Inhaltliche Schwerpunkte der Weiterbildung

In diesem Modul führen Sie ganzheitliche elektrotechnische Projektarbeiten von der Planung bis zur Umsetzung durch. Sie lernen dabei nicht nur die Anwendung wichtige Methoden im Projektmanagement, sondern erarbeiten sich anhand der Projekte ebenso inhaltliche Fachkenntnisse.

Projekt 1: Messtechnische Ermittlung des Innenwiderstands einer Blockbatterie
– Anwendung der Kirchhoffsche Regeln (z. B. Berechnung von Innenwiderständen anhand eines Datenblatts)
– Analyse realer Spannungs- und Stromquellen (Betriebsverhalten, U-I-Kennlinie)
– Analyse, Berechnung und Handhabung von systematischen und zufälligen Messfehlern
– Berechnung und Bewertung von Fehlerfortpflanzungen einer Messung
– Arbeitspunktoptimierung von messtechnischen Systemen
Projekt 2: Entwicklung und Dimensionierung einer Drehzahlregelung für ein Lüftersystem
– Grundlagen der Regelungstechnik (Funktion Regelkreis, charakteristische Größen)
– Ableitung und Betriebsverhalten von Regelstrecken
– Analyse, Auswahl und empirische Einstellung von Reglern
– Softwaremäßige Implementierung von Regelalgorithmen
– messtechnische Erfassung und Auswertung von Sensorsignalen
– Auswahl und Implementierung von Datenschnittstellen
Optionale Inhalte
– Grundlagen CAD mit Fusion 360
– Grundlagen der additiven Fertigung mittels 3D-Druck

In diesem Modul werden Grundlagen aus dem Bereich der Elektrotechnik, der Automatisierungstechnik und der technischen Informatik am Beispiel von praktischen Anwendungen vermittelt.

Elektrotechnik
– Reale Spannungs- und Stromquellen
– Bauelemente und charakteristische Kennlinien
– Spannungs- und Stromteiler
– Überlagerung mehrerer Energiequellen
– Stern-Dreieck-Transformation
– Brückenschaltungen
– Berechnung von Gleichstromnetzwerken mittels verschiedener Verfahren
– Grundlagen der Wechselstromtechnik
– Zeigerdiagramme
– Berechnung von Wechselstromnetzwerken mittels der komplexen Rechnung
Automatisierungstechnik
– Einführung in TwinCAT eXtended Automation Technology (XAT)
– Komponentenübersicht (IPC´s, Bussysteme, Koppler, I/O-Terminals)
– TwinCAT-Systemarchitektur: Aufbau und Diagnose
– IEC 61131-3-Programmierung (u. a. Programmiersprachen, Variablen und Datentypen, Funktionsbausteine und Operatoren )
– Echtzeitkonfiguration
– Programmstrukturierung und Aufrufhierarchien
– Betriebsstundenzähler
– Systemzeit
– Betriebsarten (Hand-, Automatik-, Tippbetrieb)
– Analogwertverarbeitung (Digitalisierung, Normierung, Messfehler,etc.)
– Auswahl Hardwarekomponenten
– Systemanalyse
– Entscheidungsmatrix
– Dokumentation von Automatisierungsprojekten
– Kommunikationsstrukturen
– Präventive Instandhaltung
– Grundlagen TwinCAT PLC HMI
– Prozessteuerung- und Diagnose von Schrittketten mit AS-Flags
– TwinCAT 3 Scope View | Software-Oszilloskop für die grafische Darstellung von Daten
– Bibliotheksverwaltung und Erstellung von eigenen Bibliotheken
Technische Informatik
– EVA-Prinzip, Eingabe, Verarbeitung, Ausgabe
– Bedienung einer gängigen IDE
– (Laufzeit-)Umgebung: Compiler, Linker
– Variablen
– Grundlegende Datentypen
– Formatierte Ein- und Ausgabe
– Kommentare und Anweisungen
– Kontrollstrukturen, Schleifen, Fallunterscheidungen
– Vergleichsoperatoren & boolesche Ausdrücke
– Nutzung diverser Funktionen aus Bibliotheken (math.h, time.h, etc.)
– Definition und Nutzung von Funktionen
– Dynamische Speicherverwaltung
– Arrays, Strings und Zeiger
– Dateiverarbeitung
– Benutzerdefinierte Datentypen (struct)
– Fehlerbehebung in Programmen mithilfe des Debuggers
– Ablaufpläne (PAP)
– UML

– Funktion und Aufgabe der Produktionsplanung- und Steuerung unter Berücksichtigung der 4 PPS Ziele
– Werkstattfeinsteuerung und Beschaffungsstrategien mit Hilfe geeigneter Tools und Methoden
– Industrie 4.0 – Bestandteile und Herausforderungen in Bezug auf den Mitarbeiter, das Unternehmen und die Lieferkette
– Produktionsorganisation mithilfe von Kenngrößen und ausgewählten Strategien
– Grundlagen in „Design Thinking“ und „SCRUM“ zur zielorientierten Lösungsfindung

– Annehmen und bewältigen von neuen Aufgaben als Führungskraft
– Motivation von Mitarbeitenden im Arbeitsprozess
– Auswahl und Einstellung von Mitarbeitenden im Unternehmen
– Auswahl, Einstellung und Betreuung von Auszubildenden
– Ausbildereignungsprüfung nach der AEVO

In diesem Modul erarbeiten Sie Lösungen für technische Problemstellungen aus den Bereichen der Prozessautomatisierung sowie der Netzwerk- und Datenkommunikationstechnik.

