TU Wien:Sensor/Aktor-Systeme VO (Kastner)/Gesammelte Pruefungsfragen WS09 Loesungen

Die Fragen wurden von folgenden Quellen bezogen: 2006-09-12, 2007-01-30, 2008-01-29, 2008-04-01, 2009-01-27, 2009-03-24, 2010-01-27, Gesammelte Fragen WS09 aus Forum und VoWi.pdf.

Manche Fragen sind noch nicht ausreichend beantwortet. Und andere noch nicht den betreffenden Folien zugeordnet.

NOCH KEINEN FOLIEN ZUGEORDNET

Flexray

Ein Flexray(?) Beispiel mit Minislotting, wo die Slots für zwei Kanäle(?) einzuzeichnen waren, kam am 02.06.2010 zur Prüfung.

Welche 3 Anforderungen werden an (Protokolle?) im Bereich "Comfort & Basic Services" in Autos gestellt? Welche der folgenden Protokolle werden üblicherweise eingesetzt: CAN, LIN, FlexRay, KNX, ProfiBus, ProfiNet, ...

Applikationen als State-Machines modelliert, getriggert durch Events, Zeitintervalle: bruchteile von Sekunden bis zu mehreren Tagen,

CAN, LIN

Was versteht man unter "binding"?

Netzwerkvariablen verschiedener Knoten werden logisch miteinander verknüpft (LonWorks, KNX).

Folien Teil 1 - Prozesse und Automatisierung

Wie ist ein Prozess definiert

SA_01.pdf Seite 3

Ein Prozess ist die Gesamtheit von aufeinander wirkenden Vorgängen in einem System, durch die Materie, Energie oder Information umgeformt, transportiert oder gespeichert werden. Ein technischer Prozess ist ein Prozess, dessen physikalische Größen mit technischen Mitteln erfasst und beeinflusst werden. [DIN 66201]d

Die drei Aufgaben eines Automatisierungssystems

SA_01.pdf Seite 6

• Messen, Steuern, Regeln
• Überwachen (Anzeigen), Melden (Alarmieren)
• Optimieren

Im Gegenzug Mensch:

• Bedienen
• Leiten
• Führen.

Nennen Sie mindestens 4 Fertigungsverfahren

SA_01.pdf Seite 14

Fertigungsverfahren umfassen

• Umformen
• Trennen
• Fügen
• Beschichten
• Ändern von Stoffeigenschaften [DIN 850]

Welche drei Arten der direkten Prozesskopplung gibt es?

SA_01.pdf Seite 43-45

• Zustandserfassung
• Prozessbeeinflussung
• Closed Loop

Wie lautet die Formel für die Verfügbarkeit? In welcher Einheit wird diese gemessen?

SA_01 Seite 48-49, Skript Seite 22

• Verfügbarkeit $V={\frac {MTBF}{MTBF+MTTR}}$

MTBF=Mean time between Failure MTTR=Main time to repair

• V ist einheitenlos, entspricht einem Verhältniss

Was ist heiße Reserve?

SA_01.pdf Seite 52

Heiße Reserve:
ein zusätzlich, statisch mitlaufender Prozessrechner, dem die selben Messgrößen/Messdaten zur Verfügung gestellt wurden und dessen Ergebnis durch einen Voter verifiziert wird. == statische Redundanz

Kalte Reserve:
1 führender Rechner und n mitwirkende Rechner (Standby-Betrieb). Bei Fehlererkennung (manuelle) Umschaltkoordination. == dynamische Redundanz

Feldgeräte 3 <irgendwas> aufzählen (ungefährer Wortlaut)

SA_01.pdf Seite 58-60?

Analog-Übertragung mit vorhergehender Skalierung zur SPS.

Analog-Übertragung mit Microcontroller und Vorverarbeitung (Skalierung im Controller) + Anzeiger und dann DAC zur SPS.

Digitale Übertragung mit Kommunikationsteil zwischen SPS und Feldgerät (ebenfalls integrierter Microcontroller).

