1.1 1.1 Definition eiDefinition eininiger Grundbegriffeger ... · zusätzlich zu...

Prozessautomatisierung I § 1 Was heißt Prozessautomatisierung? 3

1.1 Definition einiger Grundbegriffe1.1 1.1 Definition einiger GrundbegriffeDefinition einiger Grundbegriffe

Technischer Prozess

Prozessautomatisierung

Echtzeitsystem

Automatisierungsrechner


Technischer ProzessTechnischer ProzessTechnischer Prozess

Definition 1:Ein technischer Prozess ist ein Vorgang durch den Materie,Energie oder Information in ihrem Zustand verändert wird.Diese Zustandsänderung kann beinhalten, dass ein Anfangs-zustand in einen Endzustand überführt wird.

Definition 1:Definition 1:Ein technischer Prozesstechnischer Prozess ist ein Vorgang durch den Materie,Energie oder Information in ihrem Zustand verändert wird.Diese Zustandsänderung kann beinhalten, dass ein Anfangs-zustand in einen Endzustand überführt wird.

Vorgang, Ablauf, GeschehenVorgang, Ablauf, Geschehen

Endzustandvon Materie,Energie oderInformation

TECHNISCHERPROZESS

in einemtechnischen System

Anfangs-zustand

von Materie,Energie oderInformation

UmwandlungUmwandlung

TransportTransport

SpeicherungSpeicherung

bedeutet Materie-, Energie- oder Informationsflussbedeutet Materie-, Energie- oder Informationsfluss


Beispiele zur Definition des Begriffs “Technischer Prozess“

Beispiele zur Beispiele zur Definition des Definition des Begriffs Begriffs “Technischer “Technischer Prozess“Prozess“

Anfangszu-stand

Technischer Prozess ineinem technischen System

Endzustand

niedrige Raum-temperatur

Wärmevorgänge bei derBeheizung einesWohnhauses mit einerÖlheizungsanlage

erhöhte Raumtemperatur

verschmutzteWäsche

Waschvorgang in einerWaschmaschine

saubere Wäsche

unsortiertePakete

Transport- undVerteilvorgänge bei einerPaketverteilanlage

nach Zielorten sortierte Pa-kete

fossile oderKernbrennstoffe

Energie-Umwandlungs- undErzeugungsvorgänge ineinem Kraftwerk

elektrischer Strom

einzulagerndeTeile

Lagervorgänge in einemHochregallager

zu Kommissionen zusam-mengestellte Teile

Zug in Ort A Verkehrsablauf bei der Fahrteines Zuges

Zug in Ort B

monomererStoff

Vorgänge in einemchemischen Reaktor

polymerer Stoff

ungeprüftesGerät

Prüfabläufe in einem Prüffeld geprüftes Gerät

Teile ohne Boh-rung

Bohrvorgang bei einerBohrmaschine

Teile mit Bohrung

Schadstoffe inder Luft

Vorgänge in einem Systemzur Schadstoffüberwachungder Luft

Informationen über Schad-stoffkonzentrationen werdenin der Überwachungszen-trale angezeigt


Definition 2: DIN 66201

Ein Prozeß ist eine Gesamtheit von aufeinander einwirkendenVorgängen in einem System durch die Materie, Energie oderInformation umgeformt oder gespeichert wird.Ein technischer Prozess ist ein Prozess, dessen physikalischeGrößen mit technischen Mitteln erfasst und beeinflusst werden.

Definition 2:Definition 2: DIN 66201DIN 66201

Ein Prozeß ist eine Gesamtheit von aufeinander einwirkendenVorgängen in einem System durch die Materie, Energie oderInformation umgeformt oder gespeichert wird.Ein technischer Prozess ist ein Prozess, dessen physikalischeGrößen mit technischen Mitteln erfasst und beeinflusst werden.

Technische ProzesseTechnische Prozesse

einfach bis sehr komplexunterschiedliche Teilprozesse werden zu einem Gesamtprozeßvereinigt

Waschmaschine, WalzwerkWaschmaschine, Walzwerk

Auto mit KFZAuto mit KFZ--ElektronikElektronik

TECHNISCHER PROZESS

in einem technischenSystem

Einfluss-größen

Ergebnis-größen

Materie-,Energie- oderInformations-zufluss

Materie-,Energie- oderInformations-abfluss


Technisches System mit technischem ProzessTechnisches System mit technischem ProzessTechnisches System mit technischem Prozess

TechnischerProzess

Technisches System

(Gerät, Maschineoder technische Anlage)

Prozess-eingangs-größen Prozess-

ausgangs-größen

Materie-, Energie-oder Informations-zufluss

Materie-,Energie-oderInformations-abfluss

Stell-signale

Informationenzur Prozess-beeinflussung

Prozess-ergebnis-Informationen

Mess-Signale


Beispiel für eine technische Anlage mit technischem Prozess

Beispiel für eine Beispiel für eine technische Anlage technische Anlage mit technischem mit technischem ProzessProzess

Füllen Reak-tion

Ent-leeren

Abführen desReaktions-produktsStoff C

ZuführenStoff A

ZuführenStoff B

Technischer Prozess

Stoff A

Stoff B

Stellsignale

Stoff C

Mess-Signale

Technische Anlage


Definition einiger GrundbegriffeDefinition einiger GrundbegriffeDefinition einiger Grundbegriffe

Technischer Prozess


Echtzeitsystem



ProzessautomatisierungProzessautomatisierungProzessautomatisierung

= Prozess + automatisieren = Prozess + automatisieren

AutomatAutomat = selbsttätig arbeitende technische Systeme= selbsttätig arbeitende technische Systeme

Zigarettenautomat,Zigarettenautomat,

FahrkartenautomatFahrkartenautomat

AutomatisierungAutomatisierung= Maschinen, Anlagen, Einrichtungen in die Lage

versetzen, selbsttätig zu arbeiten= Maschinen, Anlagen, Einrichtungen in die Lage

versetzen, selbsttätig zu arbeiten

Büroautomatisierung,Büroautomatisierung,

Verkehrsautomatisierung,Verkehrsautomatisierung,

Bahnautomatisierung,Bahnautomatisierung,

ProzessautomatisierungProzessautomatisierung


Automatisierung technischer ProzesseAutomatisierung technischer Prozesse

Prozessautomatisierungssystem =Prozessautomatisierungssystem =

technisches System mit technischem Prozess

+ Rechner- und Kommunikationssystem

+ Prozessbedienpersonal

technisches System mit technischem Prozess

+ Rechner- und Kommunikationssystem

+ Prozessbedienpersonal

Prozessautomatisierung =Prozessautomatisierung =


Aufbau eines Aufbau eines ProzessautomatiProzessautomati--sierungssystemssierungssystems

Rechner- und Kommunikations-system (beinhaltend z.B.speicherprogrammierbareSteuerungen (SPS), Industrie-PCs,Mikrocontroller, Bussysteme usw.

