### PO 2017 ###
### Studiengang und Semester
5BORE:2017
### Modulbezeichnung
Feldbustechnologien
### Englische Modulbezeichnung
Fieldbus Technologies
### Art
Pflichtmodul
### ECTS-Punkte
5
### Studentische Arbeitsbelastung
15, 135
### Voraussetzungen (laut Prüfungsordnung)
### Empfohlene Voraussetzungen
Programmierung I und II
Elektrotechnik I - IV
Messtechnik und Sensorik
### Pruefungsform und -dauer
Klausur 2 h oder mündliche Prüfung
### Lehrmethoden und Lernmethoden
Multimedial aufbereitetes Online-Studienmodul zum Selbststudium
mit zeitlich parallel laufender Online-Betreuung und
regelmäßigen virtuellen Lehrveranstaltungen, Laborveranstaltungen (vor Ort oder online)
### Modulverantwortlicher
T. Wich (THL)
### ModulverantwortlicherVFH
H. Haehnel
### Qualifikationsziele
Die Studierenden können
- verfahrenstechnische Prozesse klassifizieren und strukturieren und ihren Aufbau nach Regelwerken darstellen und erklären.
- verfahrenstechnische Anlagen klassifizieren und strukturieren und ihren Aufbau inkl. ihrer PLT-Stellen nach Regelwerken darstellen und erklären.
- für gegebene produktionstechnische Aufgabenstellungen geeignete Automatisierungssysteme und -strukturen entwerfen und die wesentlichen Merkmale von Prozessleit- und SCADA-Systemen erklären.
- die Aufgaben und Funktionsweise von prozessnahen Leitsystemkomponenten (PNK) erklären und die für eine gegebene produktionstechnische Aufgabenstellung geeigneten PNK-Typen inkl. der geeigneten Feldgeräteankopplung festlegen.
- die Aufgaben und Funktionalität der Anzeige- und Bedienkomponente sowie der Engineering-Komponente eines Leitsystems erklären.
- die Bildstrukturen und den sinnvollen Bedienbildentwurf einer Anzeige- und Bedienkomponente entwerfen.
- steuerungstechnische Aufgabenstellungen und Vorgänge implementierungsunabhängig beschreiben. Sie beschreiben eine hierarchische Modulstruktur.
- anwenderdefinierte Software für prozessnahe Leitsystemkomponenten (insbesondere Speicherprogrammierbare Steuerungen, SPSen) nach DIN EN 61131-3 erstellen.
Die Studierenden wenden
- die Sicherheits- und Verfügbarkeitsanforderungen an Prozessleit- und SCADA-Systeme nach nationalen und internationalen Regelwerken an.
- das Typen-Instanz-Konzept für den qualitätsgesicherten Software-Entwurf von Steuerungen an und können die Steuerungsaufgabe entsprechend strukturieren.
### Lehrinhalte
**Allgemeine Grundlagen der Rechnerkommunikation**
Schnittstellen (RS232, RS422, RS 485); Datenübertragungssysteme (Synchronisationsarten, Übertragungssicherung, Verbindungsformen, Übertragungsmedien, Übertragungsverfahren); Buszugriffsverfahren; Datensicherung; Netzwerktopologien; Kommunikationsmodelle (OSI-Referenzmodell, Client-Server, Producer /Consumer - Modell)
**Grundlagen der dezentralen Automatisierung**
Verbindung von Netzen (Repeater, Hub, Bridge, Switch, Router, Gateway); Industrielle Installationstechnik (Kabel und Steckverbinder); Ebenen-Modelle zur Strukturierung der Kommunikation in der Automation, Automatisierungsebenen; Informationsaustausch (parallel, seriell, horizontal, vertikal)
**Anforderungen an Feldbussysteme**
Umgebungsbedingungen; Zeitgerechte Erfassung Verarbeitung und Ausgabe von Prozessdaten; Harte und weiche Echtzeitbedingungen; Forderungen nach Rechtzeitigkeit, Gleichzeitigkeit, Verlässlichkeit, Vorhersehbarkeit; Anwendungseigenschaften verschiedener Feldbussysteme (ASI, CAN-Bus, CAN-höhere Protokolle (CANopen, DeviceNet, Modbus), Industrial Ethernet (ProfiNet)
**Informationsaustausch in der industriellen Produktion**
Ebenen-Modell, zur Strukturierung der Kommunikation in der Automation; Feldbusankopplung an Host-Systeme; Organisation der rechnerintegrierten Produktion (Prozess- und Fertigungsautomatisierung), Integrierte System- und Datenkommunikation, sowie Betriebsführung: CIM, PPS, CAD, CAQ, CAM; Methoden des Feldbuszugriffs unter dem Gesichtspunkt der Betriebsdatenerfassung (DDE-, ODBC-, OLE- und OPC-Schnittstelle, Alarmierungskonzepte)
**AS-Interface - Bussystem zur prozessnahen Kommunikation**
ASI im ISO-OSI-Referenzmodell; Bustopologie, Buszugriffsverfahren; Übertragungsmedium, Durchdringungstechnik; Kopplung zu Sensoren; Kopplung zu Aktoren; Systemreaktionszeit berechnen, Echtzeitfähigkeit bestimmen; Netto-Datendurchsatz bestimmen, Datenübertragungseffizienz, Protokolleffizienz
**Feldbussystem CAN-Bus, Grundlagen**
Busmedium, CAN-Pegel; Objektorientierte Kommunikation, CAN – Identifier, CAN-Telegramm; Buszugriffsverfahren; CAN im ISO/OSI – Modell; CAN-Knoten; Fehlermanagement
**CAN höhere Protokolle**
CANopen; DeviceNet; SafetyBus p; CAN- Application Layer (CAL); Kommunikationsmodelle (OSI-Referenzmodell, Client-Server, Producer /Consumer - Modell)
**Grundprinzipien sicherheitsgerichteter Kommunikation**
Normen (SIL, PL); Maßnahmen gegen Kommunikationsfehler, Kanaltypen; Black-Channel-Prinzip,
Safety-Kommunikationsprofile; redundante Hardware
**Sicherheitsbussystem SafetyBus p**
Konfiguration; Inbetriebnahme; Fehlersuche und –diagnose; Verknüpfung von Sicherheitseinrichtungen wie Not-Aus-Schalter, Schutztüren, Laserscannern oder Lichtgittern
### Literatur
Kriesel, Werner; Heimbold, Tilo; Telschow, Dietmar (2000): Bustechnologien für die Automation. 2., überarb. Aufl. Heidelberg: Hüthig. 
Langmann, Reinhard (Hg.) (2010): Taschenbuch der Automatisierung. 2., neu bearb. Aufl. München: Fachbuchverl. Leipzig im Carl-Hanser-Verl.
Schnell, Gerhard; Wiedemann, Bernhard (Hg.) (2012): Bussysteme in der Automatisierungs- und Prozesstechnik. Grundlagen, Systeme und Anwendungen der industriellen Kommunikation. 8., aktualisierte und erw. Aufl. Wiesbaden: Springer Vieweg (Praxis).
### Titel der Lehrveranstaltung
Feldbustechnologien
### Dozent
T. Wich (TH Lübeck)
### SWS
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### Titel der Lehrveranstaltung
Feldbustechnologien Labor
### Dozent
T. Wich (TH Lübeck)
### SWS
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