Bei seriellen Bussystemen wird oft asynchroner Zeitmultiplex betrieben. In welche beiden Verfahren kann dabei grob eingeteilt werden?

SA_01.pdf Seite 63

• Kontrollierter (geregelter) Buszugriff (Zentrale Buszuteilungen, Dezentrale Buszuteilung)

• Zufälliger (ungeregelter) Buszugriff (CSMA, CSMA/CD, CSMA/CA)

Folien Teil 2 - SPS

Aufzählen der charakteristischen Zeiten einer SPS und schätzen des Worst Case

SA_02 Seite 6

• Reakzionszeit(WORST CASE) - t[r,max]=2* ( t[z]+t[e]+t[a] )
• Signalverzögerungszeiten:
  • Eingangsverzögerung - t[e]
  • Ausgangsverzögerung - t[a]

• Interne Bearbeitungsz. einer Anweisung - t[i] ... Beginn bis Ende der Bearbeitungszeit
• Zykluszeit - t[z] ... Bearbeitungz. der Anweisung vom ProgMem = Summe t[i]

Ein Öffner wird betätigt, Wie lauten die Ergebnisse der Abfrage in einem SPS des schließer Kontakts und des Öffner Kontakts?

SA_02 Seite 11

Ist der Schließer betätigt (Bitwert 1), dann ist der Signalfluss durch den Schließerkontakt freigeben. Ist der Öffner betätigt (Bitwert 1), dann ist der Signalfluss durch den Öffnerkontakt gesperrt (invertierter Schließer).

Zeichnene Sie einen KOP für folgende Bedingung: A0.0 == 1 if E0.0 == E0.1 und A0.1 == 1 if E0.0 != E0.1

SA_02 Seite 17-21

Ein KOP ist gegeben, Signalverlauf des Ausgangs zeichnen

SA_02 Seite 17-37

(z.B.: Es waren die Netzwerke für die SPS-Umkehrschaltung aus den Folien gegeben (allerdings mit fallender und nicht steigender Flanke) und dazu für E0.0 ein Graph gegeben. Für A0.0 musste der Graph eingezeichnet werden.)

Unterschied Funktion/Funktionsblock IEC 61131

SA_02 Seite 41?

• Funktion hat keinen lokalen speicher
• Funktionsblock kann mit Objekt verglichen werden

Welche 5 Programmiersprachen sind in IEC 61131-3 definiert?

SA_02 Seite 41

• Kontaktplan (KOP)
• Anweisungsliste (AWL)
• Strukturierter Text (ST)
• Funktionsplan (FBS .. laut den folien, wir haben das in der HTL glaub ich als FUP bezeichnet, definitiv FBS es heißt nach EN 61131-3 http://de.wikipedia.org/wiki/Funktionsbausteinsprache)
• Ablaufsprache (AS)

Wie ist der Funktionsblock vom IEC 61499 aufgebaut?

Wichtig die 3 Komponenten:

SA_02.pdf Seite 49
Simple:
Besteht aus:

• Internen Variablen
• Einem oder mehreren Algorithmen
• Execution Controll Chart (ECC)

Interne Daten von außen nicht zugänglich
Algorithmen können in beliebiger Sprache programmiert sein

SA_02.pdf Seite 47-49 Verteilte Architektur/Applikation Anschlüsse für In und Outputs jeweils für Events und Daten vorhanden. Neben Extra Eingängen für Events werden die Events auch mit Daten verbunden.

• Event Input
• Event Ouptputs
• Dataflow Inputs
• Dataflow Outputs

Es ist Offen (portabel, konfigurierbar, interoperabel)

Welche Aufgabe haben die ECC in Function Blocks nach IEC 61499 und wie sind sie aufgebaut?

SA_02 Seite 50?

Quelle www.isagraf.com/get/IEC61499_execution_model.pdf

Ein ECC (Execution Control Chart) wird vom Funktionsblock (FB) genutzt um die Ausführung des Algorithmus zu regeln. Die Event Ein- und -Ausgänge sind dazu da um den FB innerhalb einer Anwendung zu synchronisieren und den Algorithmus innerhalb eines FB zu festzulegen (to schedule).