Technisches System (technischesProdukt oder technische Anlage),in welchem ein technischer Prozessabläuft

Menschen(Prozesspersonal) zur

Leitung und Bedienungdes technischenProzesses, sowiezum Eingreifen in

Ausnahmesituationen

Prozess-ergebnis

Prozessbe-einflussung

Signale zurSteuerung destechnischenProzesses

Signaleaus demtechnischenProzess


Unterschiedliche BetrachtungsweisenUnterschiedliche BetrachtungsweisenUnterschiedliche Betrachtungsweisen

Prozessautomatisierungssystem

Zielvorstellung ist Automatisierung der Vorgänge des technischenProzesses mit Hilfe von entsprechenden Informationsverarbeitungs-einheiten

Mensch gibt nur noch Wünsche an das Betriebsergebnis vor

Prozessautomatisierungssystem

Zielvorstellung ist Automatisierung der Vorgänge des technischenProzesses mit Hilfe von entsprechenden Informationsverarbeitungs-einheiten

Mensch gibt nur noch Wünsche an das Betriebsergebnis vor

Prozessleitsystem

Zielvorstellung ist Leitung des Ablaufs des technischen Prozessesdurch den Menschen, wobei er durch den automatisierten Ablaufeinzelner Vorgänge unterstützt wird

Leiten bedeutet Steuern und Regeln

Prozessleitsystem

Zielvorstellung ist Leitung des Ablaufs des technischen Prozessesdurch den Menschen, wobei er durch den automatisierten Ablaufeinzelner Vorgänge unterstützt wird

Leiten bedeutet Steuern und Regeln

Prozessinformatik

Zielvorstellung ist Automatisierungssoftwaresystem

Echtzeitsystem

Prozessinformatik

Zielvorstellung ist Automatisierungssoftwaresystem

Echtzeitsystem

Automatisierung des technischen Automatisierung des technischen Prozesses im VordergrundProzesses im Vordergrund

Bedienung im VordergrundBedienung im Vordergrund

RechnerRechner-- und und KommunikationsKommunikations--systemsystem im Vordergrundim Vordergrund


Unterscheidung nach Art der zu automatisierendentechnischen ProzesseUnterscheidung nach Art der zu automatisierendenUnterscheidung nach Art der zu automatisierendentechnischen Prozessetechnischen Prozesse

- Verfahrensprozessautomatisierung

- Fertigungsprozessautomatisierung

- Verfahrensprozessautomatisierung

- Fertigungsprozessautomatisierung

Unterscheidung nach Art des EinsatzesUnterscheidung nach Art des EinsatzesUnterscheidung nach Art des Einsatzes

- Produktautomatisierung

- Anlagenautomatisierung

- Produktautomatisierung

- Anlagenautomatisierung



Technischer Prozess


Echtzeitsystem


Technischer Prozess


Echtzeitsystem



Prozessautomatisierungssystem als EchtzeitsystemProzessautomatisierungssystem als EchtzeitsystemProzessautomatisierungssystem als Echtzeitsystem

Rechner- undKommunika-tionssystem

TechnischerProzess in einertechnischenAnlage

Sensorsignale

Steuersignale

Menschen

Uhrzeit Uhrzeit

äußereEinflüsse

BedienpersonalBedienpersonal

RechnerRechner-- und und KommunikationssystemKommunikationssystem

Technische ProzessTechnische Prozess


EchtzeitsystemEchtzeitsystemEchtzeitsystem

Definition: DIN 44300

Echtzeitbetrieb ist der Betrieb eines Rechnersystems, bei demProgramme zur Verarbeitung anfallender Daten ständig betriebs-bereit sind, derart, dass die Verarbeitungsergebnisse innerhalb einer vorgegebenen Zeitspanne verfügbar sind. Die Daten können je nach Anwendungsfall nach einer zufälligen,zeitlichen Verteilung oder zu bestimmten Zeitpunkten auftreten.

Definition:Definition: DIN 44300DIN 44300

EchtzeitbetriebEchtzeitbetrieb ist der Betrieb eines Rechnersystems, bei demProgramme zur Verarbeitung anfallender Daten ständig betriebsständig betriebs--bereitbereit sind, derart, dass die VerarbeitungsergebnisseVerarbeitungsergebnisse innerhalb einer vorgegebenen Zeitspanne verfügbarvorgegebenen Zeitspanne verfügbar sind. Die Daten können je nach Anwendungsfall nach einer zufälligen,zeitlichen Verteilung oder zu bestimmten Zeitpunkten auftreten.

Hardware/Softwaresystem

Datenempfang, Datenverarbeitung, Weitergabe der Daten an den Prozess innerhalb der definierten Zeitspanne

externe Ereignisse

Priorisierung der Bearbeitung

Hardware/Softwaresystem

Datenempfang, Datenverarbeitung, Weitergabe der Daten an den Prozess innerhalb der definierten Zeitspanne

externe Ereignisse

Priorisierung der Bearbeitung

Eigenschaften eines EchtzeitsystemEigenschaften eines EchtzeitsystemEigenschaften eines Echtzeitsystem


Anforderungen an EchtzeitsystemeAnforderungen an EchtzeitsystemeAnforderungen an Echtzeitsysteme

Rechtzeitigkeitzur richtigen Zeit reagieren

RechtzeitigkeitRechtzeitigkeitzur richtigen Zeit reagieren

Gleichzeitigkeitauf mehrere Dinge gleichzeitig reagieren

GleichzeitigkeitGleichzeitigkeitauf mehrere Dinge gleichzeitig reagieren

Verlässlichkeitzuverlässig, sicher, verfügbar

VerlässlichkeitVerlässlichkeitzuverlässig, sicher, verfügbar

Vorhersehbarkeitalle Reaktionen müssen planbar und deterministisch sein

VorhersehbarkeitVorhersehbarkeitalle Reaktionen müssen planbar und deterministisch sein

nicht zu früh, nicht zu spätnicht zu früh, nicht zu spät

parallele Abläufeparallele Abläufe

wichtiger Kaufgrundwichtiger Kaufgrund

nachvollziehbar im Fehlerfallnachvollziehbar im Fehlerfall



Technischer Prozess


Echtzeitsystem


Technischer Prozess


Echtzeitsystem



Eigenschaften von AutomatisierungsrechnernEigenschaften von Automatisierungsrechnern

Daten zeitgerecht erfassen, verarbeiten und ausgebenEin- und Ausgabe von Prozess-Signalen (elektrische Signale)Verarbeitung von Zahlen, Zeichen und Bits

Daten zeitgerecht erfassen, verarbeiten und ausgebenEin- und Ausgabe von Prozess-Signalen (elektrische Signale)Verarbeitung von Zahlen, Zeichen und Bits

Entwicklungslinien von AutomatisierungsrechnernEntwicklungslinien von Automatisierungsrechnern

