Elektrische Energietechnik / Physik (auslaufend)

Modulhandbuch

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Elektrische Energietechnik / Physik (EP)

PO-Version [  20182  ]

Automatisierungssysteme

Empfohlene Vorkenntnisse

Vorlesung Signale und Systeme

Lehrform Vorlesung/Labor
Lernziele / Kompetenzen

Die Teilnehmer beherrschen die Funktion und die Auswahl von Speicherprogrammierbaren Steuerungen (SPS) und Prozessleitsystemen (PLS), sowie deren praktischen Einsatz.

Dauer 1
SWS 6.0
Aufwand
Lehrveranstaltung 90 h
Selbststudium / Gruppenarbeit: 90 h
Workload 18 0h
ECTS 6.0
Voraussetzungen für die Vergabe von LP

Klausur K90, Laborarbeit

Leistungspunkte Noten

6 CP

Modulverantwortlicher

Prof. Dr. Jörg Fischer

Empf. Semester 6
Haeufigkeit jedes Jahr (SS)
Verwendbarkeit

Studiengänge EP-plus, EP

Veranstaltungen

Automatisierungssysteme

Art Vorlesung
Nr. E+I251
SWS 4.0
Lerninhalt

1. Grundlagen der Automatisierungstechnik
   - Begriffsdefinitionen
   - Anwendungsgebiete und Automatisierungsobjekte
   - Aufgaben
2. Sensoren und Aktoren in der Automatisierungstechnik
3. Steuerungen
    - Unterschied zw. Regelung und Steuerung
    - Die Programmiernorm DIN EN 61131-3
    - Verknüpfungsfunktionen
    - Verknüpfungssteuerungen
    - Ablaufsteuerungen 
    - Alternative Beschreibungsformen für Ablaufsteuerungen (GRAFCET, Petrinetze, Automaten)
4. Automatisierungsrechner und Rechnersysteme
    - Speicherprogrammierbare Steuerungen (SPS)
    - Prozessleitsysteme (PLS)
5. Kommunikationstechnik
    - Feldbusse (AS-interface, Profibus)
    - Ethernet TCP/IP
    - Industrial Ethernet (ProfiNet, SercosIII, EtherCAT)
    - Intelligente Punkt-zu-Punkt-Verbindungen (IO-Link, HART-Protokoll)
6. Systeme der Fertigungsautomation
    - Computerized Numerical Control (CNC)
    - Industrieroboter

Literatur

Becker, N., Automatisierungstechnik, 2. Auflage, Würzburg, Vogel Business Media, 2014

Langmann, R., Taschenbuch der Automatisierung, 2. Auflage, München, Fachbuchverl. Leipzig Verlag, 2010

Labor Automatisierungssysteme

Art Labor
Nr. EMI252
SWS 2.0
Lerninhalt

In den Laborübungen lernen die Studenten am Beispiel dier SIMATIC S7-1500 und S7-300 wie speicherprogrammierbare Steuerungen bedient und programmiert werden. Als Beispielanwendungen kommen dabei wahlweise ein Fabrikmodell mit verschiedenen Bearbeitungsstationen, ein Festoportalroboter sowie eine Rundtakttischapplikation zum Einsatz. Es werden u.a. folgende Themen behandelt:

  • Entwurf und Implementierung von Verknüpfungsfunktionen, Verknüpfungssteuerungen und Ablaufsteuerungen .
  • die Programmiersprachen Funktionsbausteinsprache(FUP), Ablaufsprache (GRAPH7), Strukturierten Text (SCL) sowie in geringerem Umfang Kontaktplan (KOP) und Anweisungsliste (AWL)
  • Umgang mit Programmiersystemen anhand der Software TIA-Protal von Siemens
  • Entwurf und Programmierung graphischer Bedienoberflächen und Integration in ein Automatisierungssystem
  • Analogwertverarbeitung mit Automatisierungsrechnern
Literatur

 

Ausführliche Laboranleitungen zu den Versuchen

Bachelorarbeit

Empfohlene Vorkenntnisse

150 Credits einschließlich des Betriebspraktikums (zwingende Vorraussetzung)

Lehrform Wissenschaftl. Arbeit/Sem
Lernziele / Kompetenzen

Ein erstes Lernziel ist, dass die im Studium erworbenen Kenntnisse und Fähigkeiten methodisch und im Zusammenhang eingesetzt werden können. Die Kompetenz, ein Problem innerhalb einer vorgegebenen Frist selbstständig strukturieren, nach wissenschaftlichen Methoden systematisch bearbeiten und schließlich transparent dokumentieren zu können, qualifiziert die Absolventen für einen Eintritt in die Community der Ingenieure.

Wesentlicher Bestandteil ist die Kompetenz zur zielgruppengerechten Präsentation des Projektes und der in der Arbeit erzielten Resultate in verschiedenen Präsentationsformen. Mit dem erfolgreichen Abschluss des Moduls ist damit auch ein indirektes Lernziel erreicht: dem Absolventen mit dem erfolgreichen Abschluss eines individuellen Projektes ein zur Ausübung des Ingenieurberufes hinreichendes Selbstverständnis mit auf den Weg zu geben.

 

Dauer 1
SWS 2.0
Aufwand
Lehrveranstaltung 0 h
Selbststudium / Gruppenarbeit: 420 h
Workload 420 h
ECTS 14.0
Voraussetzungen für die Vergabe von LP

Abschlussarbeit und Kolloquium

Leistungspunkte Noten

14 CP

Modulverantwortlicher

Prof. Dr. Christoph Nachtigall

Empf. Semester 7
Haeufigkeit jedes Jahr (WS)
Verwendbarkeit

Studiengang EP

Veranstaltungen

Bachelor-Thesis

Art Wissenschaftl. Arbeit
Nr. E+I0702
SWS 0.0

Kolloquium

Art Seminar
Nr. E+I0703
SWS 2.0

Bachelor-Thesis

Art Wissenschaftl. Arbeit
Nr. EMI0702
SWS 0.0

Kolloquium

Art Seminar
Nr. EMI0703
SWS 2.0

Betriebliche Praxis

Empfohlene Vorkenntnisse

Frühestens im 5. Semester. Nach 3 Semestern müssen mindestens 75 Credits oder zum Ende des dem Praktischen Studiensemester unmittelbar vorangehenden Semesters mindestens 90 Credits erbracht sein. Eine den Vorschriften entsprechende Praxisstelle muß zur Genehmigung vorlegt werden.

 

Lehrform Praktikum
Lernziele / Kompetenzen

Der Teilnehmer verankert und erweitert das bereits Erlernte durch praktische Erfahrung, lernt die Bedeutung der Teamarbeit kennen, wendet Softskills an und erweitert sie.

Dauer 1
Aufwand
Lehrveranstaltung 0 h
Selbststudium / Gruppenarbeit: 720 h
Workload 720 h
ECTS 24.0
Voraussetzungen für die Vergabe von LP

Praxisberichte, Zeugnis der Praxisstelle

Leistungspunkte Noten

24 CP

Modulverantwortlicher

Prof. Dr.-Ing. Werner Reich

Empf. Semester 5
Haeufigkeit jedes Jahr (WS)
Verwendbarkeit

Studiengänge EP-plus, EP, EI, EIp, MK, MKp

Veranstaltungen

Betriebspraktikum

Art Praktikum
Nr. E+I1724
SWS

Elektrische Antriebe I

Empfohlene Vorkenntnisse

komplettes Grundstudium

Lehrform Vorlesung
Lernziele / Kompetenzen

Die Teilnehmer lernen die Funktionsweise der wichtigsten leistungselektronischen Stellglieder
zum Betreiben elektrischer Maschinen sowie die grundlegenden Eigenschaften einiger
bedeutender elektrischer Maschinen selbst kennen. Die spezifischen Eigenschaften der den
leistungselektronischen Stellgliedern zugrundeliegenden Leistungshalbleiterbauelemente
werden überblickt. Die Teilnehmer eignen sich außerdem die Fähigkeit zur Beurteilung,
welche Applikationen mit welchen Antriebskomponenten auszurüsten sind und mit welchen
Schwierigkeiten dabei zu rechnen ist, an.

