Hier plant ihr den dritten Wunsch des Auftraggebers so, wie man es vor der Kleinsteuerung gemacht hätte: mit Kontakten und Leitungen. Erst die Logik auf Papier, dann der Plan, dann die ehrliche Frage, ob sich das lohnt.
Schritt 3 von 4. Du legst fest, wann welche Leuchte leuchtet, schreibst das als Wahrheitstabelle, setzt sie in den Stromlaufplan um und vergleichst mit einer Kleinsteuerung.
Danach: Rechenwege und Lösungen
Der wichtigste Satz auf dieser Seite: Eine Wahrheitstabelle ist erst vollständig, wenn jede Kombination der Eingänge eine Zeile hat, auch die, die nie vorkommen sollte.
Am Ende hast du: Ergänzter Stromlaufplan mit Ampel und Warnleuchte, Wahrheitstabelle und Vergleich
Erst du, dann die anderen
Bevor du eine Tabelle anlegst: Wie würdest du sicherstellen, dass du keinen Zustand des Tores vergisst, in dem die Ampel etwas Falsches zeigen könnte?
So gehen andere vor. Such dir einen Weg aus.
- Vom Tor her denken. Du gehst einen Tag an Tor 4 durch: zu, fährt auf, offen, fährt zu. Das ist anschaulich, aber du findest nur die Zustände, an die du gerade denkst. Was bei einem Fehler passiert, fehlt.
- Von den Eingängen her zählen. Du schreibst jede Kombination der Eingänge auf, ob sie sinnvoll ist oder nicht. Du vergisst nichts, musst aber auch für jede unsinnige Zeile entscheiden, was die Ampel zeigt.
- Von der Gefahr her denken. Du fragst zuerst, wann grün gefährlich wäre, und legst nur diese Fälle fest. Das trifft den Kern, aber was die Warnleuchte in den übrigen Fällen tut, bleibt offen.
Es gibt hier nicht den einen richtigen Weg. Entscheide dich für einen und schreibe dazu, weshalb.
Gegebene Werte: Leuchten, Versorgung und Eingänge · aufklappen, wenn du rechnest
Gegebene Werte: Leuchten, Versorgung und Eingänge
- -P1, -P2 Ampel rot innen und außen
- LED-Signalleuchte 24 V DC, 2,4 W je Leuchte
- -P3, -P4 Ampel grün innen und außen
- LED-Signalleuchte 24 V DC, 2,4 W je Leuchte
- -P5 Warnleuchte orange
- vorhandene Halogen-Drehspiegelleuchte 24 V DC, 25 W
- -T1 Netzteil
- Eingang 230 V AC, Ausgang 24 V DC, 2,5 A
- Relais 24 V DC, falls ihr eins braucht
- Spule 24 V DC, 0,5 W, Kontakte 250 V AC, 6 A
- Eingang A
- Durchfahrposition bestätigt
- Eingang B
- Endlage ZU erreicht
- Eingang M
- Tor fährt oder Vorwarnung läuft
- Ausgänge
- Ampel rot (-P1, -P2), Ampel grün (-P3, -P4), Warnleuchte (-P5)
Leuchten, Netzteil und Relais aus den Anlagendaten. Die drei Eingänge hat der Auftraggeber für die Ampel so benannt. 1 heißt: trifft zu, 0 heißt: trifft nicht zu. Unterrichtswerte.
Dein Lernprodukt im Einzelnen
Dein Lernprodukt
Ergänzter Stromlaufplan mit Ampel und Warnleuchte, Wahrheitstabelle und Vergleich
Darauf laufen die Aufgaben dieses Lernangebots zu. Die Aufgaben sind die Stufen dorthin, das Lernprodukt ist das Ergebnis.