Speicherprogrammierbare SteuerungenMikrocontrollerPersonal Computer (PC)Prozessleitsysteme

Speicherprogrammierbare SteuerungenMikrocontrollerPersonal Computer (PC)Prozessleitsysteme


Speicherprogrammierbare Steuerungen (SPS)Speicherprogrammierbare Steuerungen (SPS)

urspünglich Ersatz für Relais- und Schützensteuerung

(1-Bit-Rechner)

heute große Leistungspalette bis hin zur Steuerung großer

Maschinenverbunde

Programmierung durch spezielle Programmiergeräte mit Hilfe

von Kontaktplan oder über Funktionsplan

urspünglich Ersatz für Relais- und Schützensteuerung

(1-Bit-Rechner)

heute große Leistungspalette bis hin zur Steuerung großer

Maschinenverbunde

Programmierung durch spezielle Programmiergeräte mit Hilfe

von Kontaktplan oder über Funktionsplan


Mikrocontroller (EinMikrocontroller (Ein--ChipChip--Computer)Computer)

Hochintegrierte Bausteine

Einsatz für Massenprodukte

Aufbau ausStandard-MikroprozessorDatenspeicher/ ProgrammspeicherBus-Schnittstellen

Prozess-Signal-Schnittstellen

Programmierung über Entwicklungssysteme

Hochintegrierte Bausteine

Einsatz für Massenprodukte

Aufbau ausStandard-MikroprozessorDatenspeicher/ ProgrammspeicherBus-Schnittstellen

Prozess-Signal-Schnittstellen

Programmierung über Entwicklungssysteme


PersonalPersonal--Computer (PC)Computer (PC)

für rauhe Umgebung Einsatz von Industrie-PCs

einsteckbare Leiterplatten zum Anschluss von

elektrischen Prozess-Signalen

optischen Prozess-Signalen

Bussystemen

Programmierung in Hochsprache

Einsatz von Echtzeitbetriebssystemen

als einziges Betriebssystem

zusätzlich zu Standard-Betriebssystemen

für rauhe Umgebung Einsatz von Industrie-PCs

einsteckbare Leiterplatten zum Anschluss von

elektrischen Prozess-Signalen

optischen Prozess-Signalen

Bussystemen

Programmierung in Hochsprache

Einsatz von Echtzeitbetriebssystemen

als einziges Betriebssystem

zusätzlich zu Standard-Betriebssystemen


Prozessleitsysteme (PLS)Prozessleitsysteme (PLS)

Verteilte, über Bus-Systeme verbundene

Rechnersysteme

Einsatz von vorkonfektionierten, vom Hersteller des PLS

entwickelten Programmbausteinen

Konfigurierung durch Anwender

Kopplung mit SPS-Rechnern

Verteilte, über Bus-Systeme verbundene

Rechnersysteme

Einsatz von vorkonfektionierten, vom Hersteller des PLS

entwickelten Programmbausteinen

Konfigurierung durch Anwender

Kopplung mit SPS-Rechnern


1.2 Automatisierungsgrad und Rechner-einsatzarten

1.2 Automatisierungsgrad und Rechner1.2 Automatisierungsgrad und Rechner--einsatzarteneinsatzarten

Definition des AutomatisierungsgradesDefinition des Automatisierungsgrades

Bandbreite: Automatisierungsgrad nullbis vollautomatischer Betrieb

Bandbreite: Automatisierungsgrad nullbis vollautomatischer Betrieb

RechnereinsatzartenRechnereinsatzarten

off-line-Betrieb (Betrieb mit indirekter Prozesskopplung) mit demgeringsten Automatisierungsgrad

online-/open-loop-Betrieb (offen prozessgekoppelter Betrieb) füreinen mittleren Automatisierungsgrad

online-/closed-loop-Betrieb (geschlossener prozessgekoppelter Betrieb) für einen hohen Automatisierungsgrad

offoff--lineline--BetriebBetrieb (Betrieb mit indirekter Prozesskopplung) mit demgeringsten Automatisierungsgrad

onlineonline--//openopen--looploop--BetriebBetrieb (offen prozessgekoppelter Betrieb) füreinen mittleren Automatisierungsgrad

onlineonline--//closedclosed--looploop--BetriebBetrieb (geschlossener prozessgekoppelter Betrieb) für einen hohen Automatisierungsgrad


Betrieb einer Betrieb einer technischen Anlage technischen Anlage mit Prozesspersonal mit Prozesspersonal

undundBetriebsleitung Betriebsleitung

(ohne (ohne Rechnereinsatz)Rechnereinsatz)

Betriebsab-rechnung

BetriebsleitungAufträge

Anwen-dungenfür dieProzess-führung

Betriebs-protokoll

Prozess-personal

Steuer- undRegelgeräte

Hand-stell-geräte

Anzeigegeräteund Schreiber

Technische Anlage

keine keine AutomatiAutomati--sierungsierung


OffOff--lineline--EinsatzEinsatz eines eines Rechners (indirekt Rechners (indirekt

gekoppelter Betrieb)gekoppelter Betrieb)

Geringe Geringe AutomatiAutomati--sierungsierung, ,

keine keine Kopplung Kopplung

zum zum technischen technischen

ProzessProzess

Betriebsleitung Aufträge

Prozess-personal


Hand-stell-geräte

Anzeigegeräteund Schreiber

Technische Anlage

Off-line-Rechner Anwei-

sungenfür dieProzess-führung

Betriebs-protokoll

Eingabe,Betriebsarten,Anweisungen

Eingaben desBetriebs-protokolls


OnOn--lineline--//OpenOpen--looploop--BetriebBetrieb

eines eines RechnersystemsRechnersystems

Mittlere Mittlere Automatisierung,Automatisierung,Datenerfassung Datenerfassung

vom technischen vom technischen ProzessProzess

BetriebsleitungAufträge

Prozess-personal


Hand-stell-geräte

Technische Anlage

Betriebs-protokoll

Anweisungen

Betriebs-überwachung

Rechner-System

Warte


Aufträge

Technische Anlage

Betriebs-protokoll

Rechner- und Kommunikationssystem

NotsteuerungNotinstrumente

Betriebsleitungund Überwachung

OnOn--lineline--//closedclosed--looploop--BetriebBetrieb eines eines

RechnersystemsRechnersystems

Hohe Hohe AutomatiAutomati--sierungsierung, ,

Datenerfassung Datenerfassung und und

Beeinflussung Beeinflussung des technischen des technischen

ProzessesProzesses


Arten von Automatisierungssystemen

Produktautomatisierung

Anlagenautomatisierung




1.3 Automatisierung technischer Produkteund Anlagen

1.3 Automatisierung technischer Produkte1.3 Automatisierung technischer Produkteund Anlagenund Anlagen


Arten von AutomatisierungssystemenArten von AutomatisierungssystemenArten von Automatisierungssystemen

ProduktautomatisierungProduktautomatisierung

AnlagenautomatisierungAnlagenautomatisierung

Prozessautomatisierungssyteme, bei denen der technische Prozess in einem Gerät oder einer einzelnen Maschine abläuft.

