Prof. Dr.-Ing. Berend Brouer, FB Maschinenbau und Produktion, Labor für Steuerungs- und Regelungstechnik, Fachhochschule Hamburg

Für fast alle Arbeitsvorgänge im industriellen Alltag lassen sich heute Maschinen einsetzen. Jedoch ist es nicht so sehr die Maschine allein, die den Fortschritt vorantreibt, sondern mehr noch ihre zweckvolle Einbindung in die gesamte technische Anlage. Der Kunde fragt daher weniger nach den Einzelkomponenten, ihn interessiert vielmehr, ob die Gesamtfunktion des technischen Prozesses erfüllt wird. Dies wird erst durch entsprechende Einrichtungen der Steuerungs- und Regelungstechnik gewährleistet. Die Steuerung gehört daher heute notwendigerweise zum Lieferumfang einer Anlage hinzu. Konzeption und Aufbau von Steuerungen sind durch die Weiterentwicklung der speicherprogrammierbaren Systeme, durch den Einsatz des Computers und die Einführung genormter Feldbusse übersichtlicher und anwenderfreundlicher geworden. Immer weniger kommt der Schraubenschlüssel oder der Lötkolben zum Einsatz, immer mehr geht es um die richtige Auswahl von System-Bausteinen und ihre passende Verknüpfung durch Software-Elemente. Der Maschinenbauer muss daher die Grundlagen der modernen Steuerungstechnik beherrschen und er muss in der Lage sein, die Sprache der Spezialisten dieser Disziplin zu verstehen. Das Buch will Studenten und Ingenieure des Maschinenbaus in die Welt der Steuerungstechnik einführen und ihnen den Umgang mit den modernen digitalen Entwicklungen erleichtern. Beispiele und Übungen aus dem Bereich des Maschinenbaus sollen das theoretische Rüstzeug anschaulich machen und das Verständnis für die Zusammenhänge vertiefen.

1 Die Steuerkette.- 1.1 Informationsübertragung durch Signale.- 1.2 Einteilung der Steuerungen nach Art der Signale.- 1.3 Technische Realisierung von Steuerungen.- 1.4 Beispiele technischer Steuerstrecken.- 2 Verknüpfungssteuerungen.- 2.1 Logische Verknüpfungen.- 2.2 Beispiele für Verknüpfungssteuerungen.- 2.3 Simulation auf dem Computer.- 2.4 Berechnung von Schaltfunktionen.- 3 Fuzzy Logik.- 3.1 Operatoren für das Fuzzy-UND.- 3.2 Operatoren für das Fuzzy-ODER.- 3.3 Fuzzy-Negation.- 3.4 Kompensatorische Operatoren.- 3.5 Rechengesetze für die Fuzzy-Logik.- 3.6 Beispiel für Entscheidungsfindung mittels Fuzzy-Logik.- 4 Steuereinrichtungen für Verknüpfungssteuerungen.- 4.1 Mechanische Verriegelungen.- 4.2 Pneumatische Verknüpfungen.- 4.3 Hydraulische Verknüpfungssteuerungen.- 4.4 Elektrische Steuereinrichtungen.- 4.5 Elektronische Steuereinrichtungen.- 5 Ablaufsteuerungen.- 5.1 Speicherelemente.- 6 Zahlensysteme.- 6.1 Das Dezimalsystem.- 6.2 Das Dualsystem.- 6.3 Das Oktalsystem.- 6.4 Das Hexadezimalsystem.- 6.5 Umrechnung von Zahlensystemen.- 6.6 Addition und Subtraktion von Bitmustern.- 7 Graphische Darstellung von Ablaufsteuerungen.- 7.1 Zustandsdiagramm.- 7.2 Funktionsplan.- 8 Speicherprogrammierbare Steuerungen.- 8.1 Programmierung der SPS über ein Programmiergerät.- 8.2 Programmierung der SPS über einen PC.- 9 Steuerung mit dem Computer.- 9.1 Aufbau eines Mikrocomputers.- 9.2 Die logischen Befehle des Mikrocomputers.- 9.3 Maschinensteuerung mit einem 8-Bit Mikrocomputer.- 9.4 Aufbau eines 16-Bit Mikrocomputers.- 9.5 Ein- und Ausgabeeinheiten des Computers.- 9.6 Programmierung mit einer höheren Programmiersprache.- 10 Prozeßsteuerungen über Feldbussysteme.- 10.1 Das Bus-Konzept.- 10.2 Das OSI-Referenzmodell.- 10.3 Verschiedene Feldbussysteme.- 11Beispiele für Steuerungen im Maschinenbau.- 11.1 Mechanische Ventilsteuerung am Otto Motor.- 11.2 Vorschubsteuerung an Werkzeugmaschinen.- 11.3 Robotersteuerung.- 11.4 Steuerungen im Kraftfahrzeug.- 11.5 Steuerung einer Schleifmaschine mit SERCOS-interface.- 11.6 Steuerung von Rotationsdruckmaschinen, INTERBUS-S.- 11.7 Entwicklungstrend in der Steuerungstechnik.- 12 Übungsaufgaben.- 12.1 Aufgaben zum Abschnitt 1.- 12.2 Aufgaben zum Abschnitt 2.- 12.3 Aufgaben zum Abschnitt 5.- 12.4 Aufgaben zum Abschnitt 6.- 12.5 Aufgaben zum Abschnitt 7.- 12.6 Aufgaben zum Abschnitt 10.- 13 Lösungen zu den Übungsaufgaben.- 14 Anhang.- Pascal Programme.- C-Programme.- Formelzeichen.