Bildungsangebot

Personale Kompetenzen

Die Schülerinnen und Schüler definieren, bewerten und reflektieren Ziele und Prozesse. Sie gestalten diese eigenständig und nachhaltig.

Sie entwickeln eine offene Haltung zu innovativen Konzepten.

Sie lösen komplexe fachbezogene Probleme und vertreten ihre Lösungen argumentativ gegenüber Fachleuten.

Fachkompetenz

Die Schülerinnen und Schüler entwickeln komplexe technische Lösungen.

Sie analysieren und dokumentieren Kundenanforderungen.

Sie bereiten Fachgespräche vor, führen sie durch und dokumentieren sie.

Sie klären und berücksichtigen rechtliche Rahmenbedingungen.

Sie beurteilen fachliche Innovationen und setzen neue Technologien um.

Sie wenden Kreativitätstechniken zur Produktentwicklung an.

Sie setzen branchenspezifische Software zur Bearbeitung komplexer Aufgaben ein.

Sie entwerfen und konstruieren technische Lösungen und führen Berechnungen durch.

Sie wählen geeignete Rohstoffe, Werkstoffe bzw. Technologien für komplexe technische Lösungen aus.

Sie berücksichtigen ökologische Aspekte und treffen nachhaltige und umweltgerechte Entscheidungen. 

Sie überprüfen kriteriengeleitet technische Lösungen.

Sie erstellen technische Dokumente, ggf. Programme. 

Sie präsentieren technische Lösungen und übergeben sie an den Kunden.

Sie reflektieren und beurteilen ihre Vorgehensweise und Handlungsergebnisse.

Struktur:

(Modulbereiche)

• Grundlagen des technischen Zeichnens
• Einfache 3D-Konstruktionen mit CAD Programmen
• Erstellung von Schaltplänen für elektronische Schaltungen mittels CAE
• Grundlagen BIM, 3D-Konstruktionen mit elektrischer Ausrüstung

Die Studierenden analysieren die Funktionsweise von verschiedenen Mi­krocontrollersystemen. Sie kennen unterschiedliche Baugruppen eines Mi­krocontrollers und können diese aufgabengerecht konfigurieren. Sie ent­wickeln für die Mikrocontrollersysteme Programme in den Sprachen As­sembler, C und C++ und testen diese mit entsprechenden Hardware- und Softwarewerkzeugen. Die Studierenden nutzen dabei Integrierte Entwick­lungsumgebungen. Zur Dokumentation Ihrer Program­me verwenden sie Programmablaufpläne und Struktogramme. Um die Unterrichtsziele zu erreichen, wird projekt- und handlungs­orientiert gearbeitet.

Die Studierenden beschreiben die Topologien und Rollen in der Kommuni­kation und stellen Vor- und Nachteile unterschiedlicher Übertragungsme­dien gegenüber. Sie integrieren Clients in bestehende Netzwerke und kon­figurieren diese. Nach Konfiguration dokumentieren Sie den Aufbau des Netzwerks und dia­gnostizieren mögliche Fehler. Für das Bedienen und Beobachten von Pro­zessen kennen die Studierenden unterschiedliche An­wendungsprotokolle und deren Vorteile/Nachteile. Sie konfigu­rieren und implementieren Dienste zur Bedienung und Beobachtung von Steuerungen über übliche Protokolle. Themenübergreifend beurteilen die Studierenden die Risiken der Daten­kommunikation in vernetzten Systemen und können Maßnah­men zur Ab­wehr von Gefahren beschreiben und beurteilen.

Architektur von Mikrocontrollersystemen

• Vergleich von Mikroprozessoren und Mikrocontrollern
• Funktionseinheiten, Register- und Speicherarchitektur
• Befehlssatz der 8051-Familie

Handhabung von Entwicklungswerkzeugen

• IDE, Werkzeugen zum Programmdebugging und zur Simulation
• Programmtest auf verschiedenen Hardwareplattformen

Erstellen von Anwendungsprogrammen

• Maschinennahe Codierung in Assembler und C
• Entwicklung von Steuerungsprogrammen, Interrupttechnik
• Darstellungsformen von Algorithmen
• Programmmodularisierung durch Unterprogramme
• Klassen, Objekten und Bibliotheken in der Sprache C++
• Zähler- und Timerbausteine, Anbindung Sensoren über I²C

Grundlegende Kommunikationsprinzipien

• Datenkommunikationsmodelle (OSI, TCP/IP)
• Übertragungsmedien, Zugriffsverfahren, Netzwerktopologie
• Lokale Netzwerke auf Basis von Ethernet und TCP/IP
• Ethernet-Protokoll, Netzwerkgeräte (Switch, Router)
• IP-Protokoll (IPv4, IPv6), Routing und Subnetting

Dienste und Anwendungsprotokolle

• Netzwerkbetriebssystem Linux, Linux-Konsole, Remote-Shell (SSH)
• Web-Technologien in der Automatisierung (HTTP, HTML+CSS, JS)

Netzwerksicherheit

• Verschlüsselung, Zertifikaten
• Gefährdungen, Schutzmaßnahmen

Im Rahmen ihrer zukünftigen Tätigkeit werden die Studierenden Energieversorgungssysteme ab der Übergabestation des Energieversorgers im Mittel- und Niederspannungsbereich bis zur Verteilung auf die Geräte der Anlagen planen und in Betrieb nehmen. Hierzu sind Kenntnisse der Überwachung und Führung des Energieflusses durch die Energieversorger auf der einen Seite und den Anwendern auf der anderen Seite notwendig.

Behandelt werden unter anderem Schaltanlagen, Blindleistungskompensationsanlagen und Transformatoren. Die Studierenden lernen die Funktionsweise und den Aufbau von Kompensationsanlagen und Transformatoren kennen, modellieren diese als Ersatzschaltungen und bestimmen wesentliche Kenngrößen – wie Bemessungsspannungen und -leistungen – für deren Betrieb. Weiterhin legen sie Schaltanlagen für Normalbetrieb und Fehlerfall unter Berücksichtigung einschlägiger Richtlinien aus.

Weitere benötigte Kenntnisse umfassen den Aufbau öffentlicher und industrieller Energieversorgungsnetze. Dazu analysieren die Studierenden Verbrauchswerte des Netzes und planen die notwendigen Übertragungsleitungen. Sie bemessen Leitungen und Kabel einschließlich der zugehörigen Schutzeinrichtungen und Leistungsschalter. Dabei beachten sie die vorgeschriebenen Schutzmaßnahmen an elektrischen Anlagen – analysieren und planen sowohl Maßnahmen zum Netzschutz als auch zum Personenschutz.

Sowohl die Planung von Mittel- und Niederspannungsanlagen als auch die Berechnung von Lastflüssen und Kurzschlüssen in Versorgungsnetzen werden durch den Einsatz von Simulationsprogrammen unterstützt.

• Analyse unterschiedlicher Übertragungssysteme zum Transport von elektrischer Energie
• Kraftwerke
• Schaltanlagen
• Transformator
• Elektrische Kabel und Leitungen
• Mittelspannungs- und Hochspannungsschaltanlagen
• Netzschutz und Fehlerverhalten von Netzen
• Bemessung von Anlagen zur Blindleistungskompensation