WISSEN
  1. Unternehmensleitebene (Planungsebene)
  2. Produktionsleitebene (Leitebene)
  3. Produktionsebene
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Was ist MES 

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TESTE DEIN WISSEN

Manufacturing Execution System: Die Leitebene 


Das Produktionsleitsystem (MES) plant, steuert und erfasst die Produktion. 

  • Kapazitätsplanung, Ressourcenplanung 
  • Überwachung von Prozessen  Leistungsanalyse 
  • Aus Aufträgen werden spezifische Arbeitsanweisungen
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Was ist ERP 

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TESTE DEIN WISSEN

Enterprise Ressource Planning: Die Planungsebene

Das ERP (Unternehmensplanung z. B. SAP) plant grob auf Firmenebene. 


  • Materialwirtschaft 
  • Finanz- und Rechnungswesen 
  • Personalwirtschaft 
  • Verkauf
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Was kennzeichnet die Produktionsanlagenautomatisierung?

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TESTE DEIN WISSEN
  • Stückzahlen 
    • Einzelfertigung weist i.d.R. niedrigen Automatisierungsgrad auf 
    •  Massenfertigung weist hohen Automatisierungsgrad auf
  • • Entwicklungsprozess Anlage
    • Flexible Anlagen sind häufig sehr komplex und daher teuer 
    • Massenfertigung wird i.d.R. an unflexiblen, konkret dafür entwickelten, hochautomatisierten Anlagen durchgeführt
  • Entwicklungsprozess Produkt 
    • Aufwendig bei der Einzelfertigung 
    •  Kosten der Entwicklung gering bei Massenfertigung 
    •  Nutzung von Baukastensystemen für flexible Fertigungssysteme


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Was versteht man unter Automatisierungstechnik

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TESTE DEIN WISSEN

„Automatisierungstechnik ist das selbstständige

Ausführung von fertigungs

und verfahrens

technischen Arbeitsvorgängen!“

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  • 316 Lernmaterialien

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Q:

was ist ein Prozess (nach DIN66201):


A:

Prozess (nach DIN66201): Ein technischer Prozess ist ein Prozess, dessen physikalische Größen mit technischen Mitteln erfasst und beeinflusst werden können.

Über Sensoren wird die Produktionsumgebung erfasst, über Aktoren beeinflusst.

Q:

Was sind Prozessrechner

A:
  • Prozessrechner zur Automatisierung technischer Prozesse
  • Prozessrechnersysteme sind digitale, programmierbare Gerätesysteme
  • Entwicklung der Halbleitertechnologie ermöglichte eine Miniaturisierung und damit auch eine Spezialisierung

wie:

Mikrocomputer
Robotersteuerung
CNC
SPS

  • für verschiedene Anwendungsbereiche


Q:

Speicherprogrammierbare Steuerung (SPS)

A:
  • Steuert bzw. regelt auf Basis digitaler Programmierung Maschinen und Anlagen.
  • SPS besteht aus Ein und Ausgängen, einer Firmware sowie Schnittstellen für Anwenderprogramme

  • SPS besteht aus Ein- und Ausgängen, einer Firmware sowie Schnittstellen für Anwenderprogramme 
    •  Sensoren wie z. B. Lichtschranken, Temperaturfühler, Endschalter werden zur Datenerfassung an den Eingängen angeschlossen  
    • Über die Ausgänge der SPS werden die Aktoren zur Steuerung der Anlage angesprochen
  • 2 Sorten:
    • SPS besteht aus Ein- und Ausgängen, einer Firmware sowie Schnittstellen für Anwenderprogramme  Sensoren wie z. B. Lichtschranken, Temperaturfühler, Endschalter werden zur Datenerfassung an den Eingängen angeschlossen  Über die Ausgänge der SPS werden die Aktoren zur Steuerung der Anlage angesprochen
    • zyklusorientierten und ereignisgesteuerten SPS
Q:

– Industrie PCs (IPC

A:

Vielfältige Einsatzzwecke: 

  • Anlagensteuerung
  •  Touch- bzw. ControlPanel
  •  (Daten)Server 

Ausführungsformen als Steuerung:

