Grundlagen der Automatisierungstechnik:
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| Veröffentlicht: |
Aachen
Shaker
2007
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| Schriftenreihe: | Berichte über verteilte Messsysteme
1 |
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|---|---|
| adam_text | BERICHTE UEBER VERTEILTE MESSSYSTEME
BANDI
FERNANDO PUENTE LEON
GRUNDLAGEN DER AUTOMATISIERUNGSTECHNIK
SHAKER VORLAG
AACHEN 2007
INHALTSVERZEICHNIS
VORWORT 5
1 EINFUEHRUNG 7
1.1 AUFGABEN DER AUTOMATISIERUNGSTECHNIK 7
1.2 EINFUEHRENDE BEISPIELE 9
1.2.1 REGELUNG DER WASSERTEMPERATUR BEIM DUSCHEN . . 9
1.2.2 HEIZUNGSSTEUERUNG 10
1.2.3 REGELUNG DER RAUMTEMPERATUR 11
1.2.4 DER *LERNVORGANG 12
1.3 BEGRIFFE 13
1.4 STEUERN UND REGELN 17
1.5 DARSTELLUNGSMOEGLICHKEITEN VON SYSTEMEN 18
2 MATHEMATISCHE BESCHREIBUNG LINEARER SYSTEME 25
2.1 SYSTEME UND SIGNALE 25
2.1.1 SYSTEMEIGENSCHAFTEN 26
2.1.2 BEHARRUNGSVERHALTEN 27
2.1.3 SYSTEMBESCHREIBUNG MITTELS DIFFERENTIALGLEICHUNGEN 30
2.2 TESTFUNKTIONEN / 36
2.2.1 DIE IMPULSFUNKTION 36
2.2.2 DIE SPRUNGFUNKTION 37
2.2.3 DIE RAMPENFUNKTION .., 37
2.2.4 DIE SINUSFUNKTION .... Y^ . 38
2.3 FREQUENZGANG : .- 39
2.3.1 DIE ORTSKURVE ODER DAS NYQUIST-DIAGRAMM .... 41
2.3.2 DAS BODE-DIAGRAMM 43
2.4 LAPLACE-TRANSFORMATION UND UEBERTRAGUNGSFUNKTION .... 48
2.4.1 LAPLACE-TRANSFORMATION 48
2.4.2 UEBERTRAGUNGSFUNKTION ^. 52
2.4.3 PARTIALBRUCHZERLEGUNG 53
2.4.4 POLE UND NULLSTELLEN DER UEBERTRAGUNGSFUNKTION . . 60
INHALTSVERZEICHNIS
2.5 KETTEN-, PARALLEL- UND KREISSCHALTUNG 62
2.5.1 KETTENSCHALTUNG 62
2.5.2 PARALLELSCHALTUNG 62
2.5.3 KREISSCHALTUNG 63
2.6 VEREINFACHUNG VON BLOCKSCHALTBILDERN 63
2.7 UEBERTRAGUNGSVERHALTEN EINFACHER SYSTEME 66
2.7.1 PROPORTIONALGLIED (P-GLIED) 66
2.7.2 INTEGRIERGLIED (I-GLIED) 68
2.7.3 DIFFERENZIERGLIED (D-GLIED) 69
2.7.4 TOTZEITGLIED (T
T
-GLIED) 71
2.7.5 VERZOEGERUNGSGLIED 1. ORDNUNG (P-TI-GLIED) .... 72
2.7.6 VERZOEGERUNGSGLIED 2. ORDNUNG (P-T
2
-GLIED) .... 73
2.7.7 REALES D-GLIED (D-TI-GLIED) 74
2.7.8 PD-GLIED 75
2.7.9 PI-GLIED 76
2.7.10 PID-GLIED 77
2.8 P-T
2
-GLIED 79
2.9 ZUSAMMENGESETZTE UEBERTRAGUNGSGLIEDER 89
2.10 KONSTRUKTION DES BODE-DIAGRAMMS 91
DER REGELKREIS 95
3.1 UEBERTRAGUNGSFUNKTION DES REGELKREISES 95
3.2 STABILITAET 97
3.3 FREQUENZGANG DES OFFENEN KREISES 101
3.3.1 NYQUIST-KRITERIUM . . . , 102
3.3.2 AMPLITUDENRESERVE UND PHASENRESERVE 104
3.4 WIRKUNG EINES REGLERS UND REGLERAUSWAHL 106
3.4.1 WIRKUNG EINES REGLERS 106
3.4.2 REGLERAUSWAHL - 110
3.5 EINSTELLREGELN FUER REGLER S 114
3.5.1 EINSTELLREGELN NACH ZIEGLER UND NICHOLS 114
3.5.2 EINSTELLREGELN AUF DER GRUNDLAGE DER ANGENAEHERTEN
UEBERTRAGUNGSFUNKTION 115
VERMASCHTE REGELKREISE 117
4.1 STOERGROESSENAUFSCHALTUNG 117
4.2 HILFSGROESSENAUFSCHALTUNG , 119
4.3 ZEITPLANREGELUNG / 121
INHALTSVERZEICHNIS
4.4 VERHAELTNISREGELUNG 121