Aus simple Function Blocks eine XOR Schaltung erstellen

SA_02 Seite 58

Welche zwei Service Primitives bei IEC 61499 gibt es?

entweder SA_02 Seite 59 ? (lt. link ist diese Antwort richtig)

• Application-initiated transactions
• Resource-initiated transactions

oder SA_02.pdf Seite 49?

• Simple (besteht aus nur einem Funktionsblock mit Internnen Variablen/Algorithmen/Execution Control Chart)
• Compound (besteht aus einem Verbund von mehreren Funktionsblöcken)

Compound:

• „Netzwerk“ aus verbundenen Funktionsblöcken
• Kann auch andere zusammengesetzte Funktionsblöcke enthalten
• Können hierarchisch organisiert sein

EDIT: Laut dem PDF sind das:

• IND
• CNF
• INIT0
• STATUS Ausgabe des FB

Ein IEC 61499 Funktionsblockdiagramm war gegeben, die Funktion sollte festgestellt werden

SA_02 Seite 63?

Folien Teil 3 - ASi

Wieviele E/A bei ASi?

SA_03 Seite 5,38

Man unterscheidet bei ASi zwischen Version 2.0 und Version 2.1. Wahrscheinlich will er es für 2.0 hören: Bei 2.1 sind 62 Slaves erlaubt mit 248 Eingängen und 186 Ausgängen.

2.0:

Pro Slave können vier eingänge und/oder vier Outs angeschlossen werden

Pro Strang können 31 Slaves verkabelt werden -> 124 Eingänge + 124 Ausgänge = 248 E/A-Geräte

lt wikipedia:

Pro Slave können vier E/A angeschlossen werden, also insg. 4 Ein- bzw. Ausgänge.

Pro Strang können 31 Slaves verkabelt werden -> 124 E/A-Geräte

Erklären sie das ASi Protokoll

SA_03 Seite 5,14-16

• Funktioniert nach Master-Slave Prinzip,
• max 31 Slaves an einer Leitung (0 für automatische Adressierung)
• max 4 Eingänge und 4 Ausgänge pro Slave ...

Polling der Slaves (mit 5ms Zyklus bei 31). Inklusive Retransmission.

Masteraufruf-Maserpause-Slaveantwort-Slavepause. Unterstüzung von Analogen Sensoren. Digitalisierterter Analogwert (16 Bit) braucht zur Übertragung mehr Zyklen (4 Zyklen, da in jedem Zyklus 4bit vom Slave zu Master transportiert werden können)

Versorgung und Daten über die gleiche Leitung (max 2A (8A)). --> Daten Gleichstromfrei--> APM mit Manchester-Kodierung (Clock mit doppelter Bitrate und XOR mit den Datenverknüpft (bewirkt Phasen Wechsel).

8 Nachrichtenarten (Lesen E/A, ID, AdresseRükten, Parameteraufruf, Datenaufruf, ....)

Neuer Slave wird erkannt durch abfrage der Adresse 0. --> E/A Config und ID-Lesen --> Adresse zu weisen.

Slave geht von erkannt nach aktiv (entweder als ersatz für einen Anderen) wenn Parametrierung und EA Konfig übereinstimmen.

Nennen Sie vier Punkte zur ASi-Datensicherung

SA_03 Seite 18

• Startbit (0) und Endebit (1)
  • 1. Impuls ist negativer Impuls, letzter Impuls ist positiv
• Alternation
  • 2 aufeinanderfolgende Impulse haben unterschiedliche Polarität
• Impulspause
  • zwischen 2 Impulsen innerhalb eines Telegramms, maximal eine Impulslänge Ruhe
• Informationsgehalt
  • in der 2. Bithälfte muss stets ein Impuls liegen
• Paritätsbit
  • gerade Paritätsüberprüfung
• Aufruflänge
  • nach dem Endebit des Masters kein weiterer Impuls

Was bedeutet gerade Parität?

