Prozessautomatisierung 1 - Lauber Rudolf; Göhner Peter | Libro Springer 03/1999 - HOEPLI.it


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lauber rudolf; göhner peter - prozessautomatisierung 1

Prozessautomatisierung 1 Automatisierungssysteme und -strukturen, Computer- und Bussysteme für die Anlagen- und Produktautomatisierung, Echtzeitprogrammierung und Echtzeitbetriebssysteme, Zuverlässigkeits- und Sicherheitstechnik

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Dettagli

Genere:Libro
Lingua: Tedesco
Editore:

Springer

Pubblicazione: 03/1999
Edizione: 3. Aufl. 1999





Sommario

1 Was Heisst Prozessautomatisierung?.- 1.1 Definition einiger Grundbegriffe.- 1.1.1 Der Begriff „Technischer Prozess“.- 1.1.2 Der Begriff „Prozessautomatisierung“.- 1.1.3 Das Prozessautomatisierungssystem als Echtzeitsystem.- 1.1.4 Rechner für die Prozessautomatisierung.- 1.2 Automatisierungsgrad und Rechner-Einsatzarten.- 1.2.1 Definition des Automatisierungsgrades.- 1.2.2 Rechner-Einsatzarten.- 1.3 Automatisierung technischer Produkte und technischer Anlagen.- 1.4 Die Bestandteile eines Prozessautomatisierungs-systems.- 1.4.1 Die Teilsysteme eines Prozessautomatisierungssystems.- 1.4.2 Sensoren und Aktoren.- 1.4.3 Das Kommunikationssystem.- 1.4.4 Das Automatisierungs-Computersystem.- 1.4.5 Das Automatisierungs-Softwaresystem.- 1.5 Ebenen der Prozessführung und Automatisierungs-funktionen.- 1.5.1 Ebenen-Modell bei der Führung technischer Prozesse.- 1.5.2 Automatisierungsfunktionen.- 1.6 Grundtypen von Vorgängen in technischen Systemen.- 1.6.1 Gebräuchliche Klassifizierungsverfahren für technische Prozesse.- 1.6.2 Klassifizierung nach Vorgängen, bei denen bestimmte Arten von Prozessgrößen vorkommen.- 1.6.3 Kontinuierliche, sequentielle und objektbezogene Vorgänge.- 1.6.4 Klassifizierung technischer Prozesse nach den dominierenden Typen von Vorgängen.- 1.6.5 Graphische Darstellung technischer Prozesse.- 1.7 Beispiele für Prozessautomatisierungssysteme.- 1.7.1 Beispiel für ein Prozessautomatisierungssystem zur Produktautomatisierung.- 1.7.2 Beispiel für ein Prozessautomatisierungssystem zur Anlagenautomatisierung.- 1.8 Auswirkungen der Prozessautomatisierung auf Mensch, Gesellschaft und Umwelt.- 1.8.1 Beabsichtigte (positive) und unbeabsichtigte (negative) Auswirkungen.- 1.8.2 Die Verantwortung des Automatisierungs-Ingenieurs für die Auswirkungen der Prozessautomatisierung.- Selbsttestaufgaben.- 2 Automatisierungs-Gerätesysteme und -Strukturen.- 2.1 Arten von Prozess-Signalen und Darstellung der Prozessdaten in Automatisierungs-Computern.- 2.2 Automatisierungs-Computer.- 2.2.1 Speicherprogrammierbare Steuerungen (SPS).- 2.2.2 Mikrocontroller.- 2.2.3 Industrie-PC.- 2.2.4 Prozessleitsysteme.- 2.3 Zentrale und dezentrale Automatisierungsstrukturen.- 2.3.1 Die verschiedenen Arten von Automatisierungsstrukturen.- 2.3.2 Kriterien für einen Vergleich der Eigenschaften von Automatisierungsstrukturen.- 2.4 Automatisierungs-Hierarchien.- 2.5 Verteilte Automatisierungssysteme.- 2.5.1 Zielsetzung.- 2.5.2 Grundstrukturen der Kommunikation bei verteilten Computersystemen.- 2.5.3 Bussysteme.- 2.6 Automatisierungsstrukturen mit Redundanz.- 2.6.1 Formen der Redundanz.