4.5 KASKADENREGELUNG 122
4.6 KASKADEN-VERHAELTNISREGELUNG 122
4.7 BEISPIELE 124
4.7.1 DESTILLATIONSKOLONNE 125
4.7.2 REGELUNG EINER TIEFOFENANLAGE 125
INDUSTRIELLE STEUERUNGEN 129
5.1 STRUKTURIERUNG VON AUTOMATISIERUNGSSYSTEMEN 129
5.2 EINTEILUNG VON STEUERUNGEN 132
5.2.1 STEUERUNGEN NACH DER ART DER SIGNALDARSTELLUNG . . 134
5.2.2 STEUERUNGEN NACH DER ART DER SIGNALVERARBEITUNG . 135
5.2.3 PROGRAMMVERWIRKLICHUNG 136
5.2.4 AUFBAUORGANISATION 140
5.3 REALISIERUNG VON SCHALTFUNKTIONEN 141
5.3.1 NORMALFORM 142
5.3.2 VEREINFACHUNG VON SCHALTFUNKTIONEN 145
SPEICHERPROGRAMMIERBARE STEUERUNGEN 149
6.1 ARCHITEKTUR 149
6.2 PROGRAMMABLAUF 151
6.3 PROGRAMMIERUNG 154
6.4 PROGRAMMIERSPRACHEN 158
6.4.1 ANWEISUNGSLISTE (AWL) 158
6.4.2 FUNKTIONSBAUSTEINSPRACHE (FBS) 159
6.4.3 KONTAKTPLAN (KOP) 159
6.4.4 STRUKTURIERTER TEXT (ST) 160
6.4.5 ABLAUFSPRACHE (AS) . 161
6.5 SPS-BEFEHLSREFERENZ J 163
6.5.1 OPERANDEN XFT 163
6.5.2 OPERATIONEN .- 164
FELDBUSSE 173
7.1 NETZTOPOLOGIEN 174
7.2 PROTOKOLLE 175
7.2.1 BITUEBERTRAGUNGSSCHICHT ^ 178
7.2.2 VERBINDUNGSSCHICHT . ., 180
7.3 EIGENSCHAFTEN VON FELDBUSSEN 191
INHALTSVERZEICHNIS
7.4 CAN 193
7.4.1 BITUEBERTRAGUNGSSCHICHT 194
7.4.2 VERBINDUNGSSCHICHT 196
7.4.3 FEHLERBEHANDLUNG 202
7.4.4 ANWENDUNGSSCHICHT 205
7.5 PROFIBUS 209
7.5.1 BITUEBERTRAGUNGSSCHICHT 209
7.5.2 VERBINDUNGSSCHICHT 212
7.5.3 SCHNITTSTELLE ZUM ANWENDER 213
7.5.4 PROFILE 216
LITERATUR 219
INDEX 221
|
| adam_txt |
BERICHTE UEBER VERTEILTE MESSSYSTEME
BANDI
FERNANDO PUENTE LEON
GRUNDLAGEN DER AUTOMATISIERUNGSTECHNIK
SHAKER VORLAG
AACHEN 2007
INHALTSVERZEICHNIS
VORWORT 5
1 EINFUEHRUNG 7
1.1 AUFGABEN DER AUTOMATISIERUNGSTECHNIK 7
1.2 EINFUEHRENDE BEISPIELE 9
1.2.1 REGELUNG DER WASSERTEMPERATUR BEIM DUSCHEN . . 9
1.2.2 HEIZUNGSSTEUERUNG 10
1.2.3 REGELUNG DER RAUMTEMPERATUR 11
1.2.4 DER *LERNVORGANG" 12
1.3 BEGRIFFE 13
1.4 STEUERN UND REGELN 17
1.5 DARSTELLUNGSMOEGLICHKEITEN VON SYSTEMEN 18
2 MATHEMATISCHE BESCHREIBUNG LINEARER SYSTEME 25
2.1 SYSTEME UND SIGNALE 25
2.1.1 SYSTEMEIGENSCHAFTEN 26
2.1.2 BEHARRUNGSVERHALTEN 27
2.1.3 SYSTEMBESCHREIBUNG MITTELS DIFFERENTIALGLEICHUNGEN 30
2.2 TESTFUNKTIONEN / ' 36
2.2.1 DIE IMPULSFUNKTION 36
2.2.2 DIE SPRUNGFUNKTION 37
2.2.3 DIE RAMPENFUNKTION ., 37
2.2.4 DIE SINUSFUNKTION . Y^'. 38
2.3 FREQUENZGANG : .- 39
2.3.1 DIE ORTSKURVE ODER DAS NYQUIST-DIAGRAMM . 41
2.3.2 DAS BODE-DIAGRAMM 43
2.4 LAPLACE-TRANSFORMATION UND UEBERTRAGUNGSFUNKTION . 48
2.4.1 LAPLACE-TRANSFORMATION 48
2.4.2 UEBERTRAGUNGSFUNKTION ^. 52
2.4.3 PARTIALBRUCHZERLEGUNG' 53
2.4.4 POLE UND NULLSTELLEN DER UEBERTRAGUNGSFUNKTION . . 60
INHALTSVERZEICHNIS
2.5 KETTEN-, PARALLEL- UND KREISSCHALTUNG 62
2.5.1 KETTENSCHALTUNG 62
2.5.2 PARALLELSCHALTUNG 62
2.5.3 KREISSCHALTUNG 63
2.6 VEREINFACHUNG VON BLOCKSCHALTBILDERN 63
2.7 UEBERTRAGUNGSVERHALTEN EINFACHER SYSTEME 66