SA_03 Seite 18, SA_04 Seite 6

Bezogen auf USART

Bei einer Übertragung einer geraden Anzahl an Einsen in einem Telegramm oder z.B. bei UART(8E1), ist das PB 0 ansonsten 1. Es dient zur Fehlererkennung. HD=2

Allgemein

• Sender Manipuliert Signal so, dass eine gerade Anzahl vom Einsern im Signal vorhanden sind.
• Das bedeutet, dass eine gerade Anzahl von logischen EINSERN beim empfangen ankommen.

[1]

Was ist ein ASi-Koppelmodul?

SA_03 Seite 21-22

Koppelt den Bus an die Sensoren/Aktoren (á4 at max.)

Stellt in gewisser Weise den Slave dar.

Dadurch können NICHT-ASi-kompatible Sensoren/Aktuatoren angeschlossen werden.

Welche drei Phasen könne bei der ASi-Ablaufkontrollschicht unterschieden werden?

SA_03 Seite 32

• Initialisierung
  • Offline
• Anlaufbetrieb
  • Erkennung
  • Aktivierung
• zyklischer Normalbetrieb
  • Datenaustausch
  • Management
  • Aufnahme

Beschreiben von ASi safety at work

SA_03 Seite 39-42

~

Safety Monitor überprüft Verschlüsselungstabellen in Masters und Slaves

Das Konzept umfasst einen Safety Monitor, der den Safety Slaves vor?/parallel? geschalten ist und die gespeicherte SOLL-Tabelle mit der ankommenden IST-Tabelle vergleicht. Im Notfall werden die Sicherheitsrelais ausgelöst. Der Safety Slave besitzt weiters eine redundante Sensorik.

Folien Teil 4 - Profibus

Welche drei Profibus-Varianten gibt es und wo werden sie eingesetzt?

SA_04 Seite 3

• PROFIBUS-DP (Dezentrale Peripherie) zur Ansteuerung von Sensoren und Aktoren durch eine zentrale Speicherprogrammierbare Steuerung|Steuerung in der Fertigungstechnik. Hier stehen insbesondere auch die vielen Standarddiagnosemöglichkeiten im Vordergrund. Weitere Einsatzgebiete sind die Verbindung von „verteilter Intelligenz“, also die Vernetzung von mehreren Steuerungen untereinander (ähnlich PROFIBUS-FMS). Es sind Datenraten bis zu 12 Mbit/s auf verdrillten Zweidrahtleitungen und/oder Lichtwellenleiter möglich.
• PROFIBUS-PA (Prozess-Automation) wird zur Kontrolle von Feldgerät|Messgeräten durch ein Prozessleitsystem in der Prozess- und Verfahrenstechnik eingesetzt. Diese Variante des PROFIBUS ist für Explosionsschutz|explosionsgefährdete Bereiche (Explosionsschutz#Einteilung der explosionsgefährdeten Zonen|Ex-Zone 0 und 1) geeignet. Hier fließt auf den Busleitungen in einem eigensicheren Stromkreis nur ein begrenzter Strom, so dass auch im Störfall keine explosionsfähigen Funken entstehen können. Ein Nachteil des PROFIBUS PA ist die relativ langsame Datenübertragungsrate von 31,25 kbit/s.
• PROFIBUS-FMS (Fieldbus Message Specification) war vor allem für den Einsatz in komplexen Maschinen und Anlagen gedacht. Diese Protokollvariante wurde von DP abgelöst und ist heute nicht mehr Bestandteil der Internationalen Feldbusnorm.

http://de.wikipedia.org/wiki/Profibus

Was ist RS485

SA_04 Seite 6

Ist ein Übertragungsstandard

Zeichen werden über das Vorzeichen der Spannungdifferenz identifiziert

Welche Daten werden bei UART übertragen?

SA_04 Seite 6

1 Startbit

5-8 Informationsbits

1 Paritätsbit

1 Stopbit

Was versteht man unter einer schlupffreien Übertragung?

SA_04 Seite 6?

zwischen Stoppbit des vorigen Nachrichtenbytes und Startbit des nächsten, darf keine Pause sein. (innerhalb eines Telegrams/Nachricht) zwischen den Nachrichten (zwecks Sync und Fehlererkennung, bzw. Bitzeit des Busses) schon.

