Staatliche Technikerschule Berlin
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Stundentafel und Stoffpläne Automatisierungs­technik

  TAE/TEE
Vollzeit
AEA/AEE
Teilzeit
Unterrichts­stunden pro Woche 34 15
 
Unterrichts­stunden gesamt
Fachüber­greifender Lernbereich TAE/TEE
Vollzeit
AEA/AEE
Teilzeit
Betriebliche Kommunika­tion / Deutsch 80 80
Grundlagen der technischen Informatik 60 60
Mathematik 260 220
Rechtskunde 40 40
Technisches Englisch 120 100
Betriebswirtschafts­lehre und ERP-Software 80 80
 
Fachbezogener Lernbereich TAE/TEE
Vollzeit
AEA/AEE
Teilzeit
Digitale Schaltungstechnik 140 120
Elektronik und EDA-Tools 140 120
Elektrotechnik und Messtechnik 240 220
Grundlagen Übertragungstechnik 40 40
Messdaten­verarbeitung 120 100
Programmierung 140 120
Tabellen­kalkulation und Makroprogrammierung 80 80
 
Fachbezogene Spezialisierung TAE/TEE
Vollzeit
AEA/AEE
Teilzeit
Mikrocomputertechnik 160 160
Betriebs­systeme und Netzwerk­technik 80 60
Elektrische Maschinen und Antriebs­technik 200 180
Regelungstechnik 200 160
Steuerungs- und Prozesstechnik 200 160
 
Differenzierungs­bereich TAE TEE AEA AEE
Automatisierungs­technik 160   120  
Mikrocomputertechnik und RTOS 80   80  
Energie­technik   160   120
Regenerative Energie   80   80
Projekt­arbeit 100 100 100 100

 

Betriebliche Kommunikation/Deutsch

Die Technikerausbildung ist eine so genannte "Aufstiegsweiterbildung". Je weiter man in einem Unternehmen aufsteigt, umso wichtiger wird es, erfolgreich und zielgerichtet zu kommunizieren, sei es schriftlich oder mündlich, mit Mitarbeitern, Geschäftspartnern oder Kunden. Wir bereiten Sie darauf vor und vermitteln alle notwendigen Kompetenzen für die Personalführung.

Im Verlauf ihres Unterricht im Fach BK lernen Sie, ansprechende und überzeugende Präsentationen durchzuführen und wir informieren Sie über aktuelle Bewerbungsverfahren.

Kompetenzorientierter Stoffplan BK:

 

Grundlagen der Informatik

Zahlensysteme und Zahlendarstellung im Rechner: Zahlensysteme, Ganzzahldarstellung und Ganzzahlarithmetik. Gleitpunktzahlen und ihre Darstellung

Codierung und logische Operationen: numerische Binärcodes und alphanumerische Codes. Logische Bit- und Wortoperationen

Aufbau und Funktion des Rechenwerks eines Rechners

Funktionsweise eines Computers: Aufbau eines von-Neumann-Rechners

Abläufe im Rechner bei der Abarbeitung von Befehlen. Rechnersimulation

Kommandozeilenbefehle und Batch-Programmierung: Dateien und ihre Verwaltung

Das Arbeiten im Konsolenfenster. Einführung in die Stapelverarbeitung.

Kompetenzorientierter Stoffplan Grundlagen der Informatik:

 

Mathematik

Arithmetik und Algebra im Bereich der reellen Zahlen: Rechenoperation 1., 2. und 3. Stufe bis zur Logarithmenrechnung, Lösung von linearen Gleichungen, Lösung von linearen Gleichungssystemen mit 2 Variablen, Lösung von quadratischen und speziellen nichtlinearen Gleichungen.

Grundlagen der Geometrie: Kreis, Winkel, Dreieck, Winkelfunktionen, Sinus- und Kosinus.

Reelle Funktionen: Lineare und quadratische Funktionen, spezielle Funktionen der Elektrotechnik, logarithmisch geteilte Achsen im Koordinatensystem.

Komplexe Zahlen: Rechnen mit komplexen Zahlen in algebraischer und Exponentialform, Darstellung in der GAUSSschen Zahlenebene, Arbeiten im Zeigerdiagramm.

Differentialrechnung: Folgen und Reihen, Grenzwerte von Folgen, Bedeutung des Differentialquotienten, Ableitungsregeln, Extremwertrechnung.

Integralrechnung: Unbestimmtes Integral, Grundintegral, Integrationsregeln, bestimmtes Integral, Flächenberechnung.

Kompetenzorientierter Stoffplan Mathematik:

 

Rechtskunde

Einführung in die Rechtsordnung, Rechtsquellen und Rechtswege.