- 2.6.2 Fehlertolerante Strukturen.- 2.6.3 Doppel- und Drei-Rechner-Strukturen.- 2.6.4 Software-Redundanz.- Selbsttestaufgaben.- 3 Prozessperipherie.- 3.1 Schnittstellen zwischen dem technischen Prozess und dem Automatisierungs-Computersystem.- 3.1.1 Arten von Schnittstellen.- 3.1.2 Prozess-Signal-Ein-/Ausgabe bei direktem Anschluss von Sensoren bzw. Aktoren.- 3.1.3 Prozess-Signal-Ein-/Ausgabe über Feldbussysteme.- 3.1.4 Das VME-Bussystem.- 3.2 Sensoren und Aktoren.- 3.2.1 Sensoren.- 3.2.2 Aktoren.- 3.3 Feldbussysteme.- 3.3.1 Übersicht.- 3.3.2 Bus-Zugriffsverfahren.- 3.3.3 Der PROFIBUS.- 3.3.4 Der lnterbus-S.- 3.3.5 Der CAN-Bus (Controller Area Network).- 3.4 Ein-/Ausgabe von analogen Signalen.- 3.4.1 Analog-Eingabe.- 3.4.2 Analog-Digital-Umsetzer.- 3.4.3 Analog-Ausgabe.- 3.4.4 Potentialfreie Durchschaltung analoger Signale.- 3.5 Ein-/Ausgabe von binären und digitalen Signalen.- 3.5.1 Digital-Eingabe.- 3.5.2 Digital-Ausgabe.- 3.5.3 Programmierbare Digital-Ein-/Ausgabe.- 3.5.4 Potentialfreie Durchschaltung von Binärsignalen.- 3.6 Störbeeinflussungen auf Prozess-Signalleitungen.- 3.6.1 Arten von Störbeeinflussungen.- 3.6.2 Gegentakt-Störbeeinflussungen.- 3.6.3 Gleichtakt-Störbeeinflussungen.- 3.7 Maßnahmen gegen Störbeeinflussungen.- 3.7.1 Übersicht.- 3.7.2 Potentialtrennung.- 3.7.3 Maßnahmen gegen elektromagnetische Beeinflussung elektrischer Prozess-Signale.- 3.7.4 Erdungsmaßnahmen.- 3.7.5 Maßnahmen gegen Überspannungen.- 3.7.6 Einsatz von Lichtwellenleitern.- Selbsttestaufgaben.- 4 Echtzeitprogrammierung.- 4.1 Problemstellung.- 4.1.1 Was heißt Echtzeitprogrammierung?.- 4.1.2 Forderung nach Rechtzeitigkeit.- 4.1.3 Forderung nach Gleichzeitigkeit.- 4.1.4 Forderung nach Determiniertheit.- 4.1.5 Arten von Echtzeit-Rechensystemen.- 4.2 Echtzeit-Programmierverfahren.- 4.2.1 Arten des Vorgehens zur Erfüllung der Forderungen nach Rechtzeitigkeit und Gleichzeitigkeit.- 4.2.2 Das Verfahren der synchronen Programmierung.- 4.2.3 Das Verfahren der asynchronen Programmierung (Parallelprogrammierung).- 4.2.4 Ereignisgesteuerte vs. Zeitgesteuerte Systeme.- 4.3 Rechenprozesse (Tasks).- 4.3.1 Einführung des Begriffs „Rechenprozess“.- 4.3.2 Zustandsmodelle von Rechenprozessen.- 4.3.3 Einplanung von Rechenprozessen.- 4.3.4 Zeitparameter von Rechenprozessen.- 4.4 Zeitliche Koordinierung (Synchronisierung) von.- Rechenprozessen.- 4.4.1 Parallele und sequentielle, nebenläufige und simultane Aktionen von Rechenprozessen.- 4.4.2 Synchronisierung von Rechenprozessen.- 4.4.3 Semaphorvariable und Semaphoroperationen zur Synchronisierung von Rechenprozessen.- 4.5 Kommunikation zwischen Rechenprozessen.- 4.6 Strategien zur Zuteilung des Prozessors an ablauf-bereite Rechenprozesse (Scheduling-Verfahren).- 4.6.1 Das Scheduling-Problem.- 4.6.2 Scheduling-Verfahren.- 4.6.3 Tests zur Prüfung der Ausführbarkeit.- Selbsttestaufgaben.- 5 Echtzeit-Betriebssysteme.- 5.1 Begriffsbestimmung.- 5.1.1 Was ist ein Betriebssystem?.- 5.1.2 Betriebsmittel.- 5.1.3 Anforderungen an ein Echtzeit-Betriebssystem.- 5.1.4 Kategorien von Echtzeit-Betriebssystemen.- 5.2 Organisationsaufgaben eines Echtzeit-Betriebssystems.- 5.2.1 Aufbau und Eigenschaften eines Echtzeit-Betriebssystems.