Wie funktioniert der Buszugriff bei Profibus? Welche Formel gilt für den Tokenumlauf?

SA_04 Seite 9-12

Master haben logischen Tokenring, Slaves werden via Polling über den selben Bus abgefragt

Master greifen ueber Token auf Bus zu, Slaves werden via Polling abgefragt. Tokenumlaufzeit wird vom Anwender projektiert.

T(TH) = T(TR) - T(RR)

T(TH) := Token Hold Time

T(TR) := Target Token Rotation Time (Zielumlaufzeit)

T(RR) := Real Token Rotation Time (tatsaechliche)

Wie funktioniert das FDL Protokoll bei Profibus?

SA_04 Seite 13,17,22

FDL = Fieldbus datalink layer-protocol

Nachdem Geräte aktiviert sind, gehen diese in den Passive-Idle Zustand. Master warten, wenn sie auf den Bus zugreifen wollen, so lange bis das Token bei ihnen Ankommt (Listen-Token Zustand). Wenn Token geclaimt, wechsel in den Use-Token (u. Active-Idle) Zustand, wo das Token verwendet wird. Bevor Daten gesendet werden müssen sie überprüfuen ob sie noch die Erlaubnis haben auf den Bus zuzugreifen (Check-Access-Time Zustand). Falls Zeit abgelaufen, Token an die nächste Station weiterreichen u. überprüfuen ob fehlerfrei angekommen (Pass-Token Zustand). Falls bei Master nach einer gewissen vorgesehenen Zeit kein Token ankommt, fordern diese aktiv einen Token an od. generieren einen neuen.

Power on Reset -> Offline

• Offline
  • Passive Idle
  • Token Listening
• Token Listening
  • Active Idle
    • Use Token
  • Token claimed
• Use Token
  • Check Access time
    • Pass Token
      • Check token pass
  • Await data response

Nennen Sie die drei Komponenten zu Profibus DP?

SA_04 Seite 34

• DP-Master Klasse 1 (DPM1): Zentrale Steuerung, die Daten mit den dezentralen E/As (DP-Slaves) austauscht. Typischerweise SPS oder Controller.
• DP-Master Klasse 2 (DPM2): Projektierungs-, Überwachungs- oder Engineering-Werkzeug zur Inbetriebnahme der DP-Slaves
• DP-Slave: Peripheriegerät mit direkter Schnittstelle zu den E/A Signalen (E/A, Antriebe, Ventile)

Was bedeutet Freeze?

SA_04 Seite 40

Synchronisation der Eingänge

Was bedeutet Sync?

SA_04 Seite 40

Synchronisation der Ausgänge

Welche Aufgaben führt ein DP-Master im Zustand CLEAR durch?

SA_04 Seite 42

DP = Decentralized Peripherals

PA = Prozess-Automation

FMS = Fieldbus Message Specification [2]

• Konfigurierung und Parametrierung der Slaves
• Senden des ersten Ausgabetelegramms

Was sind die 2 Aufgaben des DTM und von wem werden sie zur Verfügung gestellt?

SA_04 Seite 52

DTM = Device Typ Manager ist ein Treiber

• kennt alle gerätespezifischen Daten und Regeln für
  • Abarbeitungsvorgänge (Initialisierung, Kalibrierung, ...)
  • Kommunikation
• liest Daten von und zum Gerät (über FDT-Channel)
• enthält alle Anwenderdialoge
• unterstützt gerätespezifische Diagnosefunktionen
• bietet Dokumentation in Form von Hilfsdateien
• wird vom Gerätehersteller zur Verfügung gestellt

Nennen Sie die drei Komponenten zu Profinet IO?

SA_04 Seite 56

• • IO-Controller
  • IO-Supervisor
  • IO-Devices

Was ist CIP?

SA_04 Seite 57?

Common Industrial Protocol

Protokoll, das den Übergang der Feldbusse in industrielles Ethernet und in IP-Netze unterstützt. Das CIP-Protokoll liegt oberhalb der Transportschicht und erweitert die reinen Transportdieste um Kommunikationsdienste für die Automatisierungstechnik.