Bürgerliches Recht: Eigenschaften der Rechtssubjekte; Arten, Abschluss, Auslegung, Nichtigkeit und Anfechtbarkeit von Rechtsgeschäften; Schadenersatz und Haftungsrecht, Recht der Schuldverhältnisse, Mahnverfahren, Sachenrecht.

Arbeitsrecht: Recht des Arbeitsvertrages, Pflichten des Arbeitnehmers und Arbeitgebers, Kündigungsrecht, Arbeitsschutz, Arbeitsverbände und Tarifrecht, Mitbestimmung und Betriebsverfassungsgesetz, Arbeitsgerichtsbarkeit.

 

Technisches Englisch

Heutzutage werden bei der Arbeit in international operierenden Unternehmen englische Sprachkenntnisse vorausgesetzt. Deshalb vermittelt der Englischunterricht an der Staatlichen Technikerschule neben grundlegenden sprachlichen Fertigkeiten, die nötigen Kompetenzen, um unterschiedliche, berufliche Situationen in der Zielsprache erfolgreich zu meistern. Zudem werden je nach Fachbereich und Spezialisierung Kenntnisse vermittelt, die eine fachbezogene Kommunikation ermöglichen.

Zur Vertiefung werden in Zusammenarbeit mit den technischen Fächern fachübergreifende Projekte durchgeführt.

Wenn möglich bieten wir Anfängerkurse an.

Kompetenzorientierter Stoffplan Technisches Englisch:

 

Betriebswirtschaftslehre und SAP

Lernziele und Kompetenzen

Dieses Modul vermittelt eine Einführung in die wesentlichen Grundlagen der Allgemeinen Betriebswirtschaftslehre und basiert auf der Annahme, dass die Studierenden keine oder nur geringe Vorkenntnisse hinsichtlich betriebswirtschaftlicher Sachverhalte haben.

Nach dem erfolgreichen Besuch der Veranstaltung kennen die Studierenden die wichtigsten Grundbegriffe und wesentlichen Zusammenhänge der modernen Betriebswirtschaftslehre und sind in der Lage, die wichtigsten Geschäftsprozesse im SAP-System abzubilden.

Lerninhalte

Unternehmensgründung

Die wichtigsten Rechtsformen: Freiberufliche Tätigkeit, Einzelunternehmen, GbR, GmbH

Grundlagen der Besteuerung, Insolvenz

Investition und Finanzierung: Berechnung des notwendigen Kapitalbedarfs, statische Verfahren der Investitionsrechnung, Kosten-Nutzen-Analyse, Kapitalquellen, Finanzierungsarten mit Schwerpunkt Fremdfinanzierung

Unternehmensführung

Kostenrechung und Kalkulation: Die wichtigsten Kostenarten, Abschreibungen, Gewinnschwellen Zuschlagskalkulationen, Deckungsbeitragsrechung, Kalkulation von Zusatzaufträgen

Buchführung und Jahresabschluss: Einnahme-Überschussrechnung, Bilanz und Gewinn- und Verlustrechnung

Grundlagen der Materialwirtschaft: ABC-Analyse, Verbrauchsstrukturen, verbrauchs- und programmorientierte Materialbedarfsplanung

Grundlagen der Produktionswirtschaft: Produktionsverfahren, Auftragsreihenfolge, Prioritätsregeln, Maschinenbelegungen, Fertigungs-Losgrößen

Grundzüge des Marketing: Marktforschung, Produktpolitik, Preispolitik, Vertrieb

Geschäftsprozesse im SAP-System

Einführung: System-Grundlagen und Navigation im IDES-System

Fallstudie Produktionsplanung: Stammdatenpflege (Materialstämme, Stücklisten, Arbeitspläne), Erzeugniskalkulation, Fertigungsauftrag und -rückmeldung, Lagerbestandsbuchungen

Fallstudie Logistik-Integration: Stammdatenpflege (Debitoren, Konditionssätze, Kreditoren, Einkaufsinfosätze, Order-buch), Kundenauftrag, MRP-Lauf, Überprüfen der Dispositionssituation, Fertigungsauftrag, BANF, Wareneingänge, Fertigung, Komponenten- Entnahme, Rückmeldung, Lieferung, Kommissionierung und Warenausgang, Fakturierung, Zahlungseingang

Kompetenzorientierter Stoffplan BWL und SAP:

 

 

Digitale Schaltungstechnik

Grundlagen der digitalen Schaltungstechnik

Elementare Schaltfunktionen (Grundfunktionen, abgeleitete Funktionen), Rechenregeln (Kommutativ-, Assoziativ- und Distributivgesetz, De Morgansches Gesetz), systematische Bearbeitung von Verknüpfungsschaltungen (Normalformen, Minimierung).

