Stand: September 2016 WS 16_17_ 1 Prof. Dr. Ulrich Schwellenberg Regelungstechnik Einführungsveranstaltung zum Praktikum: Regelungstechnik Bachelor-Studiengänge: Produktentwicklung und Produktion PP Prozess-, Energie- und Umwelttechnik PEU Wirtschaftsingenieurwesen WIM

Stand: September 2016 WS 16_17_ 2 Prof. Dr. Ulrich Schwellenberg Regelungstechnik 1 Team, Kontaktadressen, Zugang zu den schriftlichen Unterlagen 2 Ziel des Praktikums 3 Gruppeneinteilung 4 Durchführung des Praktikums 5 Bewertung des Praktikums 6 Arbeitsbelastung durch das Praktikums 7 Sicherheitsvorschriften 8 Vorstellung der Versuche Inhalt der Einführungsveranstaltung

Stand: September 2016 WS 16_17_ 3 Prof. Dr. Ulrich Schwellenberg Regelungstechnik Das Team: Prof. Dr.-Ing. Ulrich Schwellenberg Prof. Dr.-Ing. Jürgen Kiel Raum , Tel Raum , Tel Lehrbeauftragter: Dipl.-Ing. Günther van Haren Dipl.-Ing. Herbert Rüping Raum , Tel (Büro) Raum , Tel XXXX (Labor: Elektrotechnik, Messtechnik) Raum , Tel XXXX (Labor: Regelungstechnik) 1 Kontaktadressen, Zugang zu den schriftlichen Unterlagen

Stand: September 2016 WS 16_17_ 4 Prof. Dr. Ulrich Schwellenberg Regelungstechnik 1 Kontaktadressen, Zugang zu den schriftlichen Unterlagen Zugang zu den schriftlichen Unterlagen: über moodle

Stand: September 2016 WS 16_17_ 5 Prof. Dr. Ulrich Schwellenberg Regelungstechnik Im Rahmen der Praktikumsversuche im Labor Steuerungs- und Regelungstechnik sowie Prozessautomation sollen die Studierenden den in den Vorlesungen und den Übungen vermittelten Stoff praxisnah an ausgewählten Beispielen kennen lernen. Wichtig: Wir gehen davon aus, dass Sie an den Vorlesungen und Übungen im laufenden Semester aktiv teilnehmen. 2 Ziel des Praktikums

Stand: September 2016 WS 16_17_ 6 Prof. Dr. Ulrich Schwellenberg Regelungstechnik 3 Gruppeneinteilung Gruppeneinteilung: o Nur Hauptgruppen numerische Bezeichnungen (1 - 8) mit jeweils max. 15 Studierenden o Jeder Studierender erhält einen eigenen Arbeitsplatz (Arbeitsplatz Nr. beachten!) Aushänge der Gruppeneinteilung :  Homepage des Fachgebiets

Stand: September 2016 WS 16_17_ 7 Prof. Dr. Ulrich Schwellenberg Regelungstechnik 3 Gruppeneinteilung Termine für das 3. Semester im Studiengang Produktentwicklung und Produktion (PP) Teil I (Prof. Dr.-Ing. Ulrich Schwellenberg) Versuch Gruppe 1 Montag 08:00 – Gruppe 2 Montag 08:00 – Gruppe 3 Dienstag 10:00 – Gruppe 4 Dienstag 10:00 – Nr Nr Nr Nr Nr Nr

Stand: September 2016 WS 16_17_ 8 Prof. Dr. Ulrich Schwellenberg Regelungstechnik 3 Gruppeneinteilung Termine für das 3. Semester im Studiengang Produktentwicklung und Produktion (PP) Teil II (Prof. Dr.-Ing. Ulrich Schwellenberg) Versuch Gruppe 5 Montag 10:00 – Gruppe 6 Montag 10:00 – Gruppe 7 Mittwoch 08:00 – Gruppe 8 Mittwoch 08:00 – Nr Nr Nr Nr Nr Nr

Stand: September 2016 WS 16_17_ 9 Prof. Dr. Ulrich Schwellenberg Regelungstechnik 3 Gruppeneinteilung Termine für das 3. Semester im Studiengang Prozess-, Energie und Umwelttechnik (Prof. Dr.-Ing. Jürgen Kiel) Versuch Gruppe 1 Montag 13:00 – Gruppe 2 Montag 13:00 – Gruppe 3 Montag 15:00 – Gruppe 4 Montag 15:00 – Nr Nr Nr Nr Nr Nr