Dauer 1
SWS 6.0
Aufwand
Lehrveranstaltung 90 h
Selbststudium / Gruppenarbeit: 90h
Workload 180 h
ECTS 6.0
Voraussetzungen für die Vergabe von LP

Klausur K120

Leistungspunkte Noten

6 CP

Modulverantwortlicher

Prof. Dr.-Ing. habil. Uwe Nuß

Empf. Semester 4
Haeufigkeit jedes Jahr (SS)
Verwendbarkeit

Studiengänge EI, EI-plus, EI-3nat, MK, MK-plus, EP

Veranstaltungen

Leistungselektronik

Art Vorlesung
Nr. E+I256
SWS 4.0
Lerninhalt

- Aufgaben der Leistungselektronik
- Bauelemente der Leistungselektronik
- Wechselstrom- und Drehstromsteller
- Netzgeführte Stromrichter
- Selbstgeführte Stromrichter
- Umrichter
- Verfahren zur Ansteuerung von Stromrichtern

Literatur

Jäger, R., Stein, E., Leistungselektronik, VDE-Verlag, Berlin, Offenbach, 2011
Schröder, D., Leistungselektronische Schaltungen, 3. Auflage, Berlin, Heidelberg, Springer-Verlag, 2012
Specovius, J., Grundkurs Leistungselektronik, 8. Auflage, Wiesbaden, Vieweg Verlag, 2017

Grundlagen elektrischer Antriebe

Art Vorlesung
Nr. EMI257
SWS 2.0
Lerninhalt

- Grundsätzlicher Aufbau von Antriebssystemen:
Lasten, Getriebe, Motor, Umformer, Netz
- Grundlagen der Antriebstechnik:
Mechanische Größen, Energieflussbetrachtung, Drehmomenterzeugung, Verluste, Wirkungsgrad
Nennwerte von Elektromotoren, Drehfeld
- Gleichstrommaschinen:
Aufbau, Wirkungsweise, Grundgleichungen, Betriebsverhalten, DC-Motoren mit Permanentmagneterregung
DC-Reihenschlussmotor, Universalmotor
- Synchronmaschinen:
Aufbau, Wirkungsweise, Grundgleichungen, Betriebsverhalten, Einphasenbetrieb, Vergleich Permanent-/ Reluktanz-/Hysterese-Läufer
- Schrittmotoren:
Aufbau u. Schaltung, Stromversorgung und Ansteuerung, Betriebsverhalten, Anwendungen
- Elektronikmotoren:
Aufbau, Ansteuerung und Anwendung
- Linearmotoren für kleine Leistungen

Literatur

Jäger, R., Stein, E., Leistungselektronik, Berlin, Offenbach, VDE-Verlag, 2011
Specovius, J., Grundkurs Leistungselektronik, 8. Auflage, Wiesbaden, Vieweg Verlag, 2017
Schröder, D., Elektrische Antriebe - Regelung von Antriebssystemen, 4. Auflage, Berlin, Heidelberg, Springer-Verlag, 2015
Fischer, R., Elektrische Maschinen, 16. Auflage, München, Wien, Hanser Verlag, 2017

Elektrische Antriebe II

Empfohlene Vorkenntnisse

Elektrische Antriebe I

Lehrform Vorlesung/Labor
Lernziele / Kompetenzen

Die Teilnehmer lernen die Wirkungsweise der am weitesten verbreiteten elektrischen Antriebe kennen. Sie beherrschen am Ende die wichtigsten formelmäßigen Zusammenhänge zwischen Strömen, Spannungen, Drehmoment und Drehzahl der betrachteten Antriebe und können die Antriebe grob auslegen. Die Teilnehmer verschaffen sich außerdem einen Überblick über die feldorientierte Regelung elektrischer Antriebe. Im Labor machen sich die Teilnehmer mit dem Umgang mit verschiedenen elektrischen Antrieben und mit ihrem Betriebsverhalten, insbesondere bei Stromrichterspeisung, vertraut.

Dauer 1
SWS 4.0
Aufwand
Lehrveranstaltung 60 h
Selbststudium / Gruppenarbeit: 90 h
Workload 150 h
ECTS 5.0
Voraussetzungen für die Vergabe von LP

Klausur K90 und Laborarbeit

Leistungspunkte Noten

5 CP

Modulverantwortlicher

Prof. Dr.-Ing. habil. Uwe Nuß

Empf. Semester 7
Haeufigkeit jedes Jahr (SS)
Verwendbarkeit

Studiengänge EI, EI-plus, MK, MK-plus

Veranstaltungen

Industrielle Antriebe

Art Vorlesung
Nr. EMI258
SWS 2.0
Lerninhalt

- Lastkennlinien und Bewegungsgleichungen elektrischer Antriebe
- Sensoren für elektrische Antriebe
- Wicklungen von Drehfeldmaschinen
- Raumzeigertheorie
- Stationäres mathematisches Modell und Betriebskennlinien der Asynchronmaschine im Grunddrehzahl- und Feldschwächbereich
- Ausführungsformen und Regelungsstruktur stromrichtergespeister Antriebe mit Asynchronmaschinen
- Verfeinertes stationäres mathematisches Modell der permanentmagneterregten Synchronmaschine
- Regelungsstruktur stromrichtergespeister Antriebe mit permanentmagneterregten Synchronmaschinen

Literatur

Meyer, M., Elektrische Antriebstechnik, Bände 1 und 2., Berlin, Heidelberg, Springer-Verlag, 1985

Schröder, D., Elektrische Antriebe - Regelung von Antriebssystemen, 4. Auflage, Berlin, Heidelberg, Springer-Verlag, 2001

Fischer, R., Elektrische Maschinen, 16. Auflage, München, Wien, Hanser Verlag, 2013

Labor Elektrische Antriebe und Leistungselektronik

Art Labor
Nr. EMI259
SWS 2.0
Lerninhalt

Untersuchung des Betriebsverhaltens von Gleichstrom-, Asynchron-und permanentmagneterregten Synchronmaschinen sowie von Schrittmotoren
- Messtechnische Ermittlung von Maschinenparametern
- Ausmessung von Bauelementen der Leistungselektronik
- Betrieb elektrischer Maschinen mit Thyristor- und Transistorstellgliedern
- Inbetriebnahme von Regelkreisen bei elektrischen Antrieben

Literatur

Jäger, R., Stein, E., Leistungselektronik, Berlin, Offenbach, VDE-Verlag, 2011
Schröder, D., Leistungselektronische Schaltungen, 3. Auflage, Berlin, Heidelberg, Springer-Verlag, 2012
Specovius, J., Grundkurs Leistungselektronik, 8. Auflage, Wiesbaden, Vieweg Verlag, 2017
Schröder, D., Elektrische Antriebe - Regelung von Antriebssystemen, 4. Auflage, Berlin, Heidelberg, Springer-Verlag, 2015
Fischer, R., Elektrische Maschinen, 16. Auflage, München, Hanser Verlag, 2013
Meyer, M., Elektrische Antriebstechnik, Bände 1 und 2, Berlin, Heidelberg, Springer-Verlag, 1985

Elektrizitätswirtschaft

Empfohlene Vorkenntnisse

Vorlesung "Erzeugung und Verteilung elektrischer Energie 2"

Lehrform Vorlesung
Lernziele / Kompetenzen

wird noch festgelegt

Dauer 1
SWS 4.0
Aufwand
Lehrveranstaltung 60 h
Selbststudium / Gruppenarbeit: 90 h
Workload 150 h
ECTS 5.0
Voraussetzungen für die Vergabe von LP

Klausur K90

Leistungspunkte Noten

5 CP

Modulverantwortlicher

Prof. Dr. Ing. Sven Meier

Empf. Semester 7
Haeufigkeit jedes Jahr (WS)
Verwendbarkeit

Studiengänge EP-plus, EP

Veranstaltungen

Smart Grids

Art Vorlesung
Nr. E+I1731
SWS 2.0
Lerninhalt

noch nicht festgelegt

Literatur

noch nicht festgelegt

Elektrizitätswirtschaft

Art Vorlesung
Nr. E+I1730
SWS 2.0
Lerninhalt

noch nicht festgelegt

Literatur

noch nicht festgelegt

Embedded Systems

Empfohlene Vorkenntnisse

komplettes Grundstudium

Lehrform Vorlesung
Lernziele / Kompetenzen

Die Studierenden verstehen, wie Festkörper auf atomistischem Niveau aufgebaut sind, welche Eigenschaften sie haben und wie sie physikalisch-mathematisch beschrieben werden.

