Hier bekommt der Hubtisch ein Zeitgefühl: Die Steuerung wartet, bis die Wanne ruhig steht, sie meldet sich, wenn der Hubtisch seine Endlage nicht rechtzeitig erreicht, und die Störleuchte blinkt im Sekundentakt. Am Ende packst du alles in einen Funktionsbaustein, den Stapler 5 ohne Änderung übernimmt.

Schritt 3 von 5. Du liest und zeichnest Impulsdiagramme, setzt TON, TOF und TP für Stapler 4 ein und entwirfst den Funktionsbaustein „Hubtisch“ mit zwei Instanzen.

Danach: Rechenwege und Lösungen zu Teil 3

Der wichtigste Satz auf dieser Seite: Ein Funktionsbaustein hat ein Gedächtnis, eine Funktion nicht: Jede Instanz merkt sich ihre eigenen Zeiten und Zustände.

Am Ende hast du: den Funktionsbaustein „Hubtisch“ mit Schnittstelle, Zeitüberwachung, Bausteinkopf und zwei Instanzen, dazu die Zeitentabelle von Stapler 4.

Karte „Stapler 4 auf einen Blick“: Alle Betriebsmittel des Staplers mit Kennzeichen und Bedeutung, dazu die Seitenansicht. Die Karte steht im Wissensspeicher, Lektion „Wissensspeicher und Expertenrunde“. Leg sie neben jede Aufgabe dieses Teils.

TON (Einschaltverzögerung), PT = 2 sIN01Q01ET0PT012345678t in sPT = 2 s
Impulsdiagramm einer Einschaltverzögerung TON mit PT = 2 s über 8 s: Das Signal IN ist von 1 s bis 2 s und von 3 s bis 7 s auf 1. Die abgelaufene Zeit ET steigt beim ersten, kurzen Impuls bis 1 s und fällt mit IN auf 0, Q bleibt 0. Beim zweiten Impuls steigt ET bis PT = 2 s, Q geht bei 5 s auf 1 und fällt bei 7 s mit IN wieder auf 0. Eigene Darstellung für den Unterricht.

Erst du, dann die anderen

Die Meisterin will wissen: „Wie lange gebt ihr dem Hubtisch, bevor ihr Störung meldet?“ Den Wert gibt dir keiner vor. Wie würdest du vorgehen?

So gehen andere vor. Such dir einen Weg aus.
  • Aus den Anlagendaten rechnen. Fahrzeit aus Hub und Geschwindigkeit, dazu ein Zuschlag. Geht sofort, aber Anlauf, Bremse und Last stecken nur im Zuschlag.
  • An der Anlage messen. Die Fahrzeit mehrfach messen, leer und mit vollem Stapel, und den größten Wert mit Abstand nehmen. Echt, geht aber erst nach dem Umbau und kostet Zeit an der laufenden Anlage.
  • Von einer baugleichen Anlage übernehmen. Schnell und erprobt, passt aber nur, wenn Motor, Getriebe und Hub wirklich gleich sind.

Es gibt hier nicht den einen richtigen Weg. Entscheide dich für einen und schreibe dazu, weshalb.

Gegebene Werte für Lernangebot 6 · aufklappen, wenn du rechnest

Gegebene Werte für Lernangebot 6

Hubtisch -M2
Hub 0,30 m, Geschwindigkeit 0,20 m/s, Getriebemotor 0,75 kW mit Federdruckbremse, Endlagen -B3 (unten) und -B4 (oben)
Zeitüberwachung Hubtisch T2
Vorgabe der Meisterin: doppelte Fahrzeit einer Richtung
Beruhigungszeit an -B2, T4
0,2 s; erst dann steht die Wanne ruhig auf dem Stapelplatz. Die alte Steuerung wartete 0,5 s.
Nachlauf Stapelband T1
1,0 s, nachdem der Stapel die Lichtschranke -B7 (STAPEL_AUS, %I1.5) erreicht hat; Stapelband 1,0 m/s
Signal aus dem Ablauf
BAND_EIN ist 1, solange der Stapel ausfährt, und fällt, sobald -B7 meldet (die Schrittkette baut ihr in Teil 4). Schütz Stapelband -Q4: STAPELBAND, %Q0.3
Blinktakt Störleuchte -P2, T3
1 Hz, Hell- und Dunkelphase gleich lang; -P2: STOERUNG, %Q0.7
Takt neu (aus Teil 1)
Takt je Wanne und Stapelwechsel: deine Rechnung aus Aufgabe 2.5 in Teil 1; sechs Wannen je Stapel
Induktiver Sensor -B4 (aus Teil 2)
Sn = 8 mm, Schaltfahne aus Baustahl; gesicherter Schaltabstand: deine Rechnung aus Aufgabe 3.3 in Teil 2
Zeiten in ST
Datentyp TIME, Schreibweise T#200ms, T#1s, T#3s
Bausteinkopf (Vorgabe der Elektrowerkstatt)
Name, Aufgabe, Projekt, Version, Datum, Ersteller, Änderungen
Stapler 5
baugleich mit Stapler 4: gleicher Hubtisch, gleiche Sensoren, eigene Ein- und Ausgänge

Alle Werte zu Stapler 4 sind Unterrichtswerte. Zahlen zum Flughafen sind öffentliche Größenordnungen, gerundet.

