Automatisierungstechnik - Methoden für die Überwachung und Steuerung kontinuierlicher und ereignisdiskreter Systeme

1 Ziele und Aufgaben der Automatisierungstechnik (S. 1-2)

Das Einführungskapitel veranschaulicht anhand von Beispielen aus unterschiedlichen Anwendungsfeldern die Ziele und die grundlegenden Aufgaben der Automatisierungstechnik und erläutert die Informationsrückkopplungen, die für die Lösung von Automatisierungsaufgaben typisch sind.

1.1 Ziele der Automatisierungstechnik

Die Automatisierungstechnik beschäftigt sich mit der Überwachung und Steuerung technischer Systeme. Geräte und Anlagen sollen durch Automatisierungseinrichtungen so überwacht und gesteuert werden, dass sie ihre Funktionen weitgehend selbsttätig erfüllen und Sicherheitsanforderungen genügen. In Erweiterung dessen will man zukünftig sogar erreichen, dass automatisierte Systeme die aktuell zu erfüllenden Aufgaben selbstständig erkennen und daraus die auszuführenden Lösungsschritte ableiten, also autonom (ohne den Eingriff eines Menschen) arbeiten.

Es ist das Ziel der Automatisierungstechnik, Systeme so zu steuern, dass sie autonom arbeiten. Anschauliche Beispiele für autonomarbeitende Systeme sind Raumflugkörper, die ohnemenschliche Hilfe die ihnen übertragenenMessaufgaben durchführen, ihre Position bestimmen und ge gebenenfalls ihre Bewegung korrigieren. Fahrerlose Transportsysteme erkunden den Mars oder bewegen selbsttätig Werkstücke in Fertigungseinrichtungen oder Wafer durch die Reinsträume der Schaltkreisherstellung. In medizinischen Labors werden Serien von Proben ohne Eingriff eines Menschen analysiert und in der Fahrzeugindustrie schweißen mehrere Roboter gemeinsam eine Karosserie. Auch im täglichen Leben ist die Automatisierungstechnik allgegenwärtig, wenn auch nicht immer ohne Weiteres zu erkennen. Fotoapparate, Waschmaschinen, Videorecorder und viele andere Geräte enthalten komplizierte Regelungen und Steuerungen, durch die sie ihre Aufgaben weitgehend selbstständig lösen. Selbst wenn im Folgenden vereinfachend nur von technischen Anlagen gesprochen wird, sind auch solche Geräte in die Betrachtungen eingeschlossen.

Die Bedeutung der Automatisierungstechnik kann man am besten dadurch verstehen, indem man sich Anlagen ohne Steuereinrichtungen vorstellt. Ein Personenaufzug ohne Steuerung steht und reagiert nicht auf Fahrtwünsche, eine Rolltreppe schaltet sich nicht selbsttätig ein und aus, Temperatur und Luftfeuchtigkeit großer Räume werden nicht selbsttätig der wechselnden Außentemperatur, der Sonneneinstrahlung und der sich verändernden Anzahl anwesender Personen angepasst. Die Fahrzeugtechnik wäre auf dem Stand von Mitte des letzten Jahrhunderts ohne Antiblockiersysteme, geregelten Katalysator, Servolenkung und Klimaanlage. Nicht bei allen Beispielen führt die Automatisierung schon zu einer vollständig automatischen Arbeitsweise, aber in jedem Fall sorgt die Automatisierungstechnik dafür, dass die Anlage wichtige Teilprozesse selbsttägig ausführt.