Dauer 1
SWS 4.0
Aufwand
Lehrveranstaltung 60 h
Selbststudium / Gruppenarbeit: 90 h
Workload 150 h
ECTS 5.0
Voraussetzungen für die Vergabe von LP

Klausur K90

Leistungspunkte Noten

5 CP

Modulverantwortlicher

Prof. Dr. Daniel Fischer

Empf. Semester 3
Haeufigkeit jedes Jahr (WS)
Verwendbarkeit

Studiengänge EP-plus, EP

Veranstaltungen

Embedded Systems

Art Vorlesung
Nr. EMI231
SWS 2.0
Lerninhalt

Befehlsstrukturen und –verarbeitung in Mikroprozessoren Adressierung der 80x86-Prozessoren Assembler-Source-Code erstellen und umsetzen in Objectcode und ausführbare Dateien Verbindung zum Betriebssystem durch Interrupts Zyklische und verzweigte Programme Flags Stackoperationen Logische und arithmetische Befehle Makros und Prozeduren Periphere Anbindung mit IN und OUT Textausgaben Adressierungsarten Aufbau von Mikrocontrollern Register, RAM, EEPROM, Flash Ports und Peripherie Systementwicklung Tools zum effektiven Arbeiten mit Embedded Systems

 

Literatur

Uhlenhoff, A., Mikrocontroller Werkzeugkasten HC12, Aachen, Shaker Verlag, 2002

Heiß, P., PC Assemblerkurs, Heise-Verlag, 1994

Labor Embedded Systems

Art Labor
Nr. EMI232
SWS 2.0
Lerninhalt
  • Vorbereitende Arbeiten
  • Einrichten einer IDE auf dem PC
  • Anwendung der in der VL erlernten Befehle
  • Ausführbare Dateien direkt erstellen, also ohne Übersetzungshilfen
  • Untersuchung der EXE-Dateien in Hexadezimaldarstellung
  • Echtzeitanwendungen
  • Textverarbeitung Embedded Systems
  • Vollständiger Aufbau eines eigenen Embedded Systems (das vom Studierenden käuflich erworben werden kann)
  • Aufbringen eines Bootloaders und eines Betriebssystems
  • Verbinden mit einem PC und Datenkommunikation einrichten
  • Analoge und digitale Schnittstellen in Programme einbinden
  • Zusatzhardware integrieren
  • Stand-alone-System aufbauen
  • Tools kennen lernen

 

Literatur

Laborumdrucke, Hochschule Offenburg, 2019

Erzeugung und Verteilung elektrischer Energie 1

Empfohlene Vorkenntnisse

komplettes Grundstudium

Lehrform Vorlesung
Lernziele / Kompetenzen

Die Studierenden kennen die Grundzüge der elektrischen Energieversorgung und den prinzipiellen Aufbau von Energieversorgungsnetzen. Sie haben die verschiedenen Möglichkeiten zur Stromerzeugung und -speicherung kennengelernt.

Dauer 1
SWS 4.0
Aufwand
Lehrveranstaltung 60 h
Selbststudium / Gruppenarbeit: 90 h
Workload 150 h
ECTS 5.0
Voraussetzungen für die Vergabe von LP

Klausur K90

Leistungspunkte Noten

5 CP

Modulverantwortlicher

Prof. Dr. Sven Meier

Empf. Semester 3
Haeufigkeit jedes Jahr (WS)
Verwendbarkeit

Studiengänge EPp und EP

Veranstaltungen

Erzeugung und Verteilung elektrischer Energie 1

Art Vorlesung
Nr. E+I1721
SWS 4.0
Lerninhalt

- Elektrische Energieerzeugung (fossilie Kraftwerke, Kernkraftwerke, Wasserkraftwerke, Windenergieanlagen, photovoltaische Anlagen)

- Energieversorgungsnetze (Übertragungssyteme, Drehstromnetze, Netzstrukturen von Windparks)

- Speicherung elektrischer Energie

Literatur

Heuck, K., Dettman K.-D., Schulz D., Elektrische Energieversorgung : Erzeugung, Übertragung und Verteilung elektrischer Energie für Studium und Praxis, 8. Auflage, Wiesbaden, Vieweg+Teubner, 2010

 

Erzeugung und Verteilung elektrischer Energie 1

Art Vorlesung
Nr. EMI1721
SWS 4.0
Lerninhalt

- Elektrische Energieerzeugung (fossilie Kraftwerke, Kernkraftwerke, Wasserkraftwerke, Windenergieanlagen, photovoltaische Anlagen)

- Energieversorgungsnetze (Übertragungssyteme, Drehstromnetze, Netzstrukturen von Windparks)

- Speicherung elektrischer Energie

Literatur

Heuck, K., Dettman K.-D., Schulz D., Elektrische Energieversorgung : Erzeugung, Übertragung und Verteilung elektrischer Energie für Studium und Praxis, 8. Auflage, Wiesbaden, Vieweg+Teubner, 2010

 

Erzeugung und Verteilung elektrischer Energie 2

Empfohlene Vorkenntnisse

Vorlesung Erzeugung und Verteilung elektrischer Energie 1

Lehrform Vorlesung/Labor
Lernziele / Kompetenzen

Die Absolventinnen und Absolventen haben ein fundiertes Wissen über elektrische Netze, können Sie mathematisch beschreiben und können elektrische Netze planen. Sie kennen die Zusammenhänge, die wichtig sind, um die Wechselwirkungen zwischen Energieerzeugung (insbesondere auch regenerative Energien), Verteilung und Verbrauch zu verstehen.

Dauer 1
SWS 6.0
Aufwand
Lehrveranstaltung 90 h
Selbststudium / Gruppenarbeit: 90 h
Workload 180 h
ECTS 6.0
Voraussetzungen für die Vergabe von LP

K90, Laborarbeit

Leistungspunkte Noten

6 CP

Modulverantwortlicher

Prof. Dr. Sven Meier

Empf. Semester 4
Haeufigkeit jedes Jahr (SS)
Verwendbarkeit

Studiengänge EP-plus, EP

Veranstaltungen

Erzeugung und Verteilung elektrischer Energie 2

Art Vorlesung
Nr. EMI1722
SWS 4.0
Lerninhalt

- Elektrische Netze (Aufbau und Ersatzschaltbilder der Netzelemente)

- Auslegung von Netzen

- Betriebsführung und Planung elektrischer Energieanlagen

- Berechnung von Drehstromnetzen

 

 

Literatur

Heuck, K., Dettmann, K.-D., Schulz D., Elektrische Energieversorgung : Erzeugung, Übertragung und Verteilung elektrischer Energie für Studium und Praxis, 8. Auflage, Wiesbaden, Vieweg+Teubner, 2010

 

Labor Erzeugung und Verteilung elektrischer Energie

Art Labor
Nr. EMI1723
SWS 2.0
Lerninhalt

Versuche zu folgenden Themen:

- Drehstromnetzmodell

- Wechselrichter, Netzbetrieb

- Prüfstand für Photovoltaik

- Simulationsstand für Windenergieanlagen

- Elektrochemische Speicher, Inselanlagen

Literatur

Heuck, K., Dettmann, K.-D., Schulz D., Elektrische Energieversorgung : Erzeugung, Übertragung und Verteilung elektrischer Energie für Studium und Praxis, 8. Auflage, Wiesbaden, Vieweg+Teubner, 2010

Erzeugung und Verteilung elektrischer Energie 3

Empfohlene Vorkenntnisse

Module Erzeugung und Verteilung elektrischer Energie 3

Lehrform Vorlesung
Lernziele / Kompetenzen

wird noch festgelegt

Dauer 1
SWS 4.0
Aufwand
Lehrveranstaltung 90h
Selbststudium / Gruppenarbeit: 90h
Workload 180h
ECTS 5.0
Voraussetzungen für die Vergabe von LP

Klausur K90

Leistungspunkte Noten

5 CP

Modulverantwortlicher

Prof. Dr. Sven Meier

Empf. Semester 6
Haeufigkeit jedes Jahr (WS)
Verwendbarkeit

Studiengang EP

Veranstaltungen

Erzeugung und Verteilung elektrischer Energie 3

Art Vorlesung
Nr. EMI701
SWS 4.0
Lerninhalt

Weiterführende Themen der elektrischen Energietechnik. Die konkreten Lerninhalte werden vom noch zu berufenden Professor/Professorin festgelegt.

Fachübergreifende Wahlpflichtfächer

Empfohlene Vorkenntnisse

abhängig von den belegten Fächern, mindestens komplett absolvierten ersten Studienabschnitt

Lehrform Vorlesung
Lernziele / Kompetenzen

Die Studierenden vertiefen ihre fachübergreifenden Kompetenzen.