Schaltungen mit integrierten Digitalbausteinen

Schaltkreisfamilien in TTL- und CMOS-Technik, Schaltungsentwurf, technische Merkmale digitaler Bausteine (statische und dynamische Daten, Schmitt-Trigger-Verhalten, Totem-Pole-, Open-Collector- und Tri-State-Ausgang). Funktionsbausteine (Multiplexer, Demultiplexer, Dekoder, Vergleicher, Halb- und Volladdierer). Flipflops (Speicherverhalten, Zustands- und Flankensteuerung, Flipflop-Typen).

Sequentielle Logikschaltungen

Latches, Register und Schieberegister mit typischen Anwendungen, Teiler und Zähler (Asynchron- und Synchronzähler, Modulo-m-Zähler, Teilerschaltungen), Bausteine zur Steuerung von Zeitvorgängen (Monoflops, Taktgeneratoren).

Programmierbare Bausteine

Programmierbare Strukturen, Entwicklungswerkzeuge (Entwurfsschritte, Eingabemöglichkeiten, Simulation, Implementierung, Programmierung und Test), Logikentwurf mit VHDL (Entwurfseinheit, Datentypen, Architektur-Beschreibungsstile, unbedingte und bedingte Signalzuweisungen, Verhaltensbeschreibung über Prozesse und sequentielle Anweisungen, Strukturbeschreibung mittels Komponenten; hierarchische Entwürfe).

Kompetenzorientierter Stoffplan Digitale Schaltungstechnik I:

Kompetenzorientierter Stoffplan Digitale Schaltungstechnik II:

 

Elektronik & EDA-Tools

Grundlagen der Halbleitertechnik; Anwendung von bipolaren Transistoren, Dioden in Schaltungen; Messungen, Rechnungen und Simulation der Schaltungen.

Anwendung des idealen Operationsverstärkers: Differenzierer, aktiver Hoch- und Tiefpass 1. Ordnung; Wechselspannungsverstärker mit nur einer Betriebsspannung, Instrumentenverstärker mit industriellen Anwendungen.

Realer Operationsverstärker: Daten: Slew Rate, Schwingspannung, Kleinsignalfrequenz, Frequenzgang, Kompensation; Fehler durch Ruhe-ströme und Offset und deren Kompensation.

Endverstärker: A-, AB-, B- Verstärker, Eintakt- und Gegentaktverstärker; Wirkungsweise und Betriebsverhalten.

Arbeitspunkteinstellung; Vermeidung von Übernahmeverzerrungen; Verstärker mit bipolarer Stromversorgung und mit nur einer Versorgungsspannung; Hinweis auf laufzeitbedingte Verzerrungen (TIM) bei Gesamtgegenkopplungen. FET in Schaltungen.

Gleichrichterschaltungen und Netzgeräte: Begriffe - Arithmetischer Mittelwert AV, Effektivwert RMS, Scheitelwert, Welligkeit, Formfaktor, Mischgrößen, Messinstrumente zur Messung der typischen Größen; Wechsel- und Drehstromschaltungen mit Gleichrichtern ohne und mit Gegenspannung; Spitzenwertgleichrichtung; Brückenschaltung und Doppelspannungsnetzgeräte mit kapazitiver Glättung; Stabilisierungsschaltungen, Glättungsfaktor, Stabilisierungsfaktor, Festspannungsregler, Schaltnetzteile.

EDA-Tools (siehe EDA)

 

Elektrotechnik und Messtechnik

Grundlagen der Elektrotechnik und Messtechnik

Einheitensystem, elektrische Größen, Atommodell, Leitermodell, temperaturabhängiger Widerstand.

Gleichstromkreis, Ladung, Strom, Potenzial, Spannung, Messungen am Gleichstromkreis, Kennlinien, Messprotokolle, Messgenauigkeit, Fehlerfortpflanzung.

Ohmsches Gesetz, Spannungsquelle, Stromquelle, kirchhoffsche Gesetze, elektrische Netzwerke (Analyse, Berechnung, Messung, Simulation), Superposition, Zweipoltheorie, belasteter Spannungsteiler, elektrische Leistung, elektrische Energie, Wirkungsgrad.

Elektrisches Feld, elektrische Feldlinien, elektrische Feldstärke, Kraftwirkung des elektrischen Feldes, Äquipotenzialfläche, Energie im elektrischen Feld, Kapazität, Kondensatorgesetz.

Magnetisches Feld, magnetische Feldlinien, magnetische Feldstärke, Kraftwirkung des magnetischen Feldes, magnetischer Kreis, Induktionsgesetz (Induktion der Ruhe, Induktion der Bewegung), Energie im magnetischen Feld, Induktivität, Spulengesetz.

Wechselgrößen, Gleichwert, Effektivwert, Kennwerte, Mischgrößen, Darstellung von Wechselgrößen mithilfe des Oszilloskopes.