Prozessautomatisierungssyteme, bei denen der technische Prozess in einem Gerät oder einer einzelnen Maschine abläuft.

hohe Stückzahlenhohe Stückzahlen

Prozessautomatisierungssysteme, bei denen der technische Prozessaus einzelnen Teilvorgängen (Teilprozessen) besteht, die auf größeren, z.T. auch räumlich ausgedehnten technischen Anlagen ablaufen.

Prozessautomatisierungssysteme, bei denen der technische Prozessaus einzelnen Teilvorgängen (Teilprozessen) besteht, die auf größeren, z.T. auch räumlich ausgedehnten technischen Anlagen ablaufen.

EinmalsystemeEinmalsysteme


Beispiele für die beiden Arten von Prozessautomati-sierungssystemen

Beispiele für die beiden Arten von Prozessautomati-sierungssystemen

Beispiele für Produkte bei der Pro-duktautomatisierung

Beispiele für technische Anlagen beider Anlagenautomatisierung

HeizungssystemeWaschmaschinenNähmaschinenKüchengeräte (z.B. Spülmaschinen,Mikrowellengeräte usw.)Fernsehgeräte, RadiosFilmkamerasAlarmanlagenSpielzeugeNavigationssystemeAnrufbeantworterMusikinstrumenteWerkzeugmaschinenMessgeräteKraftfahrzeuge mit den TeilsystemenMotor, Getriebe, ABS, Abstands-warnsystem, Fahrtplanung usw.usw.

Kraftwerksanlagen (Dampferzeuger,Turbinen, Generatoren)EnergieversorgungsnetzeHochregallagerPaketverteilanlagenChemische ReaktorenVerfahrenstechnische AnlagenStahlerzeugungsanlagenWalzwerksanlagenSchienenverkehrssysteme(Fernbahnen,Stadtbahnen, U-Bahnen)Straßenverkehrs-Ampel-AnlagenGasversorgungsanlagenKlär- und WasserwerkeGebäude- und haustechnischeAnlagenLabors und PrüffelderUmwelt-Messanlagenusw.








Automatisierung technischer ProdukteAutomatisierung technischer Produkteund Anlagenund Anlagen


Struktur eines Prozessautomati-sierungssystems

bei einer einfachen

Produktautomati-sierung

Struktur eines Struktur eines ProzessautomatiProzessautomati--sierungssystemssierungssystems

bei einer bei einer einfachen einfachen

ProduktautomatiProduktautomati--sierungsierung

Beispiel: Beispiel: KüchengerätKüchengerät

Technisches Produkt

Benutzerbzw.

Bediener

Mikrocontroller

Sollw

erte

Anz

eige

n

Stel

lgrö

ßen

Proz

esse

rgeb

niss

e


Struktur eines Prozess-automati-sierungs-

systems bei einer

komplexen Produkt-automati-sierung

Struktur eines Struktur eines ProzessProzess--automatiautomati--sierungssierungs--

systemssystems bei bei einer einer

komplexen komplexen ProduktProdukt--automatiautomati--sierungsierung

Beispiel: Beispiel: KraftfahrKraftfahr--

zeugzeug--elektronikelektronik

Benutzerbzw.

Bediener

Mikro-controller

Mikro-controller

1

Mikro-controller

2

Mikro-controller

n

Teilsystem1

Teilsystem2

Teilsystemn

Bus-System

Technisches Produkt


Kennzeichnende Kriterien bei der ProduktautomatisierungKennzeichnende Kriterien bei der Produktautomatisierung

Technischer Prozess in einem Gerät oder einer Maschine

Dedizierte Automatisierungsfunktionen

Automatisierungscomputer in Form von Mikrocontrollern oder SPS

Wenige Sensoren und Aktoren

Automatisierungsgrad 100%, on-line/closed-loop Betrieb

Sehr große Stückzahlen (Serien- oder Massenprodukte)

Die Engineering- und Softwarekosten spielen eine unter-geordnete Rolle, da sie durch die Stückzahl zu dividieren sind

einfacheinfach








Automatisierung technischer ProdukteAutomatisierung technischer Produkteund Anlagenund Anlagen


Struktur eines Struktur eines ProzessProzess--

automatisierungsautomatisierungs--systemssystems für eine für eine

größere größere technische Anlagetechnische Anlage

Leit-Rechner PC PC

SPS SPS SPS

Fabrik-Bus

Beobachtung,Bedienung,Protokollierung

Ebene 3

Anlagen-Bus

Ebene 2

Feldbus Feldbus

Ebene 1

Teil-anlage

Teil-anlage

Teil-anlage

Technische Anlage


KennzeichendeKennzeichende Kriterien bei der AnlagenautomatisierungKriterien bei der Anlagenautomatisierung

Technischer Prozess in einer - oft räumlich ausgedehnten-industriellen Anlage

Umfangreiche und komplexe Automatisierungsfunktionen

Als Automatisierungs-Computersysteme werden SPS-, PC-oder Prozessleitsysteme verwendet

Sehr viele Sensoren und Aktoren

Mittlerer bis hoher Automatisierungsgrad

Einmal-Systeme

Die Engineering- und Softwarekosten sind für die Gesamtkostenentscheidend


Technische Bestandteile

Sensoren und Aktoren

Kommunikationssystem

Automatisierungs-Computersystem

Automatisierungs-Softwaresystem






1.4 Bestandteile eines Prozess1.4 Bestandteile eines Prozess--automatisierungssystemsautomatisierungssystems

Prozessautomatisierung I § 1 Was heißt Prozessautomatisierung? 41Technische Bestandteileeines Prozessauto-matisierungssystems

zu automatisierendestechnisches System(Automatisierungsobjekt)

Einrichtungen, die für dieAutomatisierung erforderlichsind (Automatisierungssystem)

technischesProdukt

technischeAnlage

Schnittstellen zumtechnischen Prozess:Sensoren und Aktoren

Einrichtungen fürdie Mensch-Prozess -Kommunikation

fest ver-drahteteEinzelgeräte

Kommunikations-system

prozessnahesKommunikations-system(Feldbus)

Bussystemzur Kommunikationzwischen denAutomatisierungs-Computern


Hardware-system(Gerätesystem)


Rechner-Hardware

Prozess-peripherie

Anwender-Software

System-Software

Technische Technische BestandteileBestandteile












Bestandteile eines ProzessBestandteile eines Prozess--automatisierungssystemsautomatisierungssystems


SensorenSensorenSensoren

Erfassung von Informationen über dem Verlauf von ProzessgrößenMesswertgeber, FühlerUmformung in elektrische bzw. optische Signale

Erfassung von Informationen über dem Verlauf von ProzessgrößenMesswertgeber, FühlerUmformung in elektrische bzw. optische Signale