2.7.1 PROPORTIONALGLIED (P-GLIED) 66
2.7.2 INTEGRIERGLIED (I-GLIED) 68
2.7.3 DIFFERENZIERGLIED (D-GLIED) 69
2.7.4 TOTZEITGLIED (T
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-GLIED) 71
2.7.5 VERZOEGERUNGSGLIED 1. ORDNUNG (P-TI-GLIED) . 72
2.7.6 VERZOEGERUNGSGLIED 2. ORDNUNG (P-T
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2.7.7 REALES D-GLIED (D-TI-GLIED) 74
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2.7.9 PI-GLIED 76
2.7.10 PID-GLIED 77
2.8 P-T
2
-GLIED 79
2.9 ZUSAMMENGESETZTE UEBERTRAGUNGSGLIEDER 89
2.10 KONSTRUKTION DES BODE-DIAGRAMMS 91
DER REGELKREIS 95
3.1 UEBERTRAGUNGSFUNKTION DES REGELKREISES 95
3.2 STABILITAET 97
3.3 FREQUENZGANG DES OFFENEN KREISES 101
3.3.1 NYQUIST-KRITERIUM . . . , 102
3.3.2 AMPLITUDENRESERVE UND PHASENRESERVE 104
3.4 WIRKUNG EINES REGLERS UND REGLERAUSWAHL 106
3.4.1 WIRKUNG EINES REGLERS 106
3.4.2 REGLERAUSWAHL - 110
3.5 EINSTELLREGELN FUER REGLER S\ 114
3.5.1 EINSTELLREGELN NACH ZIEGLER UND NICHOLS 114
3.5.2 EINSTELLREGELN AUF DER GRUNDLAGE DER ANGENAEHERTEN
UEBERTRAGUNGSFUNKTION 115
VERMASCHTE REGELKREISE 117
4.1 STOERGROESSENAUFSCHALTUNG 117
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4.3 ZEITPLANREGELUNG / 121
INHALTSVERZEICHNIS
4.4 VERHAELTNISREGELUNG 121
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4.7 BEISPIELE 124
4.7.1 DESTILLATIONSKOLONNE 125
4.7.2 REGELUNG EINER TIEFOFENANLAGE 125
INDUSTRIELLE STEUERUNGEN 129
5.1 STRUKTURIERUNG VON AUTOMATISIERUNGSSYSTEMEN 129
5.2 EINTEILUNG VON STEUERUNGEN 132
5.2.1 STEUERUNGEN NACH DER ART DER SIGNALDARSTELLUNG . . 134
5.2.2 STEUERUNGEN NACH DER ART DER SIGNALVERARBEITUNG . 135
5.2.3 PROGRAMMVERWIRKLICHUNG 136
5.2.4 AUFBAUORGANISATION 140
5.3 REALISIERUNG VON SCHALTFUNKTIONEN 141
5.3.1 NORMALFORM 142
5.3.2 VEREINFACHUNG VON SCHALTFUNKTIONEN 145
SPEICHERPROGRAMMIERBARE STEUERUNGEN 149
6.1 ARCHITEKTUR 149
6.2 PROGRAMMABLAUF 151
6.3 PROGRAMMIERUNG 154
6.4 PROGRAMMIERSPRACHEN 158
6.4.1 ANWEISUNGSLISTE (AWL) 158
6.4.2 FUNKTIONSBAUSTEINSPRACHE (FBS) 159
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6.4.4 STRUKTURIERTER TEXT (ST) 160
6.4.5 ABLAUFSPRACHE (AS) . 161
6.5 SPS-BEFEHLSREFERENZ J 163
6.5.1 OPERANDEN XFT 163
6.5.2 OPERATIONEN '.- 164
FELDBUSSE 173
7.1 NETZTOPOLOGIEN 174
7.2 PROTOKOLLE 175
7.2.1 BITUEBERTRAGUNGSSCHICHT ^ 178
7.2.2 VERBINDUNGSSCHICHT . ., 180
7.3 EIGENSCHAFTEN VON FELDBUSSEN 191
INHALTSVERZEICHNIS
7.4 CAN 193
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7.4.2 VERBINDUNGSSCHICHT 196
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7.4.4 ANWENDUNGSSCHICHT 205
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7.5.1 BITUEBERTRAGUNGSSCHICHT 209
7.5.2 VERBINDUNGSSCHICHT 212
7.5.3 SCHNITTSTELLE ZUM ANWENDER 213
7.5.4 PROFILE 216
LITERATUR 219
INDEX 221 |
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