• CIP ist objektorientiert
• Netzwerk unabhängig

http://www.ethernetip.de/cip/cip.html

Folien Teil 5 - Sensor/Aktor Systeme in Gebäuden

Nennen Sie drei typische Anwendungen für die Gebäudeautomation?

SA_05 Seite 4(-8)

• Heizung, Klima, Lüftung
• Safety, Security
• Beleuchtung/Beschattung

Was versteht man unter Graceful Degradation?

SA_05 Seite 10

(Graceful: Anmutig, Graziös)

Mit Graceful degradation wird die Eigenschaft eines (Computer)Systems bezeichnet, auf Fehler und unerwartet eintreffende Ereignisse sicher und angemessen zu reagieren: Ein Fehler im Einzelsystem reduziert die Funktionalität des Gesamtsystems nur schrittweise, etwa durch eine verminderte Qualität oder einen reduzierten Funktionsumfang. [3]

Bsp.: ABS im Auto. Einer der Knoten reagiert falsch und schließt die Bremsbacken obwohl dieser offen sein sollte. Angemessene Reaktion (wenn nicht durch Recover-Lösbar) abschalten der ABS Funktion aber die Lenkbarkeit (Bremsanlage) funktioniert weiterhin, aber eben ohne ABS.

Nennen von 3 Herausforderungen bei der Gebäudeautomation

SA_05 Seite 11

• Kostensensitiv

• Lange Lebenszyklen
  • Technisch Konservativ
  • Ausschreibungen verlangen oft Normenkonformität

• Stochastische Störgrößen
  • Wechselnde Witterungsverhältnisse, Personenzahl, Verhalten
  • oft händischer Eingriff nötig

• Potentiell außerordentlich große Ausdehnung
  • Lokalität der Daten hoch -> Dezentraler Ansatz

Aufgaben der Managementebene bei Gebäudeautomation

SA_05 Seite 12, SA_01 Seite 20,26-27

• Aufzeichnen
• Archivieren
• Zentrales Überwachen
• Weiterleiten von Meldungen

Was versteht man unter Offenen Systemen? Nennen Sie Vor- und Nachteile dazu?

SA_05 Seite 16

• Spezifikation offen zugänglich
• Implementierungen zu nicht diskriminierenden Bedingungen
• nicht notwendigerweise kostenlos
• Änderungen, Reparatur, Erweiterungen durch andere Anbieter als dem ursprünglichem Hersteller möglich
• Gewerkeübergreifend

Nenne 2 gewerkeübergreifende offene Systeme zur Gebäudeautomation

SA_05 Seite 16

• BACnet
• KNX
• LonWorks

Nennen Sie die 3 Komponenten von LonWorks

SA_05 Seite 20

• LonTalk Protokoll
• Neuron Chip
• Netzwerk Management Tool (LNS - LonWorks Network Services)

Nennen Sie drei typische Netzwerktechniken für BACnet?

SA_05 Seite 24

BACnet definiert eine zusammengefasste 4-Schichten-Kommunikation, die folgende Alternativen für die Schicht 1 und 2 bietet:[4]

• PTP (Point-To-Point) über RS-232
• MS/TP (Master-Slave/Token-Passing)
• ARCNET
• Ethernet
• BACnet/IP
• LonTalk

Folien Teil 6 - Sensor/Aktor Systeme in Automobilen

Verschiedene Nutzungen von Netzwerken in Autos

SA_06 Seite 4-14

• comfort and basic service systems
• drive train and chassis control
• safty critical systems
• multimedia

Was versteht man unter Bitstuffing? Welche Schicht nach dem OSI-Modell ist dafür verantwortlich? Nennen Sie ein Feldbus-Protokoll, das sich dieser Methode bedient.

SA_06 Seite 22?

Ist im OSI-Layer 2 (Data-Link) angesiedelt.