Addition von Sinusgrößen (Liniendiagramm, Momentanwertgleichung, Zeigerbild, komplexe Rechnung), Impedanzen (Widerstand, Kapazität, Induktivität), Resonanz, Hochpass, Tiefpass, Ortskurve, Bodediagramm.

Leistung im Wechselstromkreis, Scheinleistung, Wirkleistung, Blindleistung, Leistungsfaktor, Blindleistungskompensation.

Schalten von kapazitiven und induktiven Verbrauchern.

 

Kommunikationstechnik

Grundbegriffe der Kommunikationstechnik

Prinzip eines Nachrichtenübertragungssystems, Grundkomponenten (Filter und Verstärker), Anpassungsfälle, Pegel (Logarithmische Größenverhältnisse, Pegeldefinitionen, relative und absolute Pegel, Pegelplan), Fourierdarstellung (Spektren nicht sinusförmiger Signale, Signalbandbreite, Folgerungen für die Signalübertragung)

Übertragungsmedien

Elektrische Leitungen (Leitungsbauformen, Wellenausbreitung, Leitungsmodell, Wellenwiderstand, Ausbreitungskoeffizient, Reflexionsfaktor), Lichtwellenleiter (Prinzip eines optischen Übertragungssystems, Aufbau und Eigenschaften von Lichtwellenleitern, optische Steckverbinder, Auslegung einer Lichtwellenleiter-Übertragungsstrecke), Freier Raum (Prinzip der Abstrahlung elektromagnetischer Wellen, Bauformen und Eigenschaften von Antennen, Ausbreitungseigenschaften in den einzelnen Frequenzbereichen)

Übertragungsverfahren

Basisbandübertragung (Zweck und Möglichkeiten der Kanalkodierung, Taktrückgewinnung, Fehlererkennung), Modulation und Demodulation (Analoge und digitale Modulation mit harmonischem Träger, Pulsmodulationsverfahren, PCM-Technik), Multiplexverfahren (Mehrfachausnutzung von Übertragungsstrecken, Frequenz-, Zeit-, Wellenlängen-, Raum- und Codemultiplex, Multiplexhierarchien).

 

Messdatenverarbeitung

Messung nichtelektrischer Größen: Übersicht über Sensoren und Sensorsysteme, spezielle Messfühler (ohmsch, induktiv, kapazitiv) und Auswerteschaltungen.

Digitale Zähler: Grundlagen und Schaltungen zur Frequenz-, Zeit- und Phasenmessung.

AD- und DA-Umsetzung: Grundlagen, Verfahren und Bausteine der AD-und DA-Umsetzung, Fehlercharakteristiken, Abtasttheorem, Rekonstruktion analoger Signale, Aufbau von Messwerterfassungssystemen, Störeffekte.

Digitaloszilloskop, Logikanalysator: Aufbau, Abtastverfahren, Datenaufbereitung, Betriebsarten und Triggerung, Leistungsmerkmale.

PC-Messtechnik: Hardware-Schnittstellen (seriell, parallel, IEC-Bus, VXI-Bus, Messkarten)

Software zur PC-Messtechnik (Standardsoftware, grafische Programmierung), Programmierübungen.

Digitale Messtechnik und Signalverarbeitung, Bauelemente der digitalen Messtechnik, digitale Messverfahren: Frequenzmessung, Drehzahlmessung, Zeitintervallmessung, Periodendauermessung, digitales Speicheroszilloskop, Logik-Analysator, Digital-Analog-Umsetzer, Kennlinie und Fehler, unipolare und bipolare DAU-Umsetzer, Übersicht über die gebräuchlichsten Analog-Digital-Umsetzer, Quantisierungsfehler, Quantisierungsrauschen, Sample/Hold-Baustein, Abtasttheorem, Mehrkanal-Messwerterfassung. Grundelemente der digitalen Signalverarbeitung: Standardfolgen, lineare DSV im Zeit- und Frequenzverhalten, Entwurf digitaler Filter mittels bilinearer Transformation, Arbeiten mit Signalprozessoren.

 

Mikrocomputertechnik

Mikrocomputersystem, Mikroprozessor, Hauptspeicher, Tastatur, Monitor, parallele und serielle Schnittstelle angeschlossen am Daten-, Adress- und Steuerbus, Rechnersystems nach v. Neumann, Begriffsdefinitionen in der Mikroprozessortechnik, Registerorganisation, Datenzugriff und -ablage für Motorolaprozessor MC-68000 und Intelprozessor 80X86, digitalelektronischer Aufbau einer arithmetisch/logischen Einheit, Erweiterung der ALU zum Rechenwerk mit Operandenregister, Statusregister, Mikrocode-ROM, Steuerwerk, Adresswerk und internen Datenbus, Adressraumverwaltung im Intel-Mikroprozessor 80X86, Beispiele am realen System: Statusregister, Registersatz und internes Blockschaltbild für MC-68000 und Intel 80X86 (Pentium), Signale am MC 68000, Halbleiterspeicher, Speicherorganisation, Methoden der Adressdekodierung zur Bausteinauswahl, Systemkonfiguration mit Adressplan, allgemeine Darstellung von Zeitdiagrammen der Signale im Mikroprozessorsystem.

