Prozessautomatisierung

"... Man darf uberrascht sein, dass trotz der inhaltlichen Vielfalt und des doch eng begrenzten Gesamtumfangs eine grosse Fulle an Einzelfaktoren, Zusammenhangen und an Hintergrundinformation geboten wird, wie es insbesondere fur Informatik-Studenten an Technischen Universitaten erforderlich ist; in leicht fasslicher Form und unter ansprechender Bebilderung." e&i Elektrotechnik und Informationstechnik, 1/1999 "Der Buchtitel benennt ein sehr umfangreiches Gebiet; umfasst es doch Fertigungstechnik, Computertechnik in Hard- und Software, Echtzeitdatenverarbeitung, Regelungstechnik, Redundanz, Zuverlassigkeit und anderes ... Den Autoren ist es ... gelungen, die wesentlichen Fakten herauszuarbeiten und unkompliziert darzustellen ... Leser, die an einer derartigen Breite interessiert sind, werden sicher an dem Buch Gefallen finden." International Journal Automation Austria, 1/1999

1 Prozessautomatisierung.- 1.1 Automatisierungssystem.- 1.1.1 Struktur von Automatisierungssystemen.- 1.1.2 Beispiele fur Prozessautomatisierungssysteme.- 1.1.2.1 Verkehrssignalanlage.- 1.1.2.2 Kontinuierlicher Produktionsprozess.- 1.1.2.3 Diskontinuierlicher Produktionsprozess.- 1.1.2.4 Rechnergesteuerter Rangierablauf.- 1.1.2.5 Elektronisches Stellwerk.- 1.2 Begriffe und Definitionen.- 1.2.1 System.- 1.2.2 Technischer Prozess.- 1.2.2.1 Klassifizierung technischer Prozesse.- 1.2.2.2 Graphische Darstellung technischer Prozesse.- 1.2.3 Prozessrechner.- 1.2.4 Prozessrechensystem.- 1.2.5 Prozessrechner-Programmsystem.- 1.2.6 Prozessdaten.- 1.2.7 Automatisierung.- 1.3 Auswirkungen der Prozessautomatisierung auf Mensch und Gesellschaft.- 2 Petri-Netz-Modelle.- 2.1 Struktur von Petri-Netzen.- 2.2 Exekution von Petri-Netzen.- 2.2.1 Reachability-Set.- 2.2.2 Reachability-Tree.- 2.2.3 Erweiterte Petri-Netze.- 2.3 Petri-Netze fur die Automatisierungstechnik.- 3 Geratetechnischer Aufbau von Prozessrechenanlagen.- 3.1 Methoden der Prozessfuhrung.- 3.1.1 Handbedienter Prozess.- 3.1.2 Indirekte Prozesskopplung.- 3.1.2.1 Off-line Kopplung.- 3.1.2.2 In-line Kopplung.- 3.1.3 Direkte Prozesskopplung on-line.- 3.1.3.1 Offene Kopplung (Zustandserfassung).- 3.1.3.2 Offene Kopplung (Prozessbeeinflussung).- 3.1.3.3 Geschlossene Kopplung.- 3.2 Automatisierungsstrukturen.- 3.2.1 Zentrale Automatisierungsstruktur.- 3.2.2 Dezentrale Automatisierungsstruktur.- 3.3 Automatisierungssysteme mit Redundanz.- 3.3.1 Hardware-Redundanz.- 3.3.1.1 Dynamische Redundanz.- 3.3.1.2 Statische Redundanz.- 3.3.2 Software-Redundanz.- 3.3.2.1 Ziele der Diversitat.- 3.3.2.2 Grundlagen der Diversitat.- 3.3.2.3 Entwicklung diversitarer Programme.- 3.3.2.4 Ausfuhrung diversitarer Programme.- 3.3.2.5 Bewertung.- 3.3.3 Sicherheitsrelevante Prozesssteuerungen.- 3.3.3.1 Sicherheitstechnische Begriffe.- 3.3.3.2 Sicherheitstechnische Verfahren.- 3.3.3.3 Technische Zulassung.- 3.3.3.4 Einkanaliges Steuerungssystem.- 3.3.3.5 (2 von 2)-System.- 3.3.3.6 Vergleicher und Antivalenzbaustein.- 3.3.3.7 Fail-safe-Vergleicher.- 3.3.3.8 (2 von 2)-Mikrorechnersystem.- 3.3.3.9 Leitstandswarten.- 3.3.3.10 On-line Prufprogramme.- 3.4 Konfiguration von Prozessrechner-Hardware.- 3.4.1 Ein-Chip-Mikrorechner.- 3.4.2 Zentrales Prozessrechensystem.- 3.4.3 Dezentrales Prozessrechensystem.- 3.5 Prozesssignal-Verarbeitung.- 3.5.1 Hardwaremassige Implementierung.- 3.5.1.1 Sensorik (Zustandserfassung).- 3.5.1.2 Aktuatorik (Prozessbeeinflussung).- 3.5.2 Digitaleingabe.- 3.5.3 Digitalausgabe.- 3.5.4 Analogeingabe.- 3.5.5 Analogausgabe.- 3.5.6 Uhrzeitfuhrung in Prozessrechnern.- 3.5.6.1 Der Zeitzeichen-und Normalfrequenzsender DCF77.- 3.5.6.2 Das Global Positioning System.- 4 Kommunikation zwischen Prozessrechnern und Peripheriegeraten.- 4.1 Das Busprinzip.- 4.1.1 Busstruktur.- 4.1.2 Alarmbehandlung.- 4.1.3 UEbertragungstechnik.- 4.1.4 Zugriffsverfahren.- 4.1.4.1 Carrier Sense Multiple Access (CSMA).- 4.1.4.2 CSMA with Collision Detection (CSMA/CD).- 4.1.4.3 Token-Passing-Verfahren.- 4.1.4.4 Slot-Ring-Verfahren.- 4.1.4.5 Deterministic Ethernet.- 4.1.5 Standards bei Kommunikationssystemen.- 4.2 Bussysteme.- 4.2.1 IEC-Bus.- 4.2.2 VME-Bus.- 4.2.3 ASi-Bus.- 4.2.3.1 ASi-Konzept.- 4.2.3.2 ASi-Systemdaten.- 4.2.3.3 ASi-Systembeschreibung.- 4.2.4 PROFIBUS.- 4.3 Speicherprogrammierbare Steuerungen.- 4.3.1 Begriffsdefinition.- 4.3.2 Aufbau.- 4.3.3 Charakteristische Zeiten.- 5 Computer Integrated Manufacturing.- 5.1 Computer Aided Design (CAD).- 5.1.1 CAD-Mechanik.- 5.1.1.1 3-D-Koordinaten.- 5.1.1.2 Modelle.- 5.1.1.3 Grundelemente.- 5.1.1.4 Schnittstellen in CAD-Systemen.- 5.1.2 CAD-Elektronik.- 5.2 Computer Aided Recycling (CAR).- 5.3 Computer Aided Engineering (CAE).- 5.3.1 CAE-Mechanik.- 5.3.2 CAE-Elektronik.- 5.3.2.1 CAE-Softwarepaket fur Elektronik.- 5.3.2.2 Simulatoren.- 5.3.2.3 Benoetigte Daten uber Einzelbauteile.- 5.3.2.4 Logiksynthese.- 5.3.2.5 Silicon Compiler.- 5.3.2.6 Testvektorenerstellung.- 5.4 Computer Aided