Dauer 1
SWS 6.0
Aufwand
Lehrveranstaltung 90h
Selbststudium / Gruppenarbeit: 90h
Workload 180h
ECTS 6.0
Voraussetzungen für die Vergabe von LP

abhängig von den belegten Lehrveranstaltungen. Die Liste der möglichen Wahlpflichtfächer und die Voraussetzungen für die Vergabe von Leistungspunkten wird den Studierenden jeweils vor Semesterbeginn bekannt gegeben. Sie wird vom Fakultätsrat beschlossen.

Jede der Lehrveranstaltungen, die als Fachübergreifendes Wahlpflichtfach eingebracht werden, müssen einzeln bestanden sein.

Leistungspunkte Noten

Insgesamt 6 CP

Modulverantwortlicher

Prof. Dr. Christoph Nachtigall

Empf. Semester 7
Haeufigkeit jedes Jahr (WS)
Verwendbarkeit

Studiengang EP

Veranstaltungen

Fachübergreifende Wahlpflichtfächer

Art Vorlesung
Nr. E+I0705
SWS 6.0
Lerninhalt

siehe Liste

Netzschutztechnik

Empfohlene Vorkenntnisse

komplettes Grundstudium

Lehrform Vorlesung/Labor
Lernziele / Kompetenzen

Der Teilnehmer gewinnt die Fähigkeit zum gezielten Einsatz von Sensoren und geeigneten
Signalverarbeitungsverfahren in der Messtechnik, Automatisierungstechnik und in der
Regelungstechnik.

Dauer 1
SWS 5.0
Aufwand
Lehrveranstaltung 60 h
Selbststudium / Gruppenarbeit: 90 h
Workload 150 h
ECTS 5.0
Voraussetzungen für die Vergabe von LP

Klausur K90 und Laborarbeit

Leistungspunkte Noten

5 CP

Modulverantwortlicher

Prof. Dr.-Ing. Sven Meier

Empf. Semester 6
Haeufigkeit jedes Jahr (SS)
Verwendbarkeit

Studiengang EI, EI-3nat, MK, EP

Veranstaltungen

Netzschutztechnik

Art Vorlesung
Nr. E+I1725
SWS 4.0
Lerninhalt

- Netzschutszeinrichtungen

- Normen und Richtlinien bei elektrischen Energieversorgungseinrichtungen

- Schutz von Personen und Tieren bei elektrischen Einrichtungen

Netzschutztechnik

Art Vorlesung
Nr. EMI1725
SWS 4.0
Lerninhalt

- Netzschutszeinrichtungen

- Normen und Richtlinien bei elektrischen Energieversorgungseinrichtungen

- Schutz von Personen und Tieren bei elektrischen Einrichtungen

Literatur
  • Adolf J.: Elektroenergiesysteme. Erzeugung, Transport, Übertragung und Verteilung elektrischer Energie. 3. Auflage. Springer, Berlin 2012, ISBN 978-3-642-21957-3.
  • Schossig, Walter; Schossig, Thomas: Netzschutztechnik. 5. Auflage. EW Medien und Kongress GmbH, Frankfurt am Main und VDE-Verlag, Berlin 2016, ISBN 978-3-8022-1137-9 und ISBN 978-3-8007-3927-1.
  • Schossig, Walter: Geschichte der Schutztechnik. VDE, ETG-Mitgliederinformation Juli 2014, S. 31-36, online. Abgerufen am 28. Dezember 2015.
  • Doemeland, Wolfgang; Handbuch Schutztechnik. Grundlagen. Schutzsysteme. Inbetriebsetzung. 6. Auflage Verlag Technik, 1997, ISBN 9783341011874
  • Brechtken, Dirk; Schutz und Selektivität in Niederspannungsanlagen, 2., neu bearbeitete Auflage 2022, ISBN 978-3-8007-5844-9, E-Book: ISBN 978-3-8007-5845-6

Labor Netzschutztechnik

Art Labor
Nr. E+I1734
SWS 1.0

Objektorientierte Software-Entwicklung

Empfohlene Vorkenntnisse

Ingenieur-Informatik

Lehrform Vorlesung/Labor
Lernziele / Kompetenzen

Der Teilnehmer ist zur Erstellung objektorientierter Softwaresysteme mit modernen Programmiersprachen fähig, er beherrscht den sinnvollen Einsatz objektorientierter Konzepte, er kennt Entwurfsmuster und CASE-Tools und kann diese sinnvoll einsetzen.

Dauer 1
SWS 4.0
Aufwand
Lehrveranstaltung 60 h
Selbststudium / Gruppenarbeit: 90 h
Workload 180h
ECTS 5.0
Voraussetzungen für die Vergabe von LP

Klausur K60, Laborarbeit

Leistungspunkte Noten

5 CP

Modulverantwortlicher

Prof. Dr. Daniel Fischer

Empf. Semester 3
Haeufigkeit jedes Jahr (WS)
Verwendbarkeit

Studiengänge EI, EI-plus, EP

Veranstaltungen

Objektorientierte Software-Entwicklung

Art Vorlesung
Nr. EMI233
SWS 2.0
Lerninhalt

Die Lehrveranstaltung beruht auf der Programmiersprache Java. Bei Interesse kann
aufbauend ein Wahlpflichtfach C++ belegt werden.

- Grundlagen
- Klassen und Arrays
- Vererbung
- Operator-Überladung und Typumwandlung
- Exceptions
- Collections
- Ein-/Ausgabe
- Swing
- Generics
- Entwurfsmuster

Literatur
  • Torsten T. Will: Das umfassende Handbuch zu Modern C++, Rheinwerk Computing, 2017
  • Ulrich Breymann: Der C++-Programmierer, Carl Hanser Verlag, 5. Auflage, 2017
  • Bjarne Stroustrup: Programming: Principle and Practice Using C++, Addison Wesley, 2. Auflage, 2014

Labor Objektorientierte Software-Entwicklung

Art Labor
Nr. EMI234
SWS 2.0
Lerninhalt

- Erstellung von Programmen mit - Klassen und Objekten - Vererbung und Polymorphie
- Operator-Überladung - Exceptions - Entwurfsmustern - Anwendung der Grundlagen
des Software-Engineerings - Objektorientierte Analyse - Objektorientierter Entwurf -
Dokumentation - Test

Praxisbegleitung

Empfohlene Vorkenntnisse

allgemeinen Studienfortschritt des 5. Semesters

Lehrform Vorlesung/Seminar
Lernziele / Kompetenzen

Die Studierenden erhalten in diesem Modul zusätzliche Kompetenzen, deren Motivation unmittelbar an die Erfahrungen im Modul "betriebliche Praxis" anknüpft. Das Fachgebiet "Betriebswirtschaftslehre" erweitert den Horizont der Studierenden von der technischen Sichtweise auf ein Unternehmen hin auf die betriebswirtschaftlichen Aspekte.

Das "Seminar Projektmanagement" befähigt die Studierenden zum Strukturieren von Arbeitsabläufen in Unternehmen.

Das "Betriebspraktische Wahlpflichtfach" ergänzt die Praxisbegleitung.

Die Fakultät behält sich vor, den Katalog verfügbarer Wahlpflichtmodule je nach Verfügbarkeit zu ändern und dies durch Aushang bekannt zu geben.