  • Soft-SPS (weiche bis harte Echtzeit)
    • Anbindung der Steuerung über IndustrialEthernet-Feldbus (Feldgerätezugriff)
    • Realisierung der SPS-Funktionalität durch Abbildung einer virtuellen SPS
  • Slot-SPS (echtzeitfähig)
    • PCI-Einsteckkarte
    • Separate CPU und IO-Baugruppen


Q:

Was beinhaltet die Steuerungsebene

A:

Die Steuerungsebene beinhaltet die „Ablauf-Logik“ und Bewegungssteuerung von Automatisierungsgeräten

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Q:

Was ist SCADA 

A:

– Supervisory Control and Data Acquisition
Jede Zelle, die eine funktionale Einheit bildet, kann durch einen Zellencomputer verwaltet werden. Ziel ist die Überwachung und Steuerung des Prozesses.

  • Die Zellensteuerung leitet Vorgaben der Leitebene als Komponentenanweisungen weiter
  •  Verwaltete Unterkomponenten sind z. B
    •  Transportbänder, Pufferplätze, Magazinplätze
    •  Werkstücke
  • In kleineren Anlagen fallen MES und SCADA häufig zusammen.
Q:

Automatisierungssysteme sind Echtzeitsysteme

A:
  • Was versteht man unter Echtzeit?
    • Reaktion auf ein Ereignis innerhalb einer definierten maximalen Zeitspanne (Latenzzeit) 
    • Es wird unterschieden zwischen harter und weicher Echtzeit
  •  Welche typischen Eigenschaften haben Echtzeitsysteme?
    • Verwendung spezifischer Protokolle, die Echtzeit garantieren
    • Nutzung von Echtzeit-Betriebssystemen, um Determinismus von Steuerungsfunktionen bereitzustellen
  • Welche Anforderungen haben Automatisierungssysteme in Bezug auf Echtzeit?
    • Typische Latenzzeiten in der Automatisierung auf der Feldebene im 1-2 stelligen Millisekunden-Bereich
    • Relevant bei bspw. Motorsteuerung, Synchronisation von Achsen, sicherheitsrelevanten Aufgaben, etc.
    • Notwendige Eigenschaften
      • Verlässlichkeit
      •  Synchronisierung paralleler Abläufe
Q:

3 Hautpsächliche ebenen der Automatisierungspyramide

A:
  1. Unternehmensleitebene (Planungsebene)
  2. Produktionsleitebene (Leitebene)
  3. Produktionsebene
Q:

Was ist MES 

A:

Manufacturing Execution System: Die Leitebene 


Das Produktionsleitsystem (MES) plant, steuert und erfasst die Produktion. 

  • Kapazitätsplanung, Ressourcenplanung 
  • Überwachung von Prozessen  Leistungsanalyse 
  • Aus Aufträgen werden spezifische Arbeitsanweisungen
Q:

Was ist ERP 

A:

Enterprise Ressource Planning: Die Planungsebene

Das ERP (Unternehmensplanung z. B. SAP) plant grob auf Firmenebene. 


  • Materialwirtschaft 
  • Finanz- und Rechnungswesen 
  • Personalwirtschaft 
  • Verkauf
Q:

Was kennzeichnet die Produktionsanlagenautomatisierung?

A:
  • Stückzahlen 
    • Einzelfertigung weist i.d.R. niedrigen Automatisierungsgrad auf 
    •  Massenfertigung weist hohen Automatisierungsgrad auf
  • • Entwicklungsprozess Anlage
    • Flexible Anlagen sind häufig sehr komplex und daher teuer 
    • Massenfertigung wird i.d.R. an unflexiblen, konkret dafür entwickelten, hochautomatisierten Anlagen durchgeführt
  • Entwicklungsprozess Produkt 
    • Aufwendig bei der Einzelfertigung 
    •  Kosten der Entwicklung gering bei Massenfertigung 
    •  Nutzung von Baukastensystemen für flexible Fertigungssysteme


Q:

Was versteht man unter Automatisierungstechnik

A:

„Automatisierungstechnik ist das selbstständige

Ausführung von fertigungs

und verfahrens

technischen Arbeitsvorgängen!“

ATP

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