Stand: September 2016 WS 16_17_ 10 Prof. Dr. Ulrich Schwellenberg Regelungstechnik 3 Gruppeneinteilung Termine für das 3. Semester im Studiengang Wirtschaftsingenieurwesen (WIM) Lehrbeauftragter: Dipl.-Ing. Günther van Haren Versuch Gruppe 1 Donnerstag 09:00 – Gruppe 2 Donnerstag 09:00 – Gruppe 3 Donnerstag 11:00 – Gruppe 4 Donnerstag 11:00 – Nr Nr Nr Nr Nr Nr

Stand: September 2016 WS 16_17_ 11 Prof. Dr. Ulrich Schwellenberg Regelungstechnik 4 Durchführung des Praktikums 1.Einführungsveranstaltung: Der Besuch dieser Einführungsveranstaltung ist Voraussetzung für die Teilnahme an den Laborversuchen! Die Teilnahme wird dokumentiert. 2.Versuchsvorbereitung: Nur wer vor Beginn des Praktikums die handschriftliche Versuchsvorbereitung vorweist, darf an der Versuchsdurchführung teilnehmen! Nach Absprache stehen auch die Rechnerarbeitsplätze im Labor Automatisierungstechnik, Raum , zur Vorbereitung zur Verfügung. Um die individuelle Leistung besser prüfen zu können, sind die Aufgaben mit der Matrikel- Nummer verknüpft. Wenn Y die letzte und X die vorletzte Ziffer Ihrer Matrikel Nummer sind: Ergebnisse werden nur akzeptiert, wenn die Rechenwege nachvollziehbar sind, d.h. sie müssen schriftlich verfasst werden! Y = 7 X = 6 Beispiel: 0,0y heißt 0,07 x,y heißt 6,7

Stand: September 2016 WS 16_17_ 12 Prof. Dr. Ulrich Schwellenberg Regelungstechnik Folgende Programme kommen zur Anwendung BORIS aus dem WinFACT 8 - Tool Excel, Word in der Version 2010 Paint, Editor aus dem Programm – Tool Zubehör Anmeldename: rt_peu_01 bis rt_peu_04 rt_pp_01 bis rt_pp_08 Passwort: sysrtMV.05 rt_wim_01 bis rt_wim_04 Datenspeicherung (keinesfalls auf dem Desktop) Laufwerk (Anmeldename), Ordner mit Matr. Nr. erstellen (arbeitsplatzunabhängig) Datenübertragung mittels Memory-Stick (USB 2.0 oder höher) (!!!! Nur zu Beginn und am Ende des Praktikums!!!! !!!! Externe Speichermedien während des Versuch entfernen!!!) 4 Durchführung des Praktikums

Stand: September 2016 WS 16_17_ 13 Prof. Dr. Ulrich Schwellenberg Regelungstechnik 4 Durchführung des Praktikums 3.Versuchsdurchführung (Teil 1): Die angegebenen Anfangszeiten sind einzuhalten. Verspätungen von mehr als 5 min. führen zum Ausschluss von diesem Versuchstermin! Kann ein(e) Student(in) aus triftigen Gründen (Krankheit, Vorlage eines Attestes) an einem Versuch im Semester nicht teilnehmen, so wird die Möglichkeit der Teilnahme an einem Nachholtermin angeboten (sofortige Absprache mit Herrn Dipl.-Ing. Rüping notwendig!). Im Falle einer Abwesenheit bei mehr als einem Versuch ist das Praktikum, in dem Semester in dem das betreffende Laborpraktikum wieder angeboten wird, zu wiederholen.

Stand: September 2016 WS 16_17_ 14 Prof. Dr. Ulrich Schwellenberg Regelungstechnik 4 Durchführung des Praktikums 3.Versuchsdurchführung (Teil 2): Zu Beginn des Versuchs wird durch das Laborpersonal festgelegt, wessen Vorbereitung und Versuchsdurchführung am Versuchsende abzugeben ist und damit benotet wird. Jeder Studierender erhält einen eigenen Arbeitsplatz und muss den Versuch al- leine durchführen und zwar so, als wenn die Durchführung am Ende benotet wird (Stichpunktartige Kontrolle!). Unzureichende Bearbeitung führt zu Punktabzügen. Formalitäten, wie z.B. Einloggen und Abspeichern, werden im Labor bekannt gegeben. Nur die, die benotet werden, sollen am Versuchsende das Protokoll der Versuchs- durchführung ausdrucken und gemeinsam mit der Versuchsvorbereitung geheftet abgeben. Am Versuchsende sollten Sie das Versuchsprotokoll auf Ihr Speichermedium übertragen.