Es besteht aus
- der vollständigen Wahrheitstabelle der Ampel mit den Eingängen A, B und M und den Gleichungen für rot, grün und Warnleuchte
- dem von Hand ergänzten Stromlaufplan: Ampel innen und außen und Warnleuchte verbindungsprogrammiert zur Herstellersteuerung, mit Kontaktspiegeln
- der Prüfung des Plans gegen die Wahrheitstabelle, Zeile für Zeile
- dem Nachweis, dass die Versorgung der Leuchten reicht
- dem Vergleich verbindungsprogrammiert gegen speicherprogrammiert, mit Empfehlung an den Auftraggeber
Zur Dokumentation
Gezeichnet auf der Vorlage zum Handzeichnen „Stromlaufplan Tor 4“ oder auf kariertem Papier, mit Lineal. Schaltzeichen nach DIN EN 60617, Kennzeichen nach DIN EN IEC 81346-2, Leitungen nur waagerecht und senkrecht, jeder Stromkreis geschlossen. Zu jeder Entscheidung ein Satz, weshalb.
Abgenommen wird er im Kreuzreview durch ein anderes Team, das ihn gegen eure Wahrheitstabelle durchspielt, danach von der Projektleitung abgezeichnet. Zu Meilenstein M2 präsentiert ihr ihn dem Auftraggeber.
Logik mit Kontakten. Zwei Kontakte in Reihe lassen nur Strom durch, wenn beide geschlossen sind: Das ist eine UND-Verknüpfung, geschrieben A ∧ B. Zwei Kontakte parallel lassen Strom durch, wenn mindestens einer geschlossen ist: Das ist ODER, geschrieben A ∨ B. Ein Öffner führt Strom, solange sein Betätiger nicht betätigt ist: Das ist NICHT, geschrieben ¬A. Mit diesen drei Grundverknüpfungen lässt sich jede Zeile einer Wahrheitstabelle als Stromweg zeichnen. Genau das heißt verbindungsprogrammiert: Die Logik steckt in der Verdrahtung. In einer speicherprogrammierten Steuerung steckt sie im Programm.
Aufgabe 6.1
Lege fest, was Ampel und Warnleuchte anzeigen sollen:
- Formuliere für Ampel rot, Ampel grün und Warnleuchte je einen Satz, wann sie leuchten.
- Begründe, in welchem Fall grün leuchten darf.
- Entscheide, ob rot und grün gleichzeitig leuchten oder gleichzeitig aus sein dürfen.
- Begründe deine Entscheidung aus Sicht eines Schlepperfahrers draußen.
Tabellenbuch Schlag im Sachwortverzeichnis nach: Leuchtmelder · Kennfarben
Mit Lernpartner Diese Aufgabe bearbeitest du mit deinem Lernpartner. Vergleicht am Ende eure Ergebnisse.
Aufgabe 6.2
Stelle die Ampel als Wahrheitstabelle dar:
- Begründe, weshalb die Tabelle bei drei Eingängen acht Zeilen braucht.
- Trage alle Kombinationen von A, B und M ein, geordnet wie beim Zählen im Dualsystem.
- Trage für jede Zeile ein, was rot, grün und die Warnleuchte zeigen.
- Beschreibe in der letzten Spalte den Zustand des Tores, oder vermerke, dass die Zeile nicht vorkommen kann.
- Entscheide für jede Zeile, die nicht vorkommen kann, was Ampel und Warnleuchte zeigen sollen.
- Stelle die Gleichungen für grün, rot und Warnleuchte auf.
| A | B | M | rot | grün | Warnleuchte | Zustand des Tores |
|---|---|---|---|---|---|---|
Tabellenbuch Schlag im Sachwortverzeichnis nach: Wahrheitstabelle · logische Grundverknüpfungen · Dualzahlen
Allein Diese Aufgabe bearbeitest du allein.
Aufgabe 6.3
Die Vorlage zum Handzeichnen „Stromlaufplan Tor 4“ findest du im Kursmaterial oben in der Reiterleiste. Links stehen die Strompfade 1 bis 3 der Herstellersteuerung, rechts ist das Zeichenfeld für deine Strompfade. Ohne Ausdruck zeichnest du auf kariertes Papier und überträgst die Strompfade 1 bis 3. Wo du einen Kontakt brauchst, den es heute noch nicht gibt, darfst du ihn vorsehen. Schreibe dazu, an welchem Betriebsmittel er sitzt.