Beispiele: Temperatur,Beispiele: Temperatur,Druck,Druck,GeschwindigkeitGeschwindigkeit

AktorenAktorenAktoren

Umsetzung von Steuerungsinformationen zur Beeinflussung vonProzessgrößenStellglieder

Umsetzung von Steuerungsinformationen zur Beeinflussung vonProzessgrößenStellglieder

Beispiele:Beispiele: Relais,Relais,Magnete,Magnete,StellmotorenStellmotoren














Kommunikationssystem bei der Produkt-automatisierung

Kommunikationssystem bei der ProduktKommunikationssystem bei der Produkt--automatisierungautomatisierung

einfache Produkte

wenig Sensoren und Aktorenkurze Leitungen

einfache Produkte

wenig Sensoren und Aktorenkurze Leitungen

komplexe Produkte

Kommunikation zwischen Teilsystemen über Bus-SystemBeispiele: CAN-Bus, Interbus-S

komplexe Produkte

Kommunikation zwischen Teilsystemen über Bus-SystemBeispiele: CAN-Bus, Interbus-S


Kommunikationssystem bei der AnlagenautomatisierungKommunikationssystem bei der AnlagenautomatisierungKommunikationssystem bei der Anlagenautomatisierung

viele Sensoren und Aktoren weit verteilt

viele Automatisierungscomputer weit verteilt

viele Sensoren und Aktoren weit verteilt

viele Automatisierungscomputer weit verteilt

Kommunikationsaufgaben auf mehreren EbenenKommunikationsaufgaben auf mehreren EbenenKommunikationsaufgaben auf mehreren Ebenen

Feldbussystem

Anlagen-Bus (Prozess-Bus)

Fabrik-Bus

Feldbussystem

Anlagen-Bus (Prozess-Bus)

Fabrik-Bus














AutomatisierungsAutomatisierungs--ComputersystemComputersystem

Speicherprogrammierbare Steuerung (SPS)Speicherprogrammierbare Steuerung (SPS)


MikrocontrollerMikrocontroller


Personal Computer (PC) bzw. Industrie-PC (IPC) Personal Computer (PC) bzw. Industrie-PC (IPC)


Prozess-leitsystemProzessProzess--leitsystemleitsystem

Anzeige- undBedien-

komponenteABK

Engineering-station

ES

Anzeige- undBedien-

komponenteABK

ProzessnaheKomponente

PNK


PNK


PNK

Betriebs-Leitrechner

Sensoren undAktoren

Feldbus Feldgeräte

redundanter herstellerspezifischer Systembus

Betriebs-bus














Automatisierungs-SoftwaresystemAutomatisierungsAutomatisierungs--SoftwaresystemSoftwaresystem

Menge aller Programme, die zur Ausführung der Automatisierungs-aufgaben erforderlich sind, inklusive ihrer Dokumentation

Menge aller Programme, die zur Ausführung der Automatisierungs-aufgaben erforderlich sind, inklusive ihrer Dokumentation

Trennung zwischen ausführenden und organisatorischen bzw. verwaltenden AufgabenbereichenTrennung zwischen ausführenden und organisatorischen bzw. verwaltenden Aufgabenbereichen

ausführende Programme (Anwendungssoftware)ausführende Programme (Anwendungssoftware)

Messwerte einlesenMesswerte einlesen

StellgrößenberechnungStellgrößenberechnung

organisierende und verwaltende Programme (Betriebssoftware oder Systemsoftware)organisierende und verwaltende Programme (Betriebssoftware oder Systemsoftware)

TreiberprogrammeTreiberprogramme

BetriebssystemBetriebssystem


Programme zurOrganisation desAblaufs der An-wenderprogramme

Programme zurSteuerung derPeripheriegeräte

Programme zurOrganisation desDatenverkehrs mitExternspeichern

Programme für denDialog Mensch-Rechner

Übersetzungs-Programme

Laufzeit-Programme

Programme fürProzessgrößen-Erfassung

Programme fürProzessüber-wachung

Programme fürProzess-Steuerung

Programme fürProzess-Regelung

Programme fürProzess-Optimierung und-Führung

Programme fürProzess-Schutzund -Sicherung

B e

t r i

e b

s s

y s

t e

m

SYSTEMPROGRAMMEANWENDERPROGRAMME


Ebenenmodell bei der Führung technischer ProzesseEbenenmodell bei der Führung technischer ProzesseEbenenmodell bei der Führung technischer Prozesse

StrategischeEbene

Aktionsfeld

Dis-positiveEbene

TaktischeEbene

Hierarchie-Ebenen

operativeEbene

LangfristigeVertriebspolitik

Vertriebs-Planung

Vertriebs-Taktik

Verkaufshandlungen

Markt

Ebenen im Vertrieb

Unternehmens-führungs-Ebene

Produktionsleitebene,Betriebsleitebe

Prozessleitebene

Ebene des Messens,Steuerns, Regelns vonProzessgrößen(Prozessgrößenebene)

Technischer Prozessin einemtechnischen System

Ebenen einesUnternehmens

1.5 Ebenen der Prozessführung und Automatisierungsfunktionen1.5 Ebenen der Prozessführung und Automatisierungsfunktionen1.5 Ebenen der Prozessführung und Automatisierungsfunktionen


Zeitliche Anforderungen auf den verschiedenen leittechnischen Ebenen

Zeitliche Anforderungen auf den Zeitliche Anforderungen auf den verschiedenen leittechnischen Ebenenverschiedenen leittechnischen Ebenen

Prozessleitebene:Prozessleitebene:

Auswirkungen im BereichMonate-Jahre

Auswirkungen im BereichTage-Wochen-Monate

Auswirkungen im BereichMinuten-Stunden

Auswirkungen im BereichMikrosekunden-Sekunden

Unternehmensführungsebene:Unternehmensführungsebene:

Betriebs-/Produktionsleitebene:Betriebs-/Produktionsleitebene:

Prozess-Signalebene:Prozess-Signalebene:


Automati-sierungs-funktionen

AutomatiAutomati--sierungssierungs--funktionenfunktionen

Kostenanalysen,statistischeAuswertungen

BetriebsablaufplanungKapazitäts-OptimierungAuswertung der Prozess-ergebnisse

Prozess-Überwachung,An- und Abfahren,Störungsbehandlung,Prozessführung,Prozess-Sicherung

Messen, Steuern, Stellen,Regeln, Verriegeln,Not-Bedienenvon Prozessgrößen,Abschalten, Schutz

Erfassung und Beein-flussung von Prozess-größen mit Sensorenund Aktoren

Unternehmens-führungs-Ebene

Produktions-bzw. Betriebs-leitebene

Prozess-leitebene

Prozessgrößen-Ebene

Feldebene

Ebenen einesUnternehmens

Automatisierungs-funktionen


1.6 Grundtypen von Vorgängen in technischen Systemen1.6 Grundtypen von Vorgängen in technischen Systemen1.6 Grundtypen von Vorgängen in technischen Systemen