Stand: September 2016 WS 16_17_ 15 Prof. Dr. Ulrich Schwellenberg Regelungstechnik 4 Durchführung des Praktikums 4.Versuchsauswertung (Teil I): Die Versuchsauswertung ist mit Hilfe von MS Word 2010 durchzuführen und am Ende des Versuchstermins abzugeben. Eine verspätete Abgabe ist nur in Ausnahmefällen und nach vorheriger Rücksprache mit dem Laborpersonal möglich! Die Ausarbeitung soll folgende Einzelheiten enthalten: Vollständig ausgefülltes Deckblatt der Versuchsanleitung Handschriftliche Versuchsvorbereitung mit Angaben, die zur Lösung der Versuchsaufgabe dienen (Rechnungen, theoretische Grundlagen, Normen, Vorschriften) Alle Aufzeichnungen, die während des Versuchs, im Original, erstellt wurden Versuchsauswertung nach Aufgabenstellung in der Versuchsanleitung Angaben zur verwendeten Literatur Datum, Unterschrift

Stand: September 2016 WS 16_17_ 16 Prof. Dr. Ulrich Schwellenberg Regelungstechnik 4 Durchführung des Praktikums 4.Versuchsauswertung (Teil II): Rechenwege müssen klar erkennbar sein (Gleichungen müssen ausgewiesen werden) Tabellen und graphische Darstellungen:  sind durch Tabellen- und Bildunterschriften zu kennzeichnen,  physikalische Größen sind mit Einheiten auszuweisen,  Achsen sind zu beschriften und eine sinnvolle Skalierung zu wählen und  sollen mit Hilfe von Excel erstellt werden. Es muss jedoch ausgewiesen werden, mit welcher Gleichung die Werte in den Zellen berechnet werden (z. B. Gleichungen mit dem Formeleditor dazu schreiben) (!!Form wird bewertet!!)

Stand: September 2016 WS 16_17_ 17 Prof. Dr. Ulrich Schwellenberg Regelungstechnik 4 Durchführung des Praktikums 4. Versuchsauswertung (Teil III): Daten und erstellten Dateien Alle während des Versuchs ermittelten Daten und erstellten Dateien sind entsprechend den Anweisungen abzuspeichern: Druckausgaben: s. Aushang im Labor

Stand: September 2016 WS 16_17_ 18 Prof. Dr. Ulrich Schwellenberg Regelungstechnik 4 Durchführung des Praktikums Kopfzeile mit Inhalt siehe links anlegen Überschriften verwenden (Gliederung) Fußzeile mit Seitenzahl anlegen Tabelle mit 2 Spalten und z. B. 6 Zeilen anlegen 4.Versuchsauswertung (Teil IV): Dokumentation der Ergebnisse mit Hilfe von MS Word 2010 (!! Form wird bewertet!! ) Vorbereitung als Hausaufgabe, s. Vorlage im Netz!

Stand: September 2016 WS 16_17_ 19 Prof. Dr. Ulrich Schwellenberg Regelungstechnik 4 Durchführung des Praktikums 4.Versuchsauswertung (Teil IV): Dokumentation der Ergebnisse mit Hilfe von MS Word 2003 und der Zwischenablage BORIS Oberfläche aktives Fenster und Druck Zwischenablage Zwischenablage in Word einfügen Bildunterschriften einfügen Platz für evtl. Kommentare oder weitere Bilder

Stand: September 2016 WS 16_17_ 20 Prof. Dr. Ulrich Schwellenberg Regelungstechnik 5 Bewertung des Praktikums Das Praktikum wird mit max. 24 Punkte bewertet. Die Punktbewertung wird wie folgt durchgeführt: Teilnahme an der Einführungsveranstaltung und allen angebotenen Versuchen muss erfüllt sein! Die handschriftliche Ausarbeitung von zwei Versuchen wird mit bis zu 24 Punkten (je Versuch 12 Punkte) bewertet. Vollständigkeit und Erscheinungsbild (Form) der Ausarbeitung wird mitbewertet. Verspätete Abgabe der Ausarbeitung bedarf der Genehmigung, sonst: 0 Punkte! Die Prüfung ist bestanden, wenn Punkt 1 und 2 erfüllt sind und in der Summe mindestens 12 Punkte erreicht werden. Werden insgesamt 8 Punkte erzielt, braucht die Prüfung nicht wiederholt werden, wenn ein entsprechender Ausgleich vorhanden ist. Prüfungswiederholung: Muss die Prüfung im Praktikum wiederholt werden, sind auch die Laborversuche zu wiederholen!