Dauer 2
SWS 6.0
Aufwand
Lehrveranstaltung 90 h
Selbststudium / Gruppenarbeit: 90 h
Workload 180 h
ECTS 6.0
Voraussetzungen für die Vergabe von LP

Klausur K60 (Betriebswirtschaftslehre), Gewicht 2/4

Refrerat (Seminar Projektmanagement), unbenotet

diverse, siehe Wahlpfichtfachliste (Betriebspraktische Wahlplfichtfächer), Gewicht 2/4

alle Lehrveranstaltungen müssen bestanden werden, um das Modul zu bestehen

Leistungspunkte Noten

6 CP

Modulverantwortlicher

Prof. Dr. Christoph Nachtigall

Empf. Semester 3-5
Haeufigkeit jedes Jahr (WS)
Verwendbarkeit

Studiengänge EP-plus, EP

Veranstaltungen

Betriebswirtschaftslehre

Art Vorlesung
Nr. EMI324
SWS 2.0
Lerninhalt
  • Grundlagen
  • Unternehmensführung/Management
  • Informationswirtschaft (Externes und internes Rechnungswesen)
  • Finanzierung und Investition
  • Personalwirtschaft
  • Materialwirtschaft
  • Produktionswirtschaft
  • Absatzwirtschaft/Marketing
Literatur

Vahs, D., Schäfer-Kunz, J., Einführung in die Betriebwirtschaftslehre, 5. Auflage, Stuttgart, Schäffer-Poeschel-Verlag, 2007

Betriebspraktische Wahlpflichtfächer

Art Vorlesung
Nr. E+I325
SWS 4.0
Lerninhalt

s. Wahlpflichtfachliste

Literatur

wird in den Lehrveranstaltungen bekannt gegeben

Seminar Projektmanagement

Art Seminar
Nr. EMI235
SWS 2.0
Lerninhalt

Im Rahmen des Seminars Projektmanagement wird eine praxisorientierte Einführung in die
Methoden und Vorgehensweisen des modernen Projektmanagements gegeben. Das Seminar
umfasst im Einzelnen folgende Inhaltspunkte: - Projektmanagement: Definitionen,
Richtlinien, Nutzen Projektmanagement und Projekt Definitionen nach DIN; Determinanten
des Projektmanagement-Erfolgs; Das "Magische Dreieck" des Projektmanagements. -
Projektorganisationsformen Reine Projektorganisation, Projektkoordination, Matrix-
Organisation - Projektlebenszyklus - Projektdefinition - Projektplanung : Kick-off, Erstellen
eines Projektstrukturplans (PSP); Verfahren der Aufwandsschätzung; Termin- und
Ablaufplanung (Gantt-Chart, Meilensteinplan; Netzplantechnik), Ressourcen- und
Kostenplanung; Risikomanagement; Praxisanleitung zur Projektplanung. -
Projektabwicklung/ -controlling : Projektabwicklung, Qualitäts- und Config.-Management);
Techniken zur Erfassung zukunftbezogener IST-Daten; Datenauswertung (Soll-Ist Vergleich;
Earned-Value Analyse(EVA); Meilenstein Trend Analyse (MTA)); Definieren von
Steuerungsmaßnahmen. - Projektabschluss : Produktabnahme; Projektabschlußbericht mit
Abschlussanalyse;Projektabschluss-Meeting (Kick-Out); Feedback zum Projekt. - Kosten des
Projektmanagements - Einführung in MS Projects - praktische Übung im Team -
Arbeitstechniken zur Unterstützung von Projektmanagement: Kreativitätstechniken;
Problemlösungstechniken; Kommunikationstechniken; Verhalten und Steuern von
Besprechungen (Videopräsentation). - Abschlussdiskussion - Feedback der
Seminarteilnehmer

Literatur

Burghardt, M., Einführung in Projektmanagement, 4. Auflage, Erlangen, Publicis MCD Verlag, 2002

Haynes, M., Projektmanagement, 3. Auflage, Menlo Park, Calif., Crisp Learning, 2002

Wischnewski, E., Projektmanagement auf einen Blick, Braunschweig, Wiesbaden, Vieweg, 1993

Betriebspraktische Wahlpflichtfächer

Art Vorlesung
Nr. EMI325
SWS 4.0
Lerninhalt

s. Wahlpflichtfachliste

Literatur

wird in den Lehrveranstaltungen bekannt gegeben

Regelungstechnik

Empfohlene Vorkenntnisse

Lehrveranstaltung Signale und Systeme, Regelungstechnik I 

Lehrform Vorlesung/Labor
Lernziele / Kompetenzen

Die Teilnehmer können anhand der Übertragungsfunktion eines dynamischen Systems das damit zusammenhängende Einschwingverhalten herausarbeiten. Sie sind außerdem in der Lage, einschleifige Regelkreise mit algebraischen Verfahren zu entwerfen und auf ihre Stabilität zu untersuchen. Darüber hinaus haben die Teilnehmer ein vielfältiges Repertoire an strukturellen Maßnahmen angehäuft, die über die Standardreglerstruktur hinausgehen und mit denen das Regelkreisverhalten weiter verbesserbar ist. Die erlernten Methoden werden im Labor durch praktische Beispiele gefestigt und verhelfen so den Teilnehmern zu einem besseren Urteilsvermögen über die Güte des Einschwingverhaltens eines Regelkreises.

Dauer 1
SWS 4.0
Aufwand
Lehrveranstaltung 60 h
Selbststudium / Gruppenarbeit: 90 h
Workload 150 h
ECTS 5.0
Voraussetzungen für die Vergabe von LP

Klausur K60 und Laborarbeit

Leistungspunkte Noten

5 CP

Modulverantwortlicher

Prof. Dr. Jörg Fischer

Empf. Semester 4
Haeufigkeit jedes Jahr (WS)
Verwendbarkeit

Studiengänge EP-plus, EP

Veranstaltungen

Labor Regelungstechnik

Art Vorlesung/Labor
Nr. EMI255
SWS 2.0
Lerninhalt

Im Labor simulieren Simulation Regelkreise mittels der Software MATLAB (Control System Toolbox) und MATLAB-Simulink und üben einen geeignete Regler zu entwerfen. Dabei werden u.a. folgende Themen behandelt:

  • Frequenzgangmessung einer elektronischern Schaltung (Bode-Diagramm und Ortskurve; Schwingversuch)
  • Empirische Reglerauslegung nach Chien, Hrones und Reswick
  • Reglerauslegung nach dem Frequenzkennlinienverfahren
  • Simulation und Auslegung digitaler Regler (Abtastsysteme, zeitdiskreter PID-Regler)
  • Identifikation dynamischer Systeme mit MATLAB
Literatur

Föllinger, O., Regelungstechnik: Einführung in die Methoden und ihre Anwendung, 11. Auflage, Berlin, Offenbach, VDE Verlag, 2013

Laborumdrucke, Hochschule Offenburg

Regelungstechnik II

Art Vorlesung
Nr. EMI253
SWS 2.0
Lerninhalt

 - Analyse des Strecken- und Regelkreisverhaltens mit Hilfe der Pole und Nullstellen von Übertragungsfunktionen
- Algebraische Stabilitätskriterien
- Vereinfachung des Streckenmodells
- Algebraische Reglerentwurfsverfahren für Standardregler
- Strukturelle Maßnahmen wie Kaskadenregelung, Vorsteuerung und
Störgrößenaufschaltung zur Verbesserung des Regelkreisverhaltens

Literatur

Föllinger, O., Regelungstechnik: Einführung in die Methoden und ihre Anwendung, 13. Auflage, Berlin, Offenbach, VDE Verlag, 2013
Lunze, J., Regelungstechnik 1, 10. Auflage, Berlin, Heidelberg, New York, Springer-Verlag, 2014

Regenerative Energiesysteme

Empfohlene Vorkenntnisse

Vorlesung und Labor "Erzeugung und Verteilung elektrischer Energie 2"

Lehrform Vorlesung/Labor
Lernziele / Kompetenzen

Die Studierenden kennen die Grundzüge der regenerativen Stromerzeugung und können sie praktisch umsetzen z. B. bei der Planung einer netzgekoppelten Photovoltaikanlage.

Dauer 1
SWS 6.0
Aufwand
Lehrveranstaltung 90 h
Selbststudium / Gruppenarbeit: 90 h
Workload 180 h
ECTS 6.0
Voraussetzungen für die Vergabe von LP

Klausur K90, Laborarbeit

Leistungspunkte Noten

6 CP

Modulverantwortlicher

Prof. Dr. Michael Schmidt

Empf. Semester 6
Haeufigkeit jedes Jahr (WS)
Verwendbarkeit

Studiengänge EP-plus, EP

Veranstaltungen

Regenerative Energiesysteme

Art Vorlesung
Nr. EMI1728
SWS 4.0
Lerninhalt

- Sonnenstrahlung

- Photovoltaik (Funktionsweise von Solarzellen, Herstellung von Solarzellen, elektrische Beschreibung von Solarzellen, Solargeneratoren unter Last, MPP-Tracking, 

- Akkumulatoren

- Wechselrichter

- Planung und Auslegung von Photovoltaikanlagen

- Windkraft (Bauformen, Generatorbauformen, Anlagenkonzepte, Netzbetrieb)

- Wasserkraft (Laufwasserkraftwerke, Speicherwasserkraftwerke, Punpspeicherkraftwerke, Turbinentypen)

- Wasserstofferzeugung

- Methanisierung

- Brennstoffzellen

- Wirtschaftlichkeitsberechnungen

Literatur

Quaschning, V., Regenerative Energiesysteme : Technologie - Berechnung - Simulation, 8. Auflage, München, Hanser, 2013

 

Labor Regenerative Energiesysteme

Art Labor
Nr. EMI1729
SWS 2.0
Lerninhalt

Versuche zu folgenden Themenkomplexen: 

- Wechselrichter

- MPP

- Anlagenauslegung Photovoltaik (auch Simulation)

- Anlagenauslegung Windkraft (Simulation)

- Vergleich verschiedener Solarzellen am Messtand (monokristallin, polykristallin, amorph, CdTe, etc.)