Einrichtung und Bedienung der Entwicklungsumgebung zur Assemblerprogrammierung des MC 68000 bzw. 80X86, Ein- und Ausgabeprozeduren, strukturiertes Assemblerprogramm, linkfähige modulare Assemblerprogramme, Adressierungsarten, problemorientierte Assemblerprogrammierung an ausgewählten Beispielen.

Angewandte Mikroprozessortechnik in kleinen Projektgruppen mit 2 bis max. 4 Studierenden an ausgewählten Projekten mit Erstellung eines Berichtes zum Projektverlauf sowie Vortrag der Projektergebnisse.

oder

Mikroprozessor, Mikrocomputer und Mikrocontroller (Definition, Entwicklung, Architektur, Bauformen), Mikrocomputersystem mit Bus, Speicher- und Peripherie-Bausteinen.

Aufbau und Funktion des Prozessors, Befehlsaufbau und Befehlsausführung.

Mikrocontroller 68HC11, Betriebsarten, Bus-Timing, Adressierung der Spreicher- und Peripherie-Bausteine, Registermodell, Befehle und Adressierungsarten.

Assemblersprache 68HC11, Entwicklungssoftware (Editor, Assembler, Linker, Upload),

Programmiertechnik, Programmierübungen.

Interrupttechnik mit Vektoren, Registerbank mit Steuerbytes für Ports und Timer.

Funktion und Programmierung der Parallelports, der seriellen Ports (synchron und asynchron), der Analogports und des Timers mit Input Capture, Output Compare und Pulse Akkumulator.

Externe Portbausteine: Parallelport VIA 6522 und serieller Port ACIA 6551.

Anwendung des 68HC11 zur Spannungsmessung und Temperaturerfassung (Analogports),

Zeitmessung, Frequenzmessung, Impulslängenmessung und Drehzahlmessung (Timer).

 

Programmierung

Aufbau und Elemente eines C–Programms, Compiler-Schlüsselworte und Laufzeitbibliothek, elementare Datentypen, Konstanten und Variablen, Wertzuweisungen, Speicherklassen; Standardein– und ausgabe, zeichenorientierte und formatierte Ein– und Ausgaben; Ausdrücke, Operatoren und mathematische Laufzeitbibliotheksfunktionen, Maskierungsoperationen; Programmflusssteuernde Anweisungen: Bedingte Anweisungen, Verzweigungen, Einsprung- bzw. Verteileranweisungen, Schleifen; Zusammengesetzte Datentypen: Ein– und mehrdimensionale Arrays; Stringbearbeitung, Konvertierungsfunktionen; Benutzerdefinierte Funktionen: Prototyp, Implementierung und Aufruf, Aufrufschnittstelle: Parameter und Rückgabewert, die Einstrittsfunktion main: Kommandozeilenargumente, Modularisierung: Quellcodemodule, statische Bibliotheken und DLLs; Zeiger: Direkte Speicher– und Portzugriffe, dynamische Speicherverwaltung, Call by Reference, Funktionszeiger; Benutzerdefinierte Datentypen ( Strukturen )

Kompetenzorientierter Stoffplan Programmierung:

 

Tabellenkalkulation

Aufgaben einer Tabellenkalkulationsanwendung am Beispiel MS Excel: Die Arbeitsoberfläche, grundlegende Techniken, Menü- und Dialogfensterbedienung; Zellinhalte, Dateneingabe, Autoausfüllmethode; Datum- und Zeitangaben, Standard- und benutzerdefinierte Formatierungen; Operatoren, Funktionen und Formeln, absolute, relative und gemischte Zellbezüge, externe Bezüge, spezielle Funktionen: WENN, SVERWEIS, MITTELWERT, Streuungsmaße; Gültigkeit von Zelleinträgen, bedingte Formatierung und Schreibschutz; Diagramme: Diagrammtypen, Erstellung und Formatierung von Diagrammen, Trendlinien; Listen: Verwendung von Datenmasken, Suchen in Listen, Listen sortieren und filtern; VBA-Programmierung unter MS-Excel: Aufzeichnung und Programmierung von Makros; die VBA-Entwicklungsumgebung; VBA-Sprachelemente, Datentypen, Konstanten und Variablen; Programmstrukturen: Fallauswahl und Wiederholung; Objekte, Eigenschaften und Methoden, Ereignisse; Steuerelemente auf Tabellen; Benutzerdefinierte Dialoge: Erstellung und Programmierung von UserForms; Entwicklung und Präsentation eines Excel/VBA-Projekts.