Stand: September 2016 WS 16_17_ 21 Prof. Dr. Ulrich Schwellenberg Regelungstechnik 5 Bewertung des Praktikums Die Punktbewertung des Versuchsprotokolls wird wie folgt durchgeführt:  Vorbereitungsaufgaben werden mit etwa 40 – 50 % bewertet   Versuchsdurchführung und Auswertung mit etwa 40 – 50 % bewertet   Vollständigkeit und Erscheinungsbild (Form) mit etwa 10 – 15 %

Stand: September 2016 WS 16_17_ 22 Prof. Dr. Ulrich Schwellenberg Regelungstechnik 6 Arbeitsbelastung durch das Praktikums Arbeitsaufwand (work load): Ausgewiesen mit 1 ECTS, was 30 Arbeitsstunden entspricht. Präsenszeiten: Vorbesprechung1 x 1 SWS = 1 h 6 Versuche6 x 2 SWS = 12 h Selbststudium: Vorbereitung der Versuche 6 x 2,83 h = 17 h (Mittelwerte!) Nacharbeitung der Versuche 0 h = 0 h Summe: 30 h

Stand: September 2016 WS 16_17_ 23 Prof. Dr. Ulrich Schwellenberg Regelungstechnik 7 Sicherheitsvorschriften Über spezielle Sicherheitsvorschriften, die mit den besonderen Bedingungen im Labor zusammenhängen, erfolgt eine Information der Studierenden zu den einzelnen Versuchsanordnungen. Über allgemeine Sicherheitsvorschriften, die im Labor eingesehen werden können, haben sich die Studierenden unaufgefordert zu informieren. Keine Getränke und Esswaren mit ins Labor bringen! Die allgemeinen und speziellen Sicherheitsvorschriften sind strikt einzuhalten, damit niemand durch unsachgemäßes Handeln gefährdet wird oder Schaden nimmt. Mangelhafte Kenntnisse der Sicherheitsvorschriften und der Gefahrenquellen sowie fahrlässiges oder gar vorsätzliches Fehlverhalten kann den Ausschluss vom Versuch zur Folge haben! Ein Ersatztermin im laufenden Semester wird in diesem Falle nicht angeboten.

Stand: September 2016 WS 16_17_ 24 Prof. Dr. Ulrich Schwellenberg Regelungstechnik 8 Vorstellung der Versuche Versuch 1: Einführung in die digitale Simulation: Signalerzeugung Versuch 2: Einführung in die digitale Simulation: Signalaufnahme Versuch 3: Standardübertragungsglieder Versuch 4: Identifikation und Approximation von Regelstrecken Versuch 5: Untersuchungen an einfachen Regelkreisen: Verschiedene Reglertypen Versuch 6: Untersuchungen an einfachen Regelkreisen: Optimierung der Reglerparameter Grundstruktur aller Versuche

Stand: September 2016 WS 16_17_ 25 Prof. Dr. Ulrich Schwellenberg Regelungstechnik Produktentwicklung und Produktion (PP), Teil n n n n n

Stand: September 2016 WS 16_17_ 26 Prof. Dr. Ulrich Schwellenberg Regelungstechnik n n n n n n n n n n n n n n n n n n n n n n n n n 15 Produktentwicklung und Produktion (PP), Teil

Stand: September 2016 WS 16_17_ 27 Prof. Dr. Ulrich Schwellenberg Regelungstechnik Prozess-, Energie- und Umwelttechnik (PEU) n n n n n n n n n n n n n n n

Stand: September 2016 WS 16_17_ 28 Prof. Dr. Ulrich Schwellenberg Regelungstechnik Wirtschaftsingenieurwesen (Wing M) n n n n n n n n n n n n n n n n n n

Stand: September 2016 WS 16_17_ 29 Prof. Dr. Ulrich Schwellenberg Regelungstechnik Unbedingt beachten! Sollten Sie Fragen haben, stehen wir Ihnen sehr gerne Verfügung! Denken Sie daran, rechtzeitig mit der Vorbereitung zu beginnen. Das Wochenende vor dem Praktikumstermin gibt keine Möglichkeit, Fragen zustellen.