Nach einer gewissen Anzahl von übertragenen, gleichen Bit Zuständen wird ein invertiertes Bit gesendet. Dieses wird vom Empfänger erkannt und wieder entfernt. Hilft, dass Empfänger die Synchronisierung mit dem Sender auch bei langen 0 oder 1 Folgen nicht verliert. CAN verwendet Bitstuffing.

Flanke zur Synchronisation wird nicht berücksichtigt.

CAN Kommunikationszyklus, welche 4 Segmente gibt es?

SA_06 Seite 25

• Datentelegramm
  • Datenübertragung von einem sender zu einem oder mehreren Empfängern auf initiative des Senders
• Datenanforderungstelegramm
  • Empfänger fordern Datentelegramm von Sender an
• Fehlertelegramm
  • Signalisierung eines Fehlers durch Sender oder Empfänger
• Überlasttelegramm
  • Verzögert den Sender

Wie wird ein CAN Fehlertelegramm von Datennachricht unterschieden?

SA_06 Seite 28?

• Das Errorflag beginnt mit 6 Dominanten Bits. Das verletzt das Bitstuffing (Weite: 5 Bits) und zeigt den Anfang eines Fehlertelegramms an.
• Das Error Frame besteht aus 6 dominanten Bits und überschreibt somit alles andere auf dem Bus. Auch hier wird absichtlich die Bit Stuffing Regel verletzt, um das Signal eindeutig erkennbar zu machen.

Prinzipiell würde auch ein Errorflag alleine für den Error Frame ausreichen. Wird jedoch das Error-Flag vom Sender einer Nachricht geschickt, erkennen die Empfänger erst bei der Verletzung des Bitstuffings den Fehler und senden Ihrerseits ein Error-Flag.

Wie wird bei CAN verhindert, dass ein fehlerhafter Knoten das Netz lahmlegt?

SA_06 Seite 32

Es wird gezählt wie viele Fehler beim Empfang (RX_Cnt) und beim Senden (TX_Cnt) festgestellt wurden. Diese Counter werden jeweils erhöht wenn ein Knoten einen Fehler während des jeweiligen Vorganges erkennt. Je nach Fehlertyp können unterschiedliche Werte addiert werden.

Dann werden drei Zustände unterschieden:

• Fehleraktiv: RX_Cnt < 128 && TX_Cnt < 128
• Fehlerpassiv: TX_CNt > 127 oder TX_Cnt > 127
• vom Bus abgeschaltet: TX_Cnt > 255

Der Knoten startet im Fehleraktiven Zustand. Überschreitet ein Zähler die 127 Marke wird der Knoten in den fehlerpassiven Zustand gesetzt. In diesem Zustand zeigt er Fehler nicht mehr durch den Dominanten Zustand am Bus an. Erkennt er, dass auch andere Knoten den Fehler erkannt haben zählt er von dem entsprechenden Counter wieder eins ab.

Kommt er so wieder unter 128 ist er wieder Fehleraktiv.

Erkennt er immer mehr Fehlerhafte Nachrichten trennt er sich selbst vom Bus.

Ist der Knoten an sich fehlerhaft (Ausfall der Protokoll-Machine+Knoten) kann er zu einem Babbling Idiot werden. In diesem Fall kann er den ganzen Bus lahmlegen. (Vgl. BG von FlexRay).

Ein Zeitdiagramm mit 3 Timeslots zum einem LIN Cluster (1 Master + 2 Slaves) bei Event Triggered Frames. Einzuzeichnen die Antworten der Slaves

SA_06 Seite 38

Es sind nur ein paar Pfeile gefragt. Zusätzliche Erklärungen:

LDF = LIN description File

• Event triggered Frames (mit multicast vom Master aus weg)
• Wenn mehrere Events gleichzeitig gemeldet werden -> Kollision!!
  • Lösung: Master wechselt in Schedule Mode: Und Pollt Slaves einzeln. Anschließend wird wieder in den Standard Event triggered Modus umgeschalten werden.