 

Betriebssysteme und Netzwerktechnik

Die Absolventen verstehen grundlegende Prinzipien, Konzepte und Funktionsweisen moderner Betriebssysteme. Dazu gehören Prozesse, Dateisysteme, Speicherverwaltung und die Behandlung von Deadlocks. Sie kennen grundlegende Synchronisationsprobleme und -lösungskonzepte. Grundlegende Aspekte der Datensicherheit und des Datenschutzes sind ihnen vertraut und sie können Datei- und Verzeichnisberechtigungen in den aktuellen Desktop-Betriebssystemen vergeben.

Die Absolventen kennen grundlegende Komponenten der Netzwerktechnik wie Hubs, Switches, Router und Medien wie TP und LWL. Sie können IP-Adressräume bedarfsgerecht ermitteln und passende Subnetzmasken berechnen. Sie kennen grundsätzliche Unterschiede zwischen Ethernet- und Feldbussystemen. Sie kennen grundsätzliche Eigenschaften von Real-Time-Ethernetlösungen wie EtherCat und Powerlink.

 

Elektrische Maschinen und Antriebstechnik

Grundlagen der Energietechnik: Möglichkeiten der Energieumformungen, der Energiespeicherung und des Energietransports.

Grundlagen der elektrischen Maschinen: Die physikalischen Grundgesetze der elektrischen Maschinen, ihre Klassifizierung und Einsatzgebiete. Die Grundformen drehender elektrischer Maschinen. Der Aufbau der verschiedenen magnetischen Kreise.

Betriebsbedingungen elektrischer Maschinen auf der Grundlage von DIN und VDE: Die verschiedenen Bauformen, die Verluste, die Erwärmung und verschiedenen Kühlungsarten, die Betriebsarten, das Leistungsschild.

Die Gleichstrommaschinen: Der Aufbau, die Wirkungsweise und das Betriebsverhalten der fremderregten Gleichstrom-Nebenschlussmaschine und der Reihenschlussmaschine. Drehzahlverstellung im Anker- und Feldstellbereich.

Der Transformator: Der Aufbau und die Wirkungsweise des Transformators, Herleitung des Ersatzschaltbildes, das Zeigerdiagramm, der Transformator im Leerlauf und im Kurzschluss, der Einschaltstromstoß. Die verschiedenen Bauformen. Der Drehstromtransformator und die verschiedenen Schaltgruppen, der Spartransformator, der Stelltransformator.

Die Asynchronmaschine: Der Aufbau, die Wirkungsweise und das Betriebsverhalten der Asynchronmaschine mit Hilfe des Ersatzschaltbildes und der Ortskurve. Die verschiedenen Möglichkeiten der Drehzahlverstellung, Drehzahlverstellung über die Frequenz der Statorspannung im sog. Anker- und Feldstellbereich. Die verschiedenen Ausführungsformen.

Die Synchronmaschine: Der Aufbau, die Wirkungsweise und das Betriebsverhalten der Synchronmaschine als Generator im Inselnetz und am starren Netz. Das Verhalten der Synchronmaschine im Motorbetrieb, die verschiedenen Betriebskennlinien, die Synchronmaschine als Phasenschieber. Die verschiedenen Ausführungsarten.

Der Schrittmotor: Der Schrittmotor und die Steuerelektronik als Antriebssystem. Der Aufbau und die Wirkungsweise des Wechselpol- und des Gleichpolschrittmotors.

Anlagentechnik: Die verschiedenen elektrischen Netze, Fehlerarten in elektrischen Netzen, Schutzmaßnahmen und Schutzeinrichtungen in elektrischen Anlagen als Anlagen- und Personenschutz.

 

Regelungstechnik

Grundlagen: Steuerung - Regelung, Regelkreisgrößen, Übertragungsglieder, Darstellung von Regelkreisen.

Stationäres Verhalten: Übertragungsfaktor, Kreisverstärkung, Regelgenauigkeit, Störgrößen, nichtlineare Übertragungsglieder.

Zeitverhalten von Übertragungsgliedern: Methoden zur Untersuchung des Zeitverhaltens, Darstellung als Sprungantwort, Ortskurve, Bodediagramm, Untersuchung von Regelstrecken.

Regelstrecken mit Ausgleich: PT1-Verhalten, PT2-Verhalten, PTn-Verhalten, Totzeit-Verhalten. Regelstrecken ohne Ausgleich: I-Verhalten, IT1-Verhalten.

Regeleinrichtungen: Stetige Regler: P-Regler, I-Regler, PI-Regler, PD-Regler, PID-Regler.

Unstetige Regler: Zweipunkt-Regler, Dreipunkt-Regler.