Stand: September 2016 WS 16_17_ 30 Prof. Dr. Ulrich Schwellenberg Regelungstechnik 8 Vorstellung der Versuche Versuch 1: Einführung in die digitale Simulation: Signalerzeugung Grundstruktur aller Versuche Gegenstand des Versuchs: Signalerzeugung mittels Eingangsblock „Generator“, Excel, Eingangsblock "Tabellen-Eingabedatei", Eingangsblock "File-Input" und USER-Block "USB-Board K 8055" Direkte Ausgabe über Block „Zeitverlauf“

Stand: September 2016 WS 16_17_ 31 Prof. Dr. Ulrich Schwellenberg Regelungstechnik 8 Vorstellung der Versuche Versuch 2: Einführung in die digitale Simulation: Signalaufnahme Grundstruktur aller Versuche Gegenstand des Versuchs: Signaleraufnahme und -auswertung mittels Block „Zeitverlauf“ Signalvorgabe über Block „Generator“ Signalveränderung durch A) Verzögerungsglied 1. Ordnung B) Regelkreis

Stand: September 2016 WS 16_17_ 32 Prof. Dr. Ulrich Schwellenberg Regelungstechnik 8 Vorstellung der Versuche Versuch 3: Standardübertragungsglieder Grundstruktur aller Versuche Gegenstand des Versuchs: Untersuchung des Übertragungsverhalten von Standardgliedern Proportionalglied (P-Glied), Integrierglied (I-Glied) u. Differenzierglied (D-Glied), Proportional integrierendes Übertragungsglied (PI-Glied), Proportional differenzierendes Übertragungsglied (PD-Glied) und Proportional integrierendes und differenzierendes Übertragungsglied (PID-Glied ) Signalvorgabe über Block „Generator“ Signalaufnahme und -auswertung durch Block „Zeitverlauf“

Stand: September 2016 WS 16_17_ 33 Prof. Dr. Ulrich Schwellenberg Regelungstechnik 8 Vorstellung der Versuche Versuch 4: Identifikation und Approximation von Regelstrecken Grundstruktur aller Versuche Gegenstand des Versuchs: Identifikation der Streckenparameter aus gemessener Sprungantwort für Verzögerungsglied 1. Ordnung (PT1-Glied) Verzögerungsglied 2. Ordnung mit Dämpfungsgrad D > 1 (PT1T2-Glied) Verzögerungsglied 2. Ordnung mit Dämpfungsgrad D < 1 (PT2S-Glied) Verzögerungsglied n-ter Ordnung (PTn-Glied Signalvorgabe über Block „Generator“ Signalaufnahme und -auswertung durch Block „Zeitverlauf“ Aufnahme der Sprungantwort

Stand: September 2016 WS 16_17_ 34 Prof. Dr. Ulrich Schwellenberg Regelungstechnik 8 Vorstellung der Versuche Versuch 5: Untersuchungen an einfachen Regelkreisen (Verschiedene Reglertypen ) Grundstruktur aller Versuche

Stand: September 2016 WS 16_17_ 35 Prof. Dr. Ulrich Schwellenberg Regelungstechnik 8 Vorstellung der Versuche Versuch 5: Untersuchungen an einfachen Regelkreisen (Verschiedene Reglertypen ) Grundstruktur aller Versuche Gegenstand des Versuchs: Untersuchung des Störverhaltens einer Regelstrecke 1. Ordnung bei Betrieb mit verschiedenen Reglern Proportionalregler (P-Regler), Proportional differenzierender Regler (PD-Regler), Proportional integrierender Regler (PI-Regler) und Proportional integrierender und differenzierender Regler (PID-Regler ) Signalvorgabe über Block „Generator“ Signalaufnahme und -auswertung durch Block „Zeitverlauf“

Stand: September 2016 WS 16_17_ 36 Prof. Dr. Ulrich Schwellenberg Regelungstechnik 8 Vorstellung der Versuche Versuch 6: Untersuchungen an einfachen Regelkreisen (Optimierung der Reglerparameter ) Grundstruktur aller Versuche Gegenstand des Versuchs: Ermittlung optimaler Reglerparameter aus Schwingversuch und Sprungantwort Signalvorgabe über Block „Generator“ Signalaufnahme und -auswertung durch Block „Zeitverlauf“