Automatisierungstechnik

Die Automatisierungstechnik ist ein Maschinenbau und Elektrotechnik übergreifendes Teilgebiet der Technik und der Ingenieurwissenschaften, das alle Maßnahmen behandelt, Maschinen oder Anlagen zu automatisieren, also selbstständig und ohne Mitwirkung von Menschen betreiben zu können.

Der Automatisierungsgrad ist umso höher, je unabhängiger komplexe Maschinen und Anlagen von menschlichen Eingriffen sind. Durch Fortschritte in der Signalerfassung und primär elektronischen Signalverarbeitung konnte der Automatisierungsgrad wesentlich gesteigert werden. Neben der Entlastung des Menschen von gefährlichen, anstrengenden oder Routine-Tätigkeiten sind Qualitätsverbesserungen, eine höhere Leistungsfähigkeit der Maschine oder Anlage, Senkung von Personalkosten die Motivation, Automatisierungstechniken einzusetzen. Menschliche Tätigkeiten werden vorwiegend auf Beseitigung von Störungen, Materialnachschub, Fertigteilabtransport, Wartung und ähnliche Arbeiten reduziert.

Die Automatisierungstechnik befasst sich mit der Automatisierung technischer Prozesse aus folgenden Gebieten:

• Elektrotechnik
• Gebäudeautomation
• Maschinenbau
• Fahrzeugtechnik
• Luft- und Raumfahrttechnik
• Robotik
• Biologie
• Medizin

Einige Teilaufgaben sind:
• Messtechnik
• Sensortechnik
• Steuerungstechnik
• Regelungstechnik
• Überwachung

Entwurf, Implementierung und Inbetriebnahme von Automatisierungsfunktionen ist stark methodenorientiert. Diese Methoden der Automatisierungstechnik sind zum Teil auf bestimmte Prozesse zugeschnitten.

Die Elektrotechnik ist meist ein übergeordnetes Gebiet in der Automatisierungs- technik. Heutzutage werden fast alle Automatisierungen unter zuhilfenahme der Elektrotechnik durchgeführt. Eine mechanische Automatisierung tritt meist in den Hintergrund.

In der Automatisierungstechnik spielt die Digitaltechnik eine immer bedeutendere Rolle. Vor allem die Mikroprozessoren und die Analog-digital-Umsetzer (ADU) beziehungsweise Digital-Analog-Umsetzer (DAU) sind wichtige Bestandteile der Regelungstechnik, einem Teilgebiet der Automatisierungstechnik.

Die meisten der entwickelten allgemeinen Methoden der modernen Prozessautomatisierung verwenden theoretisch oder experimentell ermittelte Modelle der Prozesse in analytischer Form. Auf der Grundlage dieser Modelle können dann wissensbasierte Methoden zum Entwurf und zur Inbetriebnahme der verschiedenen Automatisierungsfunktionen entwickelt werden. Hierzu gehören Methoden der

• Identifikation und Parameterschätzung,
• adaptiven Regelung,
• Überwachung und Fehlerdiagnose,
• Fuzzy-Logik,
• evolutionären Algorithmen,
• neuronalen Netze.

Mit wissensbasierten Ansätzen entstehen dann zum Beispiel intelligente Automatisierungssysteme, die modellgestützte Regelungen und Steuerungen (selbsteinstellend oder kontinuierlich adaptiv) und eine Überwachung mit Fehlerdiagnose enthalten. In Abhängigkeit von der jeweiligen Information können sie Entscheidungen treffen.

Die prozessorientierten Methoden dienen der Entwicklung von Prozesse und mechatronischer Systeme. Hierzu zählen zum Beispiel die rechnergestützte Modellbildung, Simulation und digitale Regelung von Robotern, Werkzeug- ma- schinen, Verbrennungsmotoren, Kraftfahrzeugen, hydraulischen und pneumati- schen Antrieben und Aktoren, für die auch Methoden zur Fehlerdiagnose entwickelt und praktisch erprobt werden. Von besonderer Bedeutung sind dabei auch die Entwicklung und praktische Erprobung von Methoden der computational intelligence, also ein Zusammenwirken von Fuzzy-Logik, neuronalen Netzen und evolutionären Optimierungsalgorithmen.

Quelle: Wikipedia