Schwerpunkt aus der Netzwerk- und Datenkommunikationstechnik
– MAN/WAN-Technologien und Vernetzung von Netzwerkkomponenten im Internet mittels Router
– Routing-Technologien und Routing-Tabellen
– Service-Protokolle wie DHCP, DNS, Web-Services, Cloud-Systeme, SSH zur Fernwartung
– Netzwerkplanung mit Netzwerkkomponenten der Automatisierungstechnik SCADA/ICS und RTUs
– Echtzeitprotokolle auf Basis von Ethernet wie Ethernet/IP und Modbus/TCP
– Performance-Analyse von TCP-Anwendungen mit Wireshark bezüglich: Delay und Jitter, Paketverlust
– Erweiterungen von TCP bezüglich: Window-Scaling, Selektives Acknowledgement, Congestion Control Algorithmen
– Analyse von Sensorwerten als Fließkommawerte im Protokoll Modbus/TCP
– Routingprotokolle wie RiPv2, OSPF und BGP
– Routing Implementierung in Linux: BIRD
– Durchführung eines DoS-Angriffs auf eine Getränkeabfüllanlage über ein externes Netzwerk: Anlage nicht mehr nutzbar
– Durchführung eines Man in the Middle (MitM)-Angriffs auf eine Getränkeabfüllanlage: Veränderung von Sensorwerten
Schwerpunk aus der Prozessautomatisierung mittels dem TIA-Portal
– Ansteuerung eines Frequenzumrichters
– Grundlagen ProfiNet
– Regler-Ansteuerung mit der SPS
– GrafCet/S7-Graph
– Strukturierter Text
– PLC-Bausteine

In diesem Modul lernen Sie, Antriebssysteme hinsichtlich ihrer Energieversorgung, Netzrückwirkungen und mechanischer Applikationen zu projektieren sowie steuerungs- als auch regelungstechnisch zu optimieren. Ein Fokus liegt dabei auf umrichterbetriebenen Systemen (Asynchronmaschinen am Frequenzumrichter und Servomotoren am Servoverstärker) inklusive deren Wechselwirkung mit am Netz betriebenen Verbrauchern.

Schwerpunkte aus der Energietechnik
– Analyse und Auswahl von Netzstrukturen und -verteilungssystemen
– Ableitung des Betriebsverhalten elektrischer Leitungen für verschiedene Frequenzbereiche und Längen
– Berechnung von Drehstromsystemen für symmetrische/unsymmetrische Belastungen
– Technische Auslegung von Kompensationsanlagen
– Dimensionierung von Leitungen und Schutzorganen
– Berechnung von Kurzschlussströmen unter Berücksichtigung der Kurzschlussart und der Eintrittsstelle
– Analyse von Erwärmungsvorgängen elektrischer Leitungen und Betriebsmittel
– Definition von Spannungsqualitätskriterien nach EN 50160
– Analyse von eingangsseitige Netzrückwirkungen umrichterbetriebener Maschinen
– Technische Handhabung von nichtsinusförmigen, periodischen Strom- und Spannungsverläufen
– Messung und Analyse von Oberschwingungen im Netz
– Analyse von Resonanzerscheinungen in Energienetzen mit Kompensationsanlagen
– Dimensionierung von Entstörungsmaßnahmen für Netze mit umrichterbetriebenen Maschinen 
– Analyse von ausgangsseitigen Netzrückwirkungen umrichterbetriebener Maschinen (optional)
Schwerpunkte aus der Antriebs- und Regelungstechnik
– Betriebsverhalten und Parametrierung einer am Frequenzumrichter betriebenen Asynchronmaschine mit U/f-Steuerung
– Ableitung, Berechnung und Begrenzung von Fahrdiagrammen
– Beschreibung und Einstellung grundlegender Antriebsparameter (Skalierungsfaktor, Grenzwerte, Schleppabstände etc.)
– Funktion und Betriebsverhalten von sinuskommutierten Servosynchronmaschinen
– Aufbau und Analyse einer Kaskadenregelung (u. a. Regelkreise, Vorsteuerung, Vor- u. Nachteile)
– Analyse des Grundkonzepts der feldorientierten Regelung
– Empirische Einstellung von Regelkreisen (Betragsoptimum, symmetrisches Optimum)
– Analyse und Behebung von Störeffekten (Windup-Effekt, mech. Schwingungen)
– Erarbeitung von Strategien für die Optimierung von Fahrdiagrammen (Schleppfehleroptimierung)

Neuer Inhalt

– Kostenartenrechnung
– Kostenträgerrechnung
– Kostenstellenrechnung
– Geschäftsbericht
– Billanz
– Gewinn- und Verlustrechnung
– Wirtschaftliche Kennzahlen