- 5.2.2 Rechenprozess-Verwaltung.- 5.2.3 Interrupt-Verwaltung.- 5.2.4 Speicherverwaltung.- 5.2.5 Ein-/Ausgabesteuerung.- 5.2.6 Fehlerbehandlung und (Wieder-) Anlauf.- 5.3 Entwicklung eines Mini-Echtzeit-Betriebssystems.- 5.3.1 Zielsetzung und Vorgehen.- 5.3.2 Klärung und Festlegung der Aufgabenstellung und der Anforderungen.- 5.3.3 Entwurf einer Lösungskonzeption.- 5.4 Software-Systementwurf des Mini-Echtzeit-Betriebssystems.- 5.4.1 Software-Systementwurf unter Zugrundelegung der stark vereinfachten Aufgabenstellung.- 5.4.2 Erste Erweiterung des Software-Systementwurfs: Zulassen längerer Rechenzeiten für die Rechenprozesse.- 5.4.3 Zweite Erweiterung des Software-Systementwurfs: Vorsehen der Möglichkeit von Interrupts.- 5.4.4 Dritte Erweiterung des Software-Systementwurfs: Betriebsmittelverwaltung für Ein-/Ausgabegeräte.- 5.4,5 Übergang zum realen Echtzeit-Betriebssystem.- 5.5 Gliederung der Systemprogramme in anwendungsbezogene Programmbausteine.- 5.6 Beispiele für Echtzeit-Betriebssysteme.- 5.6.1 Marktübersicht.- 5.6.2 Das Echtzeit-Betriebssystem QNX.- Selbsttestaufgaben.- 6 Programmiersprachen für die Prozess-Automatisierung.- 6.1 Grundbegriffe.- 6.1.1 Vorgehensweisen bei der Erstellung der Programme für die Prozessautomatisierung.- 6.1.2 Arten von Programmiersprachen.- 6.1.3 Übersetzung in die Maschinensprache.- 6.2 Höhere Programmiersprachen für die Prozessautomatisierung.- 6.2.1 Die Problematik der Echtzeit-Programmierung.- 6.2.2 Vor- und Nachteile der Assembler-Programmierung.- 6.2.3 Entwicklungsrichtungen zur Anwendung maschinenunabhängiger, universeller Echtzeit-Programmiersprachen.- 6.3 Programmierung von Speicherprogrammierbaren Steuerungen (SPS).- 6.3.1 Ausgangssituation.- 6.3.2 Programmablauf in SPS-Systemen.- 6.3.3 Programmiersprachen für SPS-Systeme.- 6.3.4 Programm-Organisation.- 6.4 Die Echtzeitprogrammiersprache Ada 95.- 6.4.1 Entstehungsgeschichte.- 6.4.2 Sprachkonstrukte für die algorithmische Programmierung.- 6.4.3 Sprachkonstrukte für die Echtzeit-Programmierung.- 6.4.4 Spracherweiterungen.- 6.5 Die Echtzeitprogrammiersprache PEARL.- 6.5.1 Entstehungsgeschichte.- 6.5.2 Übersicht über die wichtigsten Spracheigenschaften.- 6.6 Die Programmiersprachen C und C++.




Trama

Der auf dem Fachgebiet der Anlagen- oder der Produktautomatisierung tätige Ingenieur benötigt Kenntnisse und Fähigkeiten nicht nur über die Automatisierungsverfahren, sondern auch über Computer-Hardware- und Softwaretechnik sowie über die Durchführung von Automatisierungs-Projekten. Dieses zweibändige Lehrwerk vermittelt solides Grundwissen in diesen Bereichen. Übungsaufgaben stehen hinter jedem Kapitel. Der erste Band befaßt sich mit den strukturellen, gerätetechnischen und programmtechnischen Grundlagen der Automatiserungssysteme. Die dritte, vollständig überarbeite Neuauflage trägt den stürmischen Entwicklungen in vielen Bereichen der Automatisierungstechnik in den letzten Jahren Rechnung.







Altre Informazioni

ISBN:

9783540653189

Condizione: Nuovo
Dimensioni: 235 x 155 mm Ø 680 gr
Formato: Brossura
Illustration Notes:97 Illustrations, black and white
Pagine Arabe: 504
Pagine Romane: xvi






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