Stabilitätskriterien eines Regelkreises: Phasenreserve, Amplitudenreserve, kritische Kreisfrequenz.

Reglerbestimmungen nach dem Ziegler-Nichols-Verfahren, Betragsoptimum nach Preuß, Chien-Hrones-Reswick (HCR)-Verfahren.

Stabilisierung von Regelkreisen mit Zweipunkt- und Dreipunktreglern.

Reglerbestimmung nach dem Betragsoptimum (BO), symmetrischen Optimum (SO).

Mehrschleifige Regelkreise, unstetige Regler mit Rückführung, digitale Regler, Fuzzy-Regler.

 

Steuerungs- und Prozesstechnik

Steuerungstechnik mit elektromechanischen Betriebsmitteln: Aufbau und Funktion der wichtigsten Betriebsmittel; Grundschaltungen von Leistungs- und Steuerungskreisen für Drehstromantriebe; Entwurf und Dokumentation von Steuerungen an Hand ausgewählter Prozesse, Betrachtungen zur funktionellen und elektrischen Sicherheit.

Steuerungstechnik mit Speicherprogrammierbaren Steuerungen (SPS): Aufbau, Arbeitsweise und wichtige Kenndaten von SPSen; Programmierpraxis mit der Programmiersprache nach IEC 1131-3; Anweisungsliste, Kontaktplan, Funktionsbausteinsprache; praktischer Einsatz an ausgewählten Prozessmodellen; Betrachtungen zur funktionellen und elektrischen Sicherheit speziell beim Einsatz von SPS.

Periphere Systeme der Automatisierungstechnik: Binäre Sensortechnik; SPS-Vernetzung, Feldbussysteme.

Steuerungstechnik mit pneumatischen Betriebsmitteln: Aufbau und Funktion der wichtigsten Betriebsmittel (Zylinder und Ventile); Entwurf und praktischer Aufbau mit ausgewählten Beispielen; elektropneumatische Steuerungen.

 

Automatisierungssysteme

Automatisierungssysteme

 

Energietechnik

Regenerative Energieanlagen

Energietechnische Grundlagen: Energieträger und -arten, Heiz- und Brennwerte, Ressourcen und Reserven, Umwelt und CO2; Technische Energiewandlung, Einheiten, Verluste, Wirkungsgrade;

Solarenergienutzung: Sonne als Energielieferant, physikalische Grundlagen und Energiepotential, direkte und indirekte Solarenergienutzung; Energiebedarf von Gebäuden, Wärmedämmung, Wärmebedarfsrechnung; Heizung, Brennwerttechnik, Einsatzmöglichkeiten thermischer Solarkollektoren.

Photovoltaische Solarstromanlagen: Photoelektrischer Effekt, Solarzelle, Zellentechnologien, typische Kennlinien und Kennwerte, Arbeitspunkt (MPP); Solarmodule und -generatoren, Aufständerung, Schaltungskonzeptionen, Schutzdioden; Prinzipieller Aufbau und Anwendung netzunabhängiger PV-Anlagen, Inselbetrieb, Regler, Ener­giespeicher, Dimensionierung; Aufbau und Wirkungsweise von Netzgekoppelten PV-Anlagen, Netzparallelbetrieb, Wechselrichterkonzeptionen, Installation, Schutzmaßnahmen, Zähler, Energieertrag und Vergütung, Datenüberwachung und PC-Einsatz.

Windkraftanlagen: Physikalische Grundlagen, Energiepotential, Berechnungen; Prinzipieller Aufbau: Rotor, Getriebe, Asynchrongenerator; Drehfrequenzen, Netzeinspeisung, Wirkungsgrade, Datenmanagement.

Elektroenergieerzeugung und Kraft-Wärme-Kopplung: Prinzipieller Aufbau von Wärmekraftwerken, Kraftwerksprozess und thermodynamischer Wirkungsgrad, Größenordnungen, Verluste, Umweltschutz; Blockheizkraftwerk, GuD-Kraftwerk, Kraft-Wärme-Kopplung, Gesamtwirkungsgrad; Stromerzeugung und -verbrauch, Preisbildung, Kraftwerke zur Deckung von Grund-, Mittel- und Spitzenlast: z. B. Gasturbine, Pumpspeicher, Wasserkraftwerk, Windkraft- und Solarstromanlagen.

Wahlthemen: Wasserkraftnutzung, Energiespeicherung, Brennstoffzelle und Wasserstofftechnologie, Nutzung der Umweltwärme und Wärmepumpe, nachwachsende Rohstoffe: Biomasse, Biogas; Geothermie etc.