Gebräuchliche Klassifizierungsverfahren für technische Prozesse

Klassifizierung nach Vorgängen, bei denen bestimmte Arten von Prozessgrößen vorkommen

Kontinuierliche, sequentielle und objektbezogene Vorgänge

Klassifizierung technischer Prozesse nach den dominierenden Typen von Vorgängen

Graphische Darstellung technischer Prozesse

Gebräuchliche Klassifizierungsverfahren für technische Prozesse

Klassifizierung nach Vorgängen, bei denen bestimmte Arten von Prozessgrößen vorkommen

Kontinuierliche, sequentielle und objektbezogene Vorgänge

Klassifizierung technischer Prozesse nach den dominierenden Typen von Vorgängen

Graphische Darstellung technischer Prozesse


Klassifizierungsverfahren für technische ProzesseKlassifizierungsverfahren für technische ProzesseKlassifizierungsverfahren für technische Prozesse

Unterscheidung nach Art des umgeformten odertransportierten MediumsUnterscheidung nach Art des umgeformten oderUnterscheidung nach Art des umgeformten odertransportierten Mediumstransportierten Mediums

MaterialprozesseBsp.: Chemische Stahlerzeugungsprozesse

EnergieprozesseBsp.: Wärmeenergieprozesse,

elektrische Energieprozesse

InformationsprozesseBsp.: Telefonvermittlungssysteme

MaterialprozesseBsp.: Chemische Stahlerzeugungsprozesse

EnergieprozesseBsp.: Wärmeenergieprozesse,

elektrische Energieprozesse

InformationsprozesseBsp.: Telefonvermittlungssysteme


Unterscheidung nach Art der Einwirkung im Sinne einerUmformung, eines Transports oder einer Speicherung

Unterscheidung nach Art der Einwirkung im Sinne einerUnterscheidung nach Art der Einwirkung im Sinne einerUmformung, eines Transports oder einer SpeicherungUmformung, eines Transports oder einer Speicherung

ErzeugungsprozesseBsp.: Energieerzeugung

VerteilungsprozesseBsp.: Gasverteilungsprozesse

AufbewahrungsprozesseBsp.: Lagerprozesse

ErzeugungsprozesseBsp.: Energieerzeugung

VerteilungsprozesseBsp.: Gasverteilungsprozesse

AufbewahrungsprozesseBsp.: Lagerprozesse


Unterscheidung nach Art der stofflichen Umwandlungoder des Transports

Unterscheidung nach Art der stofflichen UmwandlungUnterscheidung nach Art der stofflichen Umwandlungoder des Transportsoder des Transports

Verfahrenstechnische ProzesseBsp.: physikalisch-chemische Umwandlung von Stoffen

Fertigungstechnische ProzesseBsp.: geometrische Gestaltgebung durch spanende oder

spanlose Formgebung, Fügen von Werkstücken

Fördertechnische ProzesseBsp.: Transport von Stoffen

Verfahrenstechnische ProzesseBsp.: physikalisch-chemische Umwandlung von Stoffen

Fertigungstechnische ProzesseBsp.: geometrische Gestaltgebung durch spanende oder

spanlose Formgebung, Fügen von Werkstücken

Fördertechnische ProzesseBsp.: Transport von Stoffen


Klassifizierung nach Vorgängen, bei denen bestimmte Arten von Klassifizierung nach Vorgängen, bei denen bestimmte Arten von Prozessgrößen vorkommenProzessgrößen vorkommen

Unterscheidung nach Art der auftretenden Prozessgrößen (Prozessvariable)

Unterscheidung nach Art der auftretenden Prozessgrößen (Prozessvariable)

Prozessgrößen, die dem zeitlichen Verlauf physikalischer Zustandsgrößen eines technischen Prozesses zugeordnet werden, kontinuierlicher oder stückweise kontinuierlicher Wertebereich

Bsp.: Temperaturen in einem Heizungssystem

Prozessgrößen, die dem zeitlichen Verlauf physikalischer Zustandsgrößen eines technischen Prozesses zugeordnet werden, kontinuierlicher oder stückweise kontinuierlicher Wertebereich

Bsp.: Temperaturen in einem Heizungssystem

Prozessgrößen, die einzelnen diskreten Prozesszuständen zugeordnet werden,

physikalische Größen mit kontinuierlichem Wertebereich, die die Prozesszustände kennzeichnen,

binäre Prozessgrößen, die den Zustandsübergängen, d.h. den Ereignissen der Zustandswechsel zugeordnet werden

Prozessgrößen, die einzelnen diskreten Prozesszuständen zugeordnet werden,

physikalische Größen mit kontinuierlichem Wertebereich, die die Prozesszustände kennzeichnen,

binäre Prozessgrößen, die den Zustandsübergängen, d.h. den Ereignissen der Zustandswechsel zugeordnet werden


Prozessgrößen, die einzeln identifizierbaren Objekten zugeordnet werden,

physikalische Größen mit kontinuierlichem WertebereichBsp.: Temperatur einer Bramme im Walzwerk, Abmessungen eines

Ersatzteils im Lager

Kennnummern, d.h. nicht-physikalische GrößenBsp.: Typ, Bauart, Verwendungszweck, Lagernummer

Prozessgrößen, die einzeln identifizierbaren Objekten zugeordnet werden,

physikalische Größen mit kontinuierlichem WertebereichBsp.: Temperatur einer Bramme im Walzwerk, Abmessungen eines

Ersatzteils im Lager

Kennnummern, d.h. nicht-physikalische GrößenBsp.: Typ, Bauart, Verwendungszweck, Lagernummer


Definition von drei Arten von Vorgängen intechnischen Prozessen

Definition von drei Arten von Vorgängen inDefinition von drei Arten von Vorgängen intechnischen Prozessentechnischen Prozessen

kontinuierliche Vorgänge, dynamische Vorgänge

continuous processes

sequentielle Vorgänge oder Folgevorgänge

sequential processes, discrete event type processes

objektbezogene Vorgänge oder Stück(gut)vorgänge

discrete object type processes

kontinuierliche Vorgänge, dynamische Vorgänge

continuous processes

sequentielle Vorgänge oder Folgevorgänge

sequential processes, discrete event type processes

objektbezogene Vorgänge oder Stück(gut)vorgänge

discrete object type processes


Kontinuierliche Vorgänge in technischen ProzessenKontinuierliche Vorgänge in technischen ProzessenKontinuierliche Vorgänge in technischen Prozessen

Kennzeichen Vorgänge, bei denen zeitabhängigekontinuierliche Prozessgrößen auftreten

Prozessgrößen physikalische Größen mit (zumindest stück-weise) kontinuierlichem Wertebereich

Beispiele Erzeugungsvorgänge,Umformungsvorgänge,Bewegungsabläufe usw.