Ergänze den Stromlaufplan um Ampel und Warnleuchte, verbindungsprogrammiert:
- Entscheide, woher deine Leuchten ihre Spannung bekommen, und begründe.
- Entscheide für jeden Eingang A, B und M, welcher Kontakt ihn im Plan liefert, und begründe.
- Zeichne die neuen Strompfade in aufgelöster Darstellung, nummeriert ab Strompfad 4.
- Kennzeichne jedes Betriebsmittel und jeden Kontakt mit Anschlussbezeichnung.
- Ergänze die Kontaktspiegel unter allen Spulen.
- Prüfe deinen Plan Zeile für Zeile gegen deine Wahrheitstabelle.
Tabellenbuch Schlag im Sachwortverzeichnis nach: Stromlaufplan · Kontaktspiegel · Positionsschalter · Schaltzeichen
Mit Lernpartner Diese Aufgabe bearbeitest du mit deinem Lernpartner. Vergleicht am Ende eure Ergebnisse.
Aufgabe 6.4
Prüfe, ob die Versorgung für deine Leuchten reicht:
- Berechne den Strom jeder Leuchte und jeder Relaisspule in deinem Plan.
- Bestimme den Zustand des Tores, in dem deine Schaltung den größten Strom zieht.
- Berechne diesen Strom.
- Vergleiche ihn mit dem Bemessungsstrom von -T1.
- Begründe, welche Leuchte beim Nachweis den Ausschlag gibt.
Tabellenbuch Schlag im Sachwortverzeichnis nach: elektrische Leistung · Stromstärke · Parallelschaltung
Allein Diese Aufgabe bearbeitest du allein.
Aufgabe 6.5
Vergleiche verbindungsprogrammiert und speicherprogrammiert für Tor 4:
- Vergleiche deinen ergänzten Plan mit einer Lösung in der Kleinsteuerung -K0 nach Aufwand, Änderbarkeit, Kosten und Sicherheit.
- Nenne einen Vorteil der verbindungsprogrammierten Lösung.
- Bewerte, welche Lösung zu allen drei Wünschen des Auftraggebers besser passt.
- Formuliere eine Empfehlung an den Auftraggeber in drei Sätzen.
| Gesichtspunkt | verbindungsprogrammiert (dein Plan) | speicherprogrammiert (Kleinsteuerung -K0) |
|---|---|---|
| Aufwand beim Bau | ||
| Änderbarkeit | ||
| Kosten | ||
| Sicherheit | ||
| Fehlersuche |
Tabellenbuch Schlag im Sachwortverzeichnis nach: verbindungsprogrammierte Steuerung · speicherprogrammierte Steuerung · Kleinsteuerung
Mit Lernpartner Diese Aufgabe bearbeitest du mit deinem Lernpartner. Vergleicht am Ende eure Ergebnisse.
Die Lage ändert sich
Der Auftraggeber kündigt an: „Wenn das mit Tor 4 läuft, wollen wir am Hallentor 3 noch eine zweite Warnleuchte, baugleich mit -P5. Die Leute dort sollen sehen, dass Tor 4 sich bewegt.“
Überprüfe dein Lernprodukt an diesem Fall:
- Ergänze deinen Plan um die zweite Warnleuchte.
- Schätze ab, wie viel Verdrahtung, wie viele Kontakte und wie viel Strom das in deiner verbindungsprogrammierten Lösung kostet.
- Vergleiche mit dem Aufwand in einer Kleinsteuerung.
Mit Lernpartner Diese Überprüfung macht ihr zu zweit. Wer beide Fälle erklären kann, hat die Sache verstanden.
Für deinen Wissensspeicher: UND, ODER, NICHT als Kontakte, die Wahrheitstabelle der Ampel mit den Gleichungen, eure Entscheidung für A, B und M und euer Vergleich verbindungsprogrammiert gegen speicherprogrammiert.