Literatur

Quaschning, V., Regenerative Energiesysteme : Technologie - Berechnung - Simulation, 8. Auflage, München, Hanser, 2013

Schaltungstechnik

Empfohlene Vorkenntnisse

komplettes Grundstudium

Lehrform Vorlesung/Labor
Lernziele / Kompetenzen

In diesem Modul lernt der Teilnehmer die bereits erworbenen theoretischen Kenntnisse zu verknüpfen und sie auf reale Aufgabenstellungen anzuwenden sowie fehlende Kenntnisse bedarfsweise zu ergänzen. Er vermag eine reale Aufgabenstellung mit Hardwareschaltungen zu lösen, er beherrscht die Auslegung konkreter Analog- und Digitalschaltungen und er besitzt damit erste Erfahrungen im praktischen Umgang (Labor). Damit ist er gerüstet für eine erste ingenierusmäßige Tätigkeit im Rahmen des darauffolgenden Betriebspraktikums.

Dauer 2
SWS 10.0
Aufwand
Lehrveranstaltung 150 h
Selbststudium / Gruppenarbeit: 150 h
Workload 300 h
ECTS 10.0
Voraussetzungen für die Vergabe von LP

Klausur K120, Laborarbeit

Leistungspunkte Noten

10 CP

Modulverantwortlicher

Prof. Dr.-Ing. Elke Mackensen

Empf. Semester 3
Haeufigkeit jedes Jahr (WS)
Verwendbarkeit

Studiengänge EI, EI-plus, EI-3nat, EP

Veranstaltungen

Digitale Schaltungstechnik I

Art Vorlesung
Nr. EMI221
SWS 2.0
Lerninhalt

- Grundlagen der Logik, logische Basisfunktionen, Normalformen.
- Kombinatorische Netze, Schaltnetze, statische Logik.
- Digitale Basisschaltungen, TTL, CMOS, innerer Aufbau, Störabstände.
- Minimisierung logischer Netze mit graphischen und rechnerischen Verfahren.
- Isomorphe und nicht- isomorphe Netze.
- Aritmetische kombinatorische Schaltungen (Addierer, Subtrahierer, Multiplizierer).
- Zeitverhalten, kritischer Pfad, Treiberfähigkeit und Belastung.
- Rückkopplung bei Schaltnetzen, Stabilität, Oszillationen.
- Speicherelemente, Flipflops, Register und ihre Behandlung und Anwendung.
- Grundelemente von Zustandsautomaten und ihr systematischer Entwurf.
- Zustandsdiagramm.
- Moore-Automat, Mealey- Automat, sequentielle Schaltwerke

Literatur

Jansen D., Handbuch der Electronic Design Automation, Hanser Verlag, 2000

Analoge Schaltungstechnik I

Art Vorlesung
Nr. EMI220
SWS 2.0
Lerninhalt

- Verstärkerentwurf: Ideale und reale gesteuerte Quellen zur Modellierung des Verstärkermechanismus`

- Rückgekoppelte Verstärker: Signalflussbild, Schaltung,mathematische Beschreibung

- Differenzverstärker, Operationsverstärker, Fehlerminderung durch Gegenkopplung, idealer Operationsverstärker, virtuell- Null- Verfahren, typische Kennwerte kommerzieller Operationsverstärker.

- Schaltungsbeispiele mit Operationsverstärkern: Verstärker mit unterschiedlichen Eigenschaften, Filter, Messschaltungen; Eigenschaften, Grenzen und Dimensionierungen.

- Schaltungstechnik mit Bipolar- und Feldeffekt

- Transistoren, Kleinsignalanalyse, Anwendungen, Frequenzgrenzen, Eingangs- und Ausgangsimpedanzen. Stromquellen- und Stromspiegelschaltungen.

- Anwendung regelungstechnischer Analyseverfahren am rückgekoppelten Operationsverstärker: Stabilität, Frequenzgang, Kompensationsverfahren.

Literatur

Tietze U., Schenk C., Gamm E., Halbleiter-Schaltungstechnik, 15. Auflage, Berlin, Heidelberg, Springer Vieweg, 2016

Labor Schaltungstechnik

Art Labor
Nr. EMI224
SWS 2.0
Lerninhalt

Das Schaltungstechnik Labor enthält Versuche sowohl für den Bereich der Analogen- wie auch Digitalen Schaltungstechnik. Der Student bearbeitet in Gruppen zu 2 Studenten 6 Versuche aus folgender Auswahl: Kombinatorische Schaltungen: Aufbau Inverter, Stromaufnahme, Übertragungsverhalten, Störabstand, 2-Bit Addierer, Durchlaufzeit, Logikserie CMOS Differenzverstärker: Simulation eines Differenzverstärkers mit dem Programm PSPICE, Gegentakt und Gleichtaktverstärkung, Frequenzgang, Stabilität, Überragungsverhalten. Operationsverstärker: Messung Übertragungskennlinie, Verstärkung, Eingangsoffsetspannung, Frequenzgang des realen Verstärkers für unterschiedliche Verstärkungen, Aufbau eines 2 poligen aktiven Filters mit dem Operationsverstärker und Messung des Übertragungsverhaltens. Programmierbare Logik: Entwurf der kombinatorischen Schaltung eines Vergleichers und der sequentiellen Schaltung eines kaskadierbaren Dezimalzählers bis `99` mit Enable, synchronem Reset und Carry. Programmierung und Funktionsnachweis auf GAL-Logikbausteinen. A/D-Wandler: Vermessung eines D/A-Wandlers auf Linearität und Restfehler. Aufbau eines A/D-Wandlers
nach dem Verfahren der `successive Approximation`. Basisversuche zum Abtasttheorem. Abtastung eines Signals. Phasenregelkreis: Aufbau eines PLL mit unterschiedlichen Phasendetektoren. Untersuchung des Verhaltens im Zeit- wie im Frequenzbereich. Folgeverhalten, Einrastverhalten, Stabilität. Dimensionierung der Regelparameter. Aufbau eines PLL als Synthesizer. SMD- Technologie: Aufbau einer kleinen Schaltung im SMD-Labor mit SMD-Bausteinen an einem Vakuum- Bestückungsplatz. Reflow- Lötvorgang, Qualitätssicherung unter dem Stereo-Mikroskop, Inbetriebnahme. Der Versuch vermittelt den kompletten SMD- Fertigungsvorgang für moderne Elektronik. FPGA- Entwurf eines Frequenzzählers: Auf einem Logikentwurfssystem für FPGAs (ALTERA-MAX II ) wird die Schaltung eines Frequenzzählers ergänzt und in wesentlichen Komponenten digital simuliert. Das Gesamtsystem wird in einen FPGA gebrannt und in Funktion demonstriert. ECL-Technik: Die Besonderheiten der Emitter Coupled Logic werden untersucht. Messtechnik mit Leitungsabschluss, Logikschaltungen, ECL- Zähler bis 150 MHz. Pegel und Störabstände. Impulsmesstechnik. Umgang mit einem hochwertigen Samplingoszillographen.