mathematischeModelle

Differentialgleichungen (Zeit als unabhängigeVariable), Übertragungsfunktionen


Sequentielle Vorgänge in technischen ProzessenSequentielle Vorgänge in technischen ProzessenSequentielle Vorgänge in technischen Prozessen

Kennzeichen Vorgänge, bei denen Folgen von verschiede-nen, unterscheidbaren Prozesszuständen auf-treten

Prozessgrößen binäre Signale, die das Eintreten der diskretenProzesszustände melden oder bewirken, sowiekontinuierliche physikalische Größen, die denProzesszuständen zugeordnet sind

Beispiele Folgen von Prozesszuständen beim An- oderAbfahren einer Turbine, Folgen von Zuständenbei der Fahrt eines Aufzugs, Folgen von Zu-ständen bei der Fertigung mit Werkzeugmaschi-nen, Folgen von Prüfvorgängen bei derGeräteprüfung in einem Prüffeld

Modelle Flussdiagramm, Funktionspläne nach DIN40719, Zustandsmodelle, Petri-Netze


Objektbezogene Vorgänge in technischen ProzessenObjektbezogene Vorgänge in technischen ProzessenObjektbezogene Vorgänge in technischen Prozessen

Kennzeichen Vorgänge, bei denen einzeln identifizierbareObjekte umgeformt, transportiert oder ge-speichert werden

Prozessgrößen physikalische Größen mit kontinuierlichemWertebereich oder nichtphysikalische Größen(wie z.B. Typ, Bauart, Verwendungszweck,Lager-Nr. usw.), die den Objekten zugeord-net sind, sowie binäre Prozesszustände, dieZustandsänderungen von Objekten meldenoder auslösen

Beispiele Vorgänge bei der Fertigung von Teilen, Ver-kehrsvorgänge, Lagervorgänge,Informationsvorgänge in Rechnern

Modelle Simulationsmodelle, Warteschlangenmodelle,Zustandsmodelle, Petri-Netze


Zuordnung von Typen von Vorgängen zu technischen ProduktionsprozessenZuordnung von Typen von Vorgängen zu technischen Zuordnung von Typen von Vorgängen zu technischen ProduktionsprozessenProduktionsprozessen

TechnischeProduktionsprozesse

Typen von Vorgängen

energietechnischeProzesse

kontinuierliche Vorgänge,sequentielle Vorgänge

verfahrenstechnischeProzesse

kontinuierliche Vorgänge,sequentielle Vorgänge

fertigungstechnischeProzesse

kontinuierliche Vorgänge,sequentielle Vorgänge,objektbezogene Vorgänge

fördertechnischeProzesse

kontinuierliche Vorgänge,sequentielle Vorgänge,objektbezogene Vorgänge


Energietechnische ProzesseEnergietechnische Prozesse

Bsp.:Bsp.: Erzeugung elektrischer Energie in einem TurbogeneratorErzeugung elektrischer Energie in einem Turbogenerator

kontinuierliche Vorgänge

Anfahren des Prozesses als sequentieller Vorgang

Verfahrenstechnische ProzesseVerfahrenstechnische Prozesse

Bsp.:Bsp.: ChargenprozesseChargenprozesse

Einzelvorgänge sind kontinuierliche Prozesse

Aufeinanderfolge der Einzelvorgänge ist einsequentieller Vorgang


Fertigungstechnische ProzesseFertigungstechnische Prozesse

Bsp.:Bsp.: Herstellung eines DrehteilsHerstellung eines Drehteils

Transportvorgang eines Rohlings ist ein objektbezogener Vorgang

Fertigungsablauf wie “Rohling einspannen”, “Reitstockvorfahren”, usw. ist ein sequentieller Vorgang

Zerspanungsvorgang beim Abdrehen ist ein kontinuierlicher Vorgang


Klassifizierung technischer Prozesse nachden dominierenden Typen von Vorgängen

Klassifizierung technischer Prozesse nachKlassifizierung technischer Prozesse nachden dominierenden Typen von Vorgängenden dominierenden Typen von Vorgängen

Prozessklassen:

Fließprozesse (kontinuierliche Prozesse)

Folgeprozesse (sequentielle Prozesse)

Stückprozesse (objektbezogene Prozesse)

Prozessklassen:

Fließprozesse (kontinuierliche Prozesse)

Folgeprozesse (sequentielle Prozesse)

Stückprozesse (objektbezogene Prozesse)


Klasse dertechnischen

Prozesse

dominierenderTyp von Vor-

gängen

Beispiele

Fließprozesse kontinuierlicheVorgänge

Energieerzeugung imKraftwerk,

Stahlerzeugung,chemischer Prozess,

HeizungsprozessFolgeprozesse sequentielle

VorgängeAn- und Abfahrprozesse,

Chargenprozesse,Fertigungsprozesse,

PrüfprozesseStück(gut)-Prozesse

objektbezogeneVorgänge

Warentransportprozesse,Lagerprozesse,

Verkehrsprozesse


Graphische Darstellung technischerProzesse

Graphische Darstellung technischerGraphische Darstellung technischerProzesseProzesse

Fließbild

ähnlich wie Blockbilder der Regelungstechnik

Verfahren bzw. Verfahrensabschnitte sind Rechtecke

Linien mit Pfeil stellen den Informations- oder Stofffluss dar

Bündel von Verbindungen als Doppel-Linie mit Pfeil

Fließbild

ähnlich wie Blockbilder der Regelungstechnik

Verfahren bzw. Verfahrensabschnitte sind Rechtecke

Linien mit Pfeil stellen den Informations- oder Stofffluss dar

Bündel von Verbindungen als Doppel-Linie mit Pfeil


Beispiel eines Fließbildes zur graphischen Darstellung einesBeispiel eines Fließbildes zur graphischen Darstellung eineschemischen Prozesseschemischen Prozesses

Zerkleinern

Lösen Reaktion TrennenEinsatz-stoffgelöst

Zwischen-produkt

Lösungs-mittel

Endprodukt

Zusatzstoffzerkleinert

Zusatzstoffunzer-kleinert

Einsatz-stoff

Lösungs-mittel


Informations-/stofforientierte DarstellungInformations-/stofforientierte Darstellung

Informationen/Stoffe als KreiseVerfahren/Funktionen werden an den Verbindungslinien angegebenInformationen/Stoffe als KreiseVerfahren/Funktionen werden an den Verbindungslinien angegeben

Beispiel einer informations-/stofforientierten Darstellung eines chemischen Prozesses

Zwischen-Produkt

Zusatz-stoff

unzer-kleinert

Einsatz-stoff

Lösungs-mittel

Einsatz-stoff-gelöst

Zusatz-stoff zer-kleinert

Zerkleinern

Lösen

Lösen

Reaktion

Reaktion

Lösungs-mittel

End-produkt

Trennen

Trennen


PhasenmodelldarstellungPhasenmodelldarstellung

Mischung von Fließbild und informations-/stofforientierter DarstellungMischung von Fließbild und informations-/stofforientierter Darstellung

