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Bildungsangebot

5.0 Modulbereich 5 im Überblick

Modul 5:Produktionsprozesse planen und steuern
Zeitrichtwert:160 h
Kompetenzen:

Personale Kompetenzen

Die Schülerinnen und Schüler übernehmen die Verantwortung für ihre Arbeitsweise und Entscheidungen.

Sie unterstützen die Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter in Arbeits- und Lernprozessen.

Sie stellen komplexe Sachverhalte adressatengerecht dar.

Sie reflektieren und bewerten selbstgesteuert eigene und fremde Arbeitsergebnisse und -prozesse.

 

Fachkompetenz

Die Schülerinnen und Schüler planen selbstständig die Organisation eines Produktionsprozesses. Sie erstellen Ablaufpläne zur Planung und Dokumentation von Produktionsprozessen. 

Sie informieren sich über die notwendigen Technologien zur Realisierung des Produkts.

Sie planen den Einsatz von Geräten, Maschinen und Software unter relevanten Gesichtspunkten.

Sie ermitteln den Personalbedarf und organisieren die Einteilung der zur Produktion benötigten Teams.

Sie beachten rechtliche Aspekte für Arbeitssicherheit und Gesundheitsschutz und sorgen für deren Einhaltung.

Sie erstellen Instandhaltungskonzepte insbesondere unter dem Aspekt „Vorbeugende Instandhaltung“.

Sie bewerten bestehende Prozesse, optimieren und modernisieren diese.

Sie führen ein Energiemanagementsystem ein und wenden dies zum nachhaltigen Umgang mit Ressourcen an. 

Sie planen und realisieren die Produktion, ggf. unter Berücksichtigung von Logistikkonzepten.

Sie planen und organisieren die Entsorgung, insbesondere unter Aspekten der Nachhaltigkeit.

Sie überwachen und dokumentieren Prozesse mittels geeigneter Verfahren.

Struktur:

(Modulbereiche)

Schwerpunkt: Energie- und Anlagentechnik
MB 5.1ANTR: Antriebslösungen  für Produktionsprozesse planen und umsetzen
Schwerpunkt: Informations- und Automatisierungstechnik
MB 5.1VIT: Vernetzte IT-Systeme konzipieren, analysieren und optimieren

5.1 (E-A) - Antriebslösungen für Produktionsprozesse planen und umsetzen | ANTR

Schwerpunktbereich:  Energie- und Anlagentechnik
Modulbereich:5.1 - Antriebslösungen für Produktionsprozesse planen und umsetzen
Kürzel:ANTR
Übersicht:

Die Schülerinnen und Schüler analysieren und verstehen elektrische Antriebe als komplexen Zusammenhang aus Arbeitsmaschine, Getriebe/ Kupplung, elektrischer Maschine sowie Leistungsstellglied und Regelungseinheit.

Das Fach verbindet Kenntnisse aus Bereichen der Mechanik, Dynamik, Elektrotechnik, Elektronik, Informatik und bedient sich regelungs-, steuerungs- und messtechnischer Inhalte.

Inhalte:
  • Grundlegendes zu Antriebssystemen
  • Klassifizierung elektrischer Maschinen
  • Normung und Begriffsbestimmung
  • Aufbau und Wirkungsweise von Gleichstrommaschinen
  • Betriebsverhalten und Anwendung von Gleichstrommaschinen
  • Drehzahlstellbare Gleichstromantriebe
  • Aufbau und Wirkungsweise von Drehfeldmaschinen
  • Betriebsverhalten und Anwendung von Drehfeldmaschinen
  • Drehzahlstellbare Drehstromantriebe
  • Aufbau und Wirkungsweise von Servoantrieben
  • Betriebsverhalten und Anwendung von Servoantrieben
  • Aufbau und Wirkungsweise von BLDC-Motoren
Arbeitsmittel:Elektromotoren, Getriebe, Spannungsquellen, Frequenzumrichter, Multimeter, Leistungsmesser, cos-?-Messer, Servobremse, Netzanalysegerät, PC, Herstellersoftware, Textverarbeitung, Tabellenkalkulation

5.1 (I-A) - Vernetzte IT-Systeme konzipieren, analysieren und optimieren | VIT

Schwerpunkt: Informations- und Automatisierungstechnik
Modulbereich:5.1 - Vernetzte IT-Systeme konzipieren, analysieren und optimieren
Kürzel:VIT
Übersicht:Die Schülerinnen und Schüler beschreiben die Topologien und Rollen in der Kommuni­kation und stellen Vor- und Nachteile unterschiedlicher Übertragungsme­dien gegenüber. Sie planen die Erweiterung bestehender Netze, wählen die notwendigen Komponenten aus, installieren und konfigurieren diese. Nach Konfiguration dokumentieren Sie den Aufbau des Netzwerks und dia­gnostizieren mögliche Fehler. Für den Betrieb richten die Schülerinnen und Schüler ein Server-System ein, installie­ren und konfigurieren wichtige Serverprozesse und sind in der Lage, das System an gestellte Anforderungen anzupassen. Sie kon­figu­rieren und im­plementieren Dienste für das Bedienen und Beobachten von Steuerungen. Die Schülerinnen und Schüler unterscheiden klassische Feldbussysteme und Industrial Ethernet und kennen Vor- und Nachteile verschiedener Bussysteme und deren Einsatzmöglichkeiten. Beispielhaft richten Sie eine Kommunikation über CAN-Bus und Profinet ein und führen ggf. Fehlersuche durch. Themenübergreifend beurteilen die Schülerinnen und Schüler die Risiken der Daten­kommunikation in vernetzten Systemen und können Maßnahmen zur Ab­wehr von Gefahren beschreiben und beurteilen.
Inhalte:

Grundlegende Kommunikationsprinzipien

  • Datenkommunikationsmodelle (OSI, TCP/IP)
  • Übertragungsmedien, Zugriffsverfahren
  • Netzwerktopologie, Rollenverteilung

Lokale Netzwerke auf Basis von Ethernet und TCP/IP

  • Ethernet-Protokoll, Netzwerkgeräte (Switch, Router)
  • Netzwerkkopplung, Redundanz (STP), VLAN
  • IP-Protokoll (IPv4, IPv6), Routing und Subnetting
  • Network Address Translation (NAT),  ARP, ICMP

Dienste und Anwendungsprotokolle

  • Netzwerkbetriebssystem Linux, Linux-Konsole, Remote-Shell (SSH)
  • Kommunikationsabläufe bei TCP und UDP
  • DHCP-Server, Namensauflösung mit DNS, Web-Server

Prozessbedienung und –visualisierung konzipieren und realisieren

  • Web-Technologien in der Automatisierung (HTTP, HTML+CSS, JS)
  • OPC in der Automatisierungstechnik, OPC/UA

Klassische Feldbusse

  • Buszugriff und Arbitrierung
  • Protokollstruktur (CAN), Anwendungsprotokolle (CANOpen)

Industrial Ethernet

  • Unterschiede zwischen Feldbus und Industrial Ethernet
  • Echtzeitfähiges Ethernet (Profinet)

Netzwerksicherheit

  • Gefahrenabschätzung und Risikoanalyse
  • Verschlüsselung, Zertifikaten

Aufbau und Konfiguration von Firewalls, Paketfilter

Arbeitsmittel:Raspberry Pi, Raspian Linux, Wireshark, nmap, OpenVPN, Cryptool