 

Literatur
  • Goßner, S., Grundlagen der Elektronik: Halbleiter, Bauelemente und Schaltungen, Shaker -Verlag, 2008
  • Zastrow, D., Elektronik, Springer-Verlag, 12. Auflage, 2014
  • Tietze U., Schenk C., Gamm E., Halbleiter-Schaltungstechnik, 15. Auflage, Berlin, Heidelberg, Springer Vieweg, 2016
  • Fricke, K.: Digitaltechnik. Wiesbaden: Vieweg+Teubner, 2009, 6. Auflage
  • Woitowitz, R.; Urbanski, K.; Gehrke, W.: Heidelberg: Springer Verlag, 2011
  • Biere, A.; Kröning, D.; Weissenbacher, G.; Wintersteiger, Ch. M.: Digitaltechnik – Eine praxisnahe Einführung. Heidelberg: Springer Verlag, 2008
  • Reichardt, J.: Lehrbuch Digitaltechnik. Eine Einführung mit VHDL. München: Oldenbourg Verlag, 2013
  • Wöstenkühler, G.: Grundlagen der Digitaltechnik, Elementare Komponenten, Funktionen und Steuerungen. München, Wien: Carl Hanser Verlag, 2012
  • Liebig, H.: Logischer Entwurf digitaler Systeme (4. Auflage). Berlin, Heidelberg, New York: Springer-Verlag, 2006 – ISBN-10 3-540-26026-9
  • Best, R.: Phase-Locked Loops: Design, Simulation and Applications, McGraw-Hill Education, 2009

Digitale Schaltungstechnik II

Art Vorlesung
Nr. EMI223
SWS 2.0
Lerninhalt

- Vertiefung Zustandsautomaten-Entwurf, Logiksynthese
- Mikroprogrammsteuerungen, Mikroprogramm
- Architekturen - Rechnerarchitekturen, Grundlagen
- Datenpfad und Kontrollpfad, Instruktionssätze.
- Speicherorganisation, Speicherplan, Chip-Select Erzeugung.
- Virtuelle Speicher, Segmentierung, Seitenverwaltung.
- Architektur von RISC- und CISC-Prozessoren sowie von Mikrocontrollern.
- Pipelining, Interrupt, Zusammenhang mit Betriebssystem.
- Statische Timinganalyse in getakteten Systemen, Clock-Skew, Taktdomänen
- Kurzeinführung in VHDL als Systementwurfssprache und Synthese
-Programmierbare Logik (FPGA)

Literatur

Jansen, D., Handbuch der Electronic Design Automation, Hanser Verlag, 2000

Analoge Schaltungstechnik II

Art Vorlesung
Nr. E+I222
SWS 2.0
Lerninhalt

- Zeit- und Wertediskretisierung kontinuierlicher Signale: Anwendungen, Grenzen, benötigte Einrichtungen

- Zeitdiskretisierung mittels Abtast-Halte-Glied: Aufbau, Grenzen, Genauigkeits- und Geschwindigkeitsabschätzungen
- Wertediskretisierung mittels Analog-Digital- / Digital-Analog- Wandlern: Aufbaukonzepte, Genauigkeits- und Geschwindigkeitsgrenzen, Ein- und Mehrquadrantenbetrieb, Zahlenformate, Schnittstellen.
- Funktionsgenerator als Beispiel zur Schwingungserzeugung ohne Resonatoren
- Phasenreglkreis (PLL): Prinzip, regelungstechnische Analyse, Dimensionierung. Anwendungen: 
Synchronisiereinrichtungen, Modulatoren und Demodulatoren für Winkelmodulation, Frequenzvervielfachung, Mehrphasengeneratoren, Frequenzsyntheziser

Literatur

Tietze, U., Schenk, C., Gamm, E.,Halbleiter-Schaltungstechnik15. Auflage, Berlin, Heidelberg, Springer-Verlag, 2016

Sensorik

Empfohlene Vorkenntnisse

Vorlesung Erzeugung und Verteilung elektrischer Energie 1

Lehrform Vorlesung
Lernziele / Kompetenzen

Die Studierenden haben die Grundzüge des Netschutzes von elektrischen Netzen auch bei einem hohen dezentralen Anteil von Stromerzeugungsanlagen kennen gelernt und können sie in der Praxis anwenden. Sie sind darüber hinaus vertraut mit Normen und Richtlinien, die zum Schutze von Menschen und Tieren bei Energieversorgungsanlagen beachtet werden müssen und können sie in der Praxis anwenden.

Dauer 1
SWS 4.0
Aufwand
Lehrveranstaltung 60 h
Selbststudium / Gruppenarbeit: 90 h
Workload 150 h
ECTS 5.0
Voraussetzungen für die Vergabe von LP

Klausur K90

Leistungspunkte Noten

5 CP

Modulverantwortlicher

Prof. Dr. Ing. Stefan Hensel

Empf. Semester 4
Haeufigkeit jedes Jahr (SS)
Verwendbarkeit

Studiengänge EP-plus, EP

Veranstaltungen

Labor Mess- und Sensortechnik

Art Labor
Nr. EMI261
SWS 2.0
Lerninhalt

Das Labor verknüpft die in der Vorlesung erarbeiteten Messmethoden und vorgestellten Sensoren mit sechs Versuchen

  • Interferometrische Längenmesstechnik
  • Korrelationsmesstechnik: Störunterdrückung, Laufzeitmessungen
  • Dehungsmessstreifen: Dehnung, Biegung, Torsion, Wägezelle
  • Rechnergestützte Messdatenerfassung und -verarbeitung: Induktive und potentiometrische Wegmessung
  • Wegmessung: Linear Variabler Differenzialtransformator (LVDT), phasenempfindliche Demodulation (Lock-In)
  • Druckmesstechnik: Piezoresistive Druckmessung, Temperaturkompensation, Füllstandsmessung, barometrische Messungen

 

Mess- und Sensortechnik

Art Vorlesung
Nr. EMI260
SWS 2.0
Lerninhalt

Definition und Eigenschaften eines Sensors: einfach, integriert, intelligent ("smart sensor")

Überblick von Messgrößen und möglichen Messprinzipien:

  • Drucksensoren: Piezoresistiv, kapazitiv, Temperaturkompensationmethoden
  • Längen- und Wegmessung:
    • Induktiv: Tauchanker, LVDT, Phasensynchrone Demodulation
    • Kapazitiv: Schichtdickenmessung
    • Optisch: Phasenbezogene Entfernungsmessung, Triangulation
    • Laufzeitverfahren: Ultraschallsensoren und RADAR
  • Kraftmessung:
    • Dehnungsmessstreifen und Auswerteschaltungen
  • Korrelationsmesstechnik: Kreuzkorrelation, Störunterdrückung, Laufzeitkorrelation

Messsignalverarbeitung in der Messkette:

  • Normalverteilte Messabweichungen
  • Kleinste Quadrate Schätzung
  • Sensordatenfusion mit dem gewichteten kleinste Quadrate Schätzer
Literatur

Tränkler, H., Sensortechnik Handbuch für Praxis und Wissenschaft, 2. Auflage, Berlin, Heidelberg, Springer, 2014 

Hering, E., Schönfelder G., Sensoren in Wissenschaft und Technik, Wiesbaden, Vieweg+Teubner, 2012 

Schrüfer, E., Elektrische Messtechnik, München, Hanser, 2014

 

Signale, Systeme und Regelkreise

Empfohlene Vorkenntnisse

komplettes Grundstudium

Lehrform Vorlesung
Lernziele / Kompetenzen

Der Absolvent beherrscht die mathematische Beschreibung des Durchgangs determinierter Signale durch lineare, zeitinvariante Systeme im zeitkontinuierlichen als auch im zeitdiskreten Bereich und, darauf aufbauend, die Grundlagen der linearen Regelungstechnik als Basiswissen für alle Ingenieure.

Dauer 1
SWS 8.0
Aufwand
Lehrveranstaltung 120 h
Selbststudium / Gruppenarbeit: 120 h
Workload 240 h
ECTS 8.0
Voraussetzungen für die Vergabe von LP

Klausur K90  im Fach Signale und Systeme (Gewicht 4/8)

Klausur K90 im Fach Regelungstechnik I (Gewicht 4/8)

zum Bestehen des Moduls müssen beide Klausuren bestanden sein

Leistungspunkte Noten

8 CP

Modulverantwortlicher

Prof. Dr. Pfletschinger

Empf. Semester 3
Haeufigkeit jedes Jahr (WS)
Verwendbarkeit

Studiengänge EP, EP-plus

Veranstaltungen

Regelungstechnik I

Art Vorlesung
Nr. EMI228
SWS 4.0
Lerninhalt

Die Vorlesung gibt eine Einführung in die Regelungstechnik und vermittelt die grundlegenden Konzepte zur Analyse von Regelkreisen und dem Entwurf von Reglern für zeitkontinuierliche, lineare Systeme mit einem Eingang und einem Ausgang (SISO-Systeme). Behandelt werden u.a. folgende Inhalte:

  • Modellierung dynamischer Systeme
    Beschreibung mechatronischer Systeme mittels Differentialgleichungen; Linearisierung nichtlinearer Differentialgleichungen; Simulation eines Systems mittels MATLAB (System Control Toolbox) und MATLAB-Simulink
  • Mathematische Beschreibung und Verhalten von LTI-Systemen
    - Definition und Eigenschaften von LTI-SISO-Systeme
    - Beschreibung und Verhalten im Zeitbereich
      Lösen der Differentialgleichung, Sprungantwort, Impulsantwort, Faltung
    - Beschreibung und Verhalten im Frequenzbereich 
      Anwendung der Laplace-Transformation, Übertragungsfunktion, Frequenzgang, Bode-Diagramm, Ortskurve, Blockschaltbilder
    - grundlegende Übertragungsglieder (P-Glied, I-Glied, PT1, D-Glied, DT1-Glied, PT2-Glied, Totzeit-Glied)
    - Stabilität von Systemen
  • Der Regelkreis
    - Der Standardregelkreis
    - Ziele eine Regelung, Reglerentwurfsaufgabe und Anforderungen
    - Stabilität von Regelkreisen
    - stationäres Verhalten von Regelkreisen
    - Standard-Regler vom Typ PID
    - Reglerauslegung im Zeitbereich: (Methoden von Ziegler-Nichols, Methode v. Chien, Hrones und Reswick
    - Reglerauslegung im Frequenzbereich: vereinfachtes Betragsoptimum (Zeitkonstantenkompensation),  Frequenzkennlinienverfahren
Literatur

O. Föllinger, Regelungstechnik, 12. Auflage, Berlin, VDE Verlag, 2016

J. Lunze, Regelungstechnik I, 11. Auflage, Springer Vieweg, 2016

G. F. Franklin, J. D. Powell, A. Emami-Naeini, Feedback Control of Dynamic Systems, Pearson, 7. Auflage, 2014

 

Signale und Systeme

Art Vorlesung
Nr. EMI227
SWS 4.0
Lerninhalt

1. Fourier-Transformation
- Orthogonale und orthonormale Funktionen, endliche und unendliche Fourier-Reihe
- Bestimmung der Fourier-Koeffizienten: Minimierung der Norm des Fehlersignals
- Gibbs'sches Phänomen; Amplituden- und Phasenspektrum
- Übergang zur Fourier-Transformation: Amplitudendichtespektrum
- Einführung der Distribution Dirac- Impuls
- Linearität, Zeitverschiebung, Ähnlichkeitssatz, Nullwertsätze, Parseval'sche Gleichung
- Faltung zweier Zeitfunktionen, graphische Veranschaulichung
- Systembeschreibung: Impulsantwort, Sprungantwort, Faltungsintegral, komplexer Frequenzgang

2. Laplace-Transformation
- Einführung in die Laplace-Transformation; Eigenschaften und Rechenregeln
- Rechnen im Bildbereich;  Hin- und Rücktransformation
- Anwendung der LP-Transformation auf gewöhnliche Differentialgleichungen mit konstanten Koeffizienten
- Rechnen mit Delta- und Sprungfunktionen
- Übertragungsfunktionen und Frequenzgänge linearer kontinuierlicher Übertragungssysteme

3. Z-Transformation
- Lineare Abtastsysteme;  Definition und Begriffe
- Rechenregeln der Z-Transformation; Hin- und Rücktransformationen
- Lösung der Differenzengleichungen

 

Literatur

Föllinger O., Laplace- und Fourier-Transformation, 10. Auflage, Berlin, Offenbach, VDE-Verlag, 2011

Werner, M., Signale und Systeme, Lehr- und Arbeitsbuch mit MATLAB-Übungen und Lösungen, 3. Auflage, Wiesbaden, Vieweg+Teubner, 2008

Doetsch G., Anleitung zum praktischen Gebrauch der Laplace-Transformation und der Z-Transformation, 6. Auflage, München, Wien, Oldenbourg Verlag, 1989

 

Simulation und Dokumentation

Empfohlene Vorkenntnisse

abgeschlossener erster Studienabschnitt

Lehrform Vorlesung/Seminar
Lernziele / Kompetenzen

Die Studierenden lernen, wie man technische Hardware mathematisch (Simulation), sprachlich und grafisch (Technische Dokumentation) charakterisiert und beschreibt. 

Dauer 1
SWS 4.0
Aufwand
Lehrveranstaltung 90 h
Selbststudium / Gruppenarbeit: 60 h
Workload 150 h
ECTS 5.0
Voraussetzungen für die Vergabe von LP

Laborarbeit (Seminar Simulation, unbenotet)

Hausarbeit (Vorlesung Technische Dokumentation, benotet)

Leistungspunkte Noten

Laborarbeit (Simulation, unbenotet)

Hausbarbeit (Technische Dokumentation, benotet)

Modulverantwortlicher

Prof. Dr. Werner Reich

Empf. Semester 3
Haeufigkeit jedes Jahr (WS)
Verwendbarkeit

Studiengang EP

Veranstaltungen

Technische Dokumentation

Art Vorlesung
Nr. M+V603
SWS 2.0
Lerninhalt

Grundlagen des Technischen Zeichnens:                                                                                           Zeichnungsformate, Projektionsarten, Anordnung der Ansichten und Linienarten in technischen Zeichnungen


• Bemaßungsregeln und Maßeintragung in Zeichnungen, Längen- und Winkelmaße, technische Oberflächen, Rauheitskenngrößen, Maßtoleranzen, Toleranzangaben, Passungsangaben, Form- und Lagetoleranzen


• Werkstück-Ansichten, Einzelheiten, Freistiche, Zentrierbohrungen, Schnittdarstellung

• Bemaßung von Kegel, Pyramide und Keil, Angaben zur Oberflächenbehandlung (Härteangaben)

• Darstellung von Gewinden und Gewindefreistichen, Schrauben, Senkungen, Werkstückkanten

• Darstellung und Bemaßung von Welle-Nabe-Verbindungen, Wellendichtungen, Federn,   Sicherungsringen, Wälzlagern, Zahnrädern, Schweißverbindungen, Schweißnahtarten

• Positionsnummern, Zeichnungsarten, Schriftfelder, Stücklisten und Faltung auf Ablageformat.

• Die zu behandelnden Themen werden anhand von Übungen vertieft.

 

Literatur

Klein, Einführung in die DIN-Normen, Teubner Stuttgart, 2001
Viebahn, Technisches Freihandzeichnen, Springer, 2009
Böttcher, Forberg, Technisches Zeichnen, Teubner Stuttgart, 2008
Hoischen, H., Technisches Zeichnen, 32. Auflage, Berlin, Cornelsen-Verlag, 2009
Fischer, U., Tabellenbuch Metall mit Formelsammlung, Europa-Lehrmittel Verlag, 2008

 

 

Simulation

Art Praktikum
Nr. EMI225
SWS 2.0
Lerninhalt

1. Einleitung
2. Erste Schritte
3. MATLAB als intelligenter Tischrechner
4. Vektoren und Matrizen
5. Daten speichern und laden
6. Grafiken
7. Skripte und Funktionen
8. Symbolische Mathematik
9. Simulink
9.1 Modellierung und Simulation
9.2 Numerische Integration
9.3 Erste Schritte mit Simulink
9.4 Ausgewählte Beispiele
9.5 Schnittstelle zu MATLAB

Literatur

Handbuch des Regionalen Rechenzentrums für Niedersachsen, Leibniz-Universität Hannover
Stein, U., Einstieg in das Programmieren mit MATLAB, 3. Auflage, München, Hanser Verlag, 2011

Wahlpflichtfächer

Empfohlene Vorkenntnisse

abhängig von den gewählten Lehrveranstaltungen, mindestens abgeschlossenen ersten Studienabschnitt

Lehrform Vorlesung
Lernziele / Kompetenzen

Die Studierenden vertiefen ihre ingenieur- und naturwissenschaftlichen Kompetenzen.

Dauer 1
SWS 8.0
Aufwand
Lehrveranstaltung 120h
Selbststudium / Gruppenarbeit: 120h
Workload 240h
ECTS 8.0
Voraussetzungen für die Vergabe von LP

abhängig von den gewählten Lehrveranstaltungen, die Voraussetzungen sind in der Wahlpflichtfachliste genannt, die vor Semesterbeginn bekannt gemacht wird. Die Liste wird vom Fakultätsrat beschlossen.

Jede der als Wahlpflichtfach eingebrachten Lerhrveranstaltungen muss einzeln bestanden sein.

Leistungspunkte Noten

insgesamt 8 CP

Modulverantwortlicher

Prof. Dr. Christoph Nachtigall

Empf. Semester 6
Haeufigkeit jedes Jahr (SS)
Verwendbarkeit

Studiengang EP

Veranstaltungen

Wahlpflichtfächer

Art Vorlesung
Nr. E+I0704
SWS 8.0
Lerninhalt

siehe Liste

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