Darstellung eines aus Teilprozessen bestehenden Produktionsprozesses(Phasenmodell)

Zusatz-stoff

Einsatz-stoff

Lösungs-mittel

Teil-prozess

"Zer-kleinern"

Teil-prozess"Lösen"

ReaktionZwi-

schen-produkt

Trennen

Zusatz-stoff

zerklei-nert

Einsatz-stoff

gelöst

Lösungs-mittel

End-produkt


Beispiel für die Beschreibung eines technischen Prozesses durch ein einfaches Fließbild, ein Verfahrensfließbild und ein Rohrleitungs- und Instrumenten-Fließbild






1.7 Beispiele für Prozessautomatisierungssysteme1.7 Beispiele für Prozessautomatisierungssysteme


Automatisierungssystem einer kommerziellenAutomatisierungssystem einer kommerziellenWäschereimaschineWäschereimaschine

RI-FließbildRI-Fließbild

Trommel

M

Dampf - oderElektroheizung

weich kalt

weich heiß

hart kalt

A B C Tank

Kanal

Dosierpumpe Wasserpumpe

Einspülbehälter

Flusensieb


BlockschaltbildBlockschaltbild

Mikrorechner

Mensch-Prozess-Kommunikation

Chipkarten-Schnittstelle

Eingabe- undAnzeigemodul

Programmsystem 1:Auswertung & Bedienung

Programmsystem 2:Reglung und Überwachung

Sensorik Aktorik

Tem

pera

tur

Fülls

tand

Unw

ucht

Türp

ositi

on

Vent

il 1

Vent

il n

Tank

vent

il

Mot

or

Pum

pe

Hei

zung

Technischer Prozess in dem technischenSystem "Wäschereimaschine"

Anwender

Automatisierungssystem






1.7 Beispiele für Prozessautomatisierungssysteme1.7 Beispiele für Prozessautomatisierungssysteme


Automatisierungssystem einer HeizungsAutomatisierungssystem einer Heizungs-- und und BrauchwasserbereitungsanlageBrauchwasserbereitungsanlage

Heizkörper in Raum 1 Heizkörper in Raum N

NT-Heizkessel

Umwälz-pumpe

Heizöl-zufuhr

Brauch-wasserspeicher

Brauchwasser

Ladepumpe

Kaltwas-serzufuhr

Gebläse-brenner

Abgasklappe

Schornstein

RI-Fließbild


Block-schaltbild

T E C H N I S C H E R P R O Z E S Sbestehend aus den thermischen Vorgängendes Geäudesystems und den Vorgängen indem NT-Heizungssystem

" S E N S O R I K "Fühler (Sensoren)zur Erfassung derProzessgrößen

Rau

mte

mpe

ratu

r N

Rau

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r 1

Öls

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Abg

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Um

wäl

zpum

pe

Lade

pum

pe

Geb

läse

bren

ner

Abg

askl

appe

Haus-bewohner

Einrichtungenzur Mensch-Prozess-Kommunikation

Programmsystem 1"Regelung- und-Überwachung"

Hardware 1

Programmsystem 2"Auswertung- und-Bedienung"

Hardware 2

Computer 1(SPS)

Computer 2(SPS)

" A K T O R I K "Stellglieder (Aktoren)zur Beeinflussung destechnischen Prozesses

Automatisierungssystem


Beabsichtigte (positive) Auswirkungen der ProzessautomatisierungBeabsichtigte (positive) Auswirkungen der Prozessautomatisierung

einfachere und bequemere HandhabungAutomatisierung einer WaschmaschineAutomatisierung einer Heizungsanlage

Erzeugung besserer, billigerer, gleichmäßiger Produkte mit weniger Arbeitseinsatz

Automatisierung chemischer Verfahrensanlagen

Verringerung der Gefährdung von MenschenABS-SystemAutomatisierung Verkehrssysteme, wie induktive Zugsicherung, automatische Schranken

Humanisierung von ArbeitsbedingungenAutomatisierung Lackiererei, Gießerei

Sicherung von Arbeitsplätzen durch Verbesserung der Wettbewerbs-fähigkeit

Einsatz von Robotern in der Automobil-Fertigung

1.8 Auswirkung der Prozessautomatisierung auf Mensch,1.8 Auswirkung der Prozessautomatisierung auf Mensch, Gesellschaft Gesellschaft und Umweltund Umwelt


Unbeabsichtigte (negative) Auswirkungen der ProzeßautomatisierunUnbeabsichtigte (negative) Auswirkungen der Prozeßautomatisierungg

Freisetzen von Arbeitskräften kann zu Arbeitslosigkeit führenEinsatz von Robotern in der Fertigung

Berufliche Umstrukturierung von Arbeitsplätzen durch die Veränderung von Arbeitsabläufen und Arbeitsinhalten

Niedriger-/Höherqualifizierung von ArbeitsplätzenWegfall von HilfsarbeitenZunahme von Dienstleistungsberufen

Verringerung der menschlichen KontakteEinführung von Fahrkarten- und Auskunftsautomaten

Erhöhung des Stresses und Verringerung von entspannenden Tätigkeiten

Automatisierung von Prüffeldern

Überforderung in schwierigen Situationensicherheitskritische Entscheidungen in einem Kernkraftwerk


Verantwortung des AutomatisierungsVerantwortung des Automatisierungs--IngenieursIngenieursfür die Auswirkung der Prozessautomatisierungfür die Auswirkung der Prozessautomatisierung

Direkte, unmittelbare Verantwortung

Schäden in von ihm entworfenen Prozessauto-matisierungssystemen

Verletzung von anerkannten Bestimmungen undRegeln der Technik (VDE-Bestimmungen usw.)

Sicherheit der Automatisierungssysteme

Direkte, unmittelbare Verantwortung

Schäden in von ihm entworfenen Prozessauto-matisierungssystemen

Verletzung von anerkannten Bestimmungen undRegeln der Technik (VDE-Bestimmungen usw.)

Sicherheit der Automatisierungssysteme

Indirekte, mittelbare Verantwortung

unbeabsichtigte Nebenwirkungen

Indirekte, mittelbare Verantwortung

unbeabsichtigte Nebenwirkungen


Dilemma: Abwägung Nutzen/Schaden

Prozessautomatisierung hat Auswirkungen auf

MenschenGesellschaftUmweltEnergie und Rohstoffe

wichtig: Verantwortungsbewusstsein des Automatisierungs-Ingenieurs

wichtig:wichtig: Verantwortungsbewusstsein des Verantwortungsbewusstsein des AutomatisierungsAutomatisierungs--IngenieursIngenieurs

1.1 1.1 Definition eiDefinition eininiger Grundbegriffeger ... · zusätzlich zu...

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