Was steht im LIN Descriptor file (LDF)

SA_06 Seite 39

• Eigenschaften des LIN Clusters
• Kommunikationsbeziehungen
• Schedule

Node Capability File (NCF)

• Leistungsumfang eines Knotens
• Definition der Frames und Signale, Bitrate

Wie ist ein Flexray-Knoten aufgebaut? Skizze und Erklärung der Punkte

SA_06 Seite 41

• Host
  • Implementiert Anwendungssoftware
  • Überwacht und konfiguriert Bus Guardian und Bus Driver
• Communication Controller
  • Implementiert FlexRay Protokoll
  • Schnittstelle zwischen Host und Bus
  • Uhrensynchronisation
• Bus Driver
  • Anpassung der Daten an das Medium
• Bus Guardian
  • Erkennt „Babbling Idiot“

Bus Guardian: was macht der? Wo wird der eingesetzt?

SA_06 Seite 41

Erkennt einen "babbling idiot" und kann diesen vom bus trennen - Babbling Idiot protection

Wird bei flexray, TTP/C eingesetzt.

Nennen Sie die vier aufeinanderfolgenden Segmente bei einem Kommunikationszyklus bei FlexRay

SA_06 Seite 42

• statisches Segment
• dynamisches Segment
• symbol window (für z.b. WakeUp)
• network idle time

Folien Teil 7 - LU / Sensoren & Aktuatoren

Mit welchen Sensoren lässt sich Entfernung messen?

SA_07 Seite 14

• Optisch (Triangulationsprinzip)
• Sonar

Wie funktioniert ein induktiver Näherungsschalter? Welche Voraussetzung müssen die Gegenstände dafür erfüllen?

SA_07 Seite (9,)15

Annäherung dämpft die Amplitude des Schwingkreises. Das Material muss magnetisch sein.

Die Dämpfung der Amplitude im Schwingkreis wird durch die Wirbelstromverluste in einem magnetischen sich annähernden Material verursacht. ist das ding nicht magnetisch (magnetisierbar) so können in dem Metall keine Wirbelströme auftreten. (z.B. ALU)

EDIT: Also im Skriptum steht, dass das Material nur elektrisch leitend sein muss. ->Skriptum S. 29

Was ist ein kapazitiver Näherungsschalter

SA_07 Seite (9,)16

Sensor, bestehend aus Schwingkreis.

Annäherung verändert Kapazität des internen Kondensators, der dadurch die Frequenz des Oszillators ändert.

Beschreiben eines Reed-Schalters mit einfacher Skizze.

SA_07 Seite 17

http://de.wikipedia.org/wiki/Reed-Relais

Wie funktioniert ein Drehwinkelgeber? Skizze?

SA_07 Seite 18

Building Automation

Was ist DDC?

Building_Automation Seite 6

Direct Digital Control, ähnlich einer SPS für regelungstechnische Aufgaben. In großen Gebäuden werden Zonen eingeteilt, die dann von DDCs geregelt werden. [5]

Eine einem Computer ähnliche elektronische Baugruppe, die für Steuerungs- und Regelungsaufgaben in der Gebäudeautomatisierung eingesetzt wird.

nur im Skriptum

4 Arten der Redundanz aufzählen!

Skriptum Seite 20

• Hardware Redundanz (heiß/kalt),
• Software Redundanz (Betrieb verschiedener Programme zur Realisierung einer Funktion),
• Meßwert Redundanz (mehrfache Erfassung der Meßgrößen),
• Zeit Redundanz (mehrfache Telegrammübertrag mit Vergleich und Quittung)

Heiße/Kalte Redundanz

• Hardware die aktiv mitläuft und auf den Ausfall anderer Komponenten wartet, ist heiß redundant.
• HW, die "schläft" und bei ausfall anderer aktiviert wird, heißt kalt redundant.

Erkläre Reflexions-Lichtschranke

Skriptum Seite 33

Übergreifend, nicht zuordenbar

Eine Tabelle mit mehreren Busssystemen (Profibus/LIN/KNX/usw.) gegeben, ankreuzen welche Busarbitrierung verwendet wird (Token, Summenverfahren, CSMA/(CD/CA)...)

SA_06 Seite 18, ...

Materialien

Neues Material hinzufügen

F

• Fragenausarbeitung.pdf (details)