Elektrische Anlagen

Grundsätze der Energiewandlung: Energiewandlung und Wirkungsgrad, verschiedene Antriebsarten der Generatoren, grundsätzliche Kraftwerksprozesse, moderne GUD-Kraftwerke; Energiewirtschaft, Verbund-Netz, Stromaustausch, Belastungskurven; Synchrongeneratoren, Vollpol- und Schenkelpolläufer, grundsätzlicher Aufbau und das Betriebsverhalten des Turboläufers, Ersatzschaltbild, Generator einzeln laufend und am starren Netz.

Übertragungsmittel: Hochspannungs-Freileitungen, Aufbau, elektrische Eigenschaften und Ersatzschaltbilder, Zeigerdiagramme; Hochspannungskabel, Papier- und Kunststoffkabel, Kabelgarnituren, elektrische Eigenschaften und Betriebsverhalten, Kabeldurchschlag; Netzschutz, Strom- und Spannungswandler, Wandlerschaltungen, Schutzrelais

Schaltanlagen: Sammelschienensysteme, Schaltungskonzepte; Umspannwerke, Schaltanlagen, Schaltgeräte, Netzstationen; Trafo-Sternpunktbehandlung, Schaltgruppen, Trafo-Daten; Kurzschlussstrom-Berechnungen nach DIN VDE 0102.

Niederspannungsanlagen: Netze, Netzarten (Strahlen-, Ring-, Maschennetz), Netzsysteme (z. B. IT-, TNC-Netz), Netzberechnungen; Kabel und Leitungen, Garnituren; Hauptstromversorgungssysteme, Hauptleitungen, Spannungsverlust auf Leitungen, Leistungsverlust, Dimensionierung; Schutzmaßnahmen nach DIN VDE 0100; Blind­stromkompensation.

Stromrichter- und Antriebstechnik

Einführung: Grundstruktur eines elektrischen Antriebssystems mit den verschiedenen Fachgebieten, die sich in der Antriebstechnik vereinen.

Analyse der Bewegungsabläufe: Größen des Bewegungsablaufs, Kräfte, Drehmomente, Bestimmung des Massenträgheitsmoments rotationssymmetrischer Körper, Drehzahl-Drehmomenten-Kennlinie, Stabilität eines Antriebssystems, Bestimmung der Antriebsleistung, Eigenschaften der wichtigsten mechanischen Elemente der Antriebstechnik.

Stelleigenschaften elektrischer Maschinen: Das Steuerverhalten der Gleichstrommaschinen, der Asynchronmaschine und der Synchronmaschine.

Leistungselektronische Stellglieder der Gleichstrom-Antriebstechnik: Die verschiedenen Energieumformungen der Leistungselektronik, die wichtigsten Bauelemente, das Temperaturmodell zur Dimensionierung der Halbleiterbauelemente.

Die netzkommutierten Stromrichter und ihre Eigenschaften wie die zweipulsigen Schaltungen, die dreipulsigen Schaltungen und die sechspulsigen Thyristorbrückenschaltungen. Die Kommutierung von Halbleiterventilen, der Lückbetrieb und seine Bedeutung auf das dynamische Verhalten. Die Netzrückwirkungen, die Schutzeinrichtungen, die Umkehrstromrichter und der prinzipielle Aufbau von Steuersätzen zur Steuerung netzgeführter Stromrichter. Die selbstgeführten Stromrichter, der Gleichstromsteller, sein Aufbau und seine Wirkungsweise.

Leistungselektronische Stellglieder der Drehstrom-Antriebstechnik: Die Wechselstrom-Umrichter im Überblick.

Umrichter, wie sie meistens für die Speisung der Asynchronmaschine eingesetzt werden, der Umrichter mit Gleichstrom-Zwischenkreis, der Umrichter mit Gleichspannungs-Zwischenkreis mit seinen verschiedenen Formen zur generativen Bremsung, die untersynchrone Stromrichterkaskade.

Umrichter, wie sie meistens für die Speisung der Synchronmaschine eingesetzt werden, der Stromrichtermotor, der Direktumrichter.

Die verschiedenen Reglerstrukturen: Grundstrukturen analoger und digitaler Regelkreise, Drehzahlregelkreise der fremderregten Gleichstrom-Nebenschlussmaschine, Mehrmaschinensysteme, Drehzahlregelkreise der Drehfeldmaschinen, die Drehzahlregelung des Stromrichtermotors, die feldorientierte Regelung der Asynchronmaschine.

 

Projektarbeit

Die Projektarbeit ist eine selbständige, möglichst fächerübergreifende Arbeit jedes Studierenden mit theoretischen und praktischen Anteilen. Diese Abschlussarbeit wird in Gruppen zu 2 bis 3 Studierenden angefertigt und als Prüfungsleistung präsentiert.

 

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Ansprechpartner Automatisierungstechnik

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Herr Paselk
Abteilungsleiter Elektrotechnik/Informatik, Bio- und Umwelttechnik

Raum: 234
Tel.: 030 / 39 00 06 - 23
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