Dein Lernprodukt im Einzelnen

Dein Lernprodukt

Funktionsbaustein „Hubtisch“ mit Zeitentabelle

Darauf laufen die Aufgaben dieses Lernangebots zu. Die Aufgaben sind die Stufen dorthin, das Lernprodukt ist das Ergebnis.

Es besteht aus

  • dem Funktionsbaustein mit Bausteinkopf, Schnittstelle (Eingänge, Ausgänge, interne Variablen) und kommentiertem Code in ST oder FUP
  • der Zeitüberwachung mit Störmerker und Quittieren im Baustein
  • zwei Instanzen: eine für Stapler 4, mit euren Signalen verschaltet, und eine für den baugleichen Stapler 5
  • dem Blinktakt für die Störleuchte -P2
  • der Zeitentabelle T1 bis T4 mit Aufgabe, Zeitfunktion, PT und Begründung

Zur Dokumentation

Bausteinkopf vollständig, jede Variable mit Kommentar, jeder Abschnitt mit einem Satz, was er tut. Der Baustein liegt in der Bibliothek des Projekts, damit Stapler 5 ihn ohne Kopieren und Ändern übernimmt. Gespeichert am Werkstattrechner aus LF 4.

Zusammen mit dem Handbetrieb aus Lernangebot 5 ist das euer Grundprogramm, Meilenstein M2. Ein anderes Team prüft es gegen die Abnahmepunkte, danach zeichnet die Projektleitung ab.

6.1Vergleiche die drei Zeitfunktionen am selben Signal
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Aufgabe 6.1

Dasselbe Signal IN an TOF und TP, je PT = 1 sIN01TOF Q01TOF ET0PTTP Q01TP ET0PT01234567t in s
Impulsdiagramm zum Ausfüllen, lösungsfrei: Zeitachse von 0 s bis 7 s, das Signal IN ist von 1,0 s bis 1,6 s und von 3,0 s bis 5,0 s auf 1. Darunter leere Spuren für Q und ET eines TOF und eines TP, je mit PT = 1 s. Eigene Darstellung für den Unterricht.

Vergleiche die drei Zeitfunktionen am selben Signal:

  • Beschreibe am TON-Bild oben auf dieser Seite, was IN, PT, Q und ET bedeuten.
  • Zeichne Q und ET eines TOF mit PT = 1 s für das gezeigte Signal IN.
  • Zeichne Q und ET eines TP mit PT = 1 s für dasselbe Signal.
  • Vergleiche, wie TON, TOF und TP auf den kurzen ersten Impuls reagieren.
  • Nenne für jede Zeitfunktion eine Verwendung an Stapler 4.

Zeichenblatt zu Aufgabe 6.1 herunterladen PDF · 1 Seite · 203 KB · zum Ausdrucken und Einzeichnen

Tabellenbuch Schlag im Sachwortverzeichnis nach: Zeitfunktion · Einschaltverzögerung · Ausschaltverzögerung · Impuls · Impulsdiagramm

Allein Diese Aufgabe bearbeitest du allein.

6.2Lege die Beruhigungszeit an der Lichtschranke -B2 aus
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Aufgabe 6.2

Die Szene zur Wanne an -B2 lädt. Das Signal steht auch im Diagramm darunter.

Lichtschranke B2 am Stapelplatz, Beruhigungszeit T4, PT = 0,2 s-B2IN01Q01ET0PT0,000,050,100,150,200,250,300,350,400,450,500,550,60t in s
Signalverlauf der Lichtschranke -B2 beim Einlaufen einer Wanne, lösungsfrei: Zeitachse von 0 s bis 0,6 s in Schritten von 0,05 s. -B2 geht bei 0,10 s auf 1, fällt bei 0,22 s kurz auf 0 und ist ab 0,25 s dauernd 1. Darunter leere Spuren für Q und ET der Zeitfunktion, die du wählst, mit PT = 0,2 s. Eigene Darstellung für den Unterricht.

Lege die Beruhigungszeit an der Lichtschranke -B2 aus:

  • Erkläre, weshalb der Hubtisch nicht schon beim ersten Signal von -B2 anfahren soll.
  • Entscheide, welche Zeitfunktion die Beruhigungszeit bildet.
  • Zeichne Q und ET zum gezeigten Verlauf von -B2.
  • Bestimme den Zeitpunkt, zu dem Q auf 1 geht.
  • Berechne Takt je Wanne, Stapelzeit und Durchsatz, wenn ihr die Beruhigungszeit der alten Steuerung übernehmt.

Zeichenblatt zu Aufgabe 6.2 herunterladen PDF · 1 Seite · 197 KB · zum Ausdrucken und Einzeichnen

Tabellenbuch Schlag im Sachwortverzeichnis nach: Einschaltverzögerung · Lichtschranke · Taktzeit · Durchsatz · Impulsdiagramm

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6.3Programmiere den Nachlauf des Stapelbands
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Aufgabe 6.3

Programmiere den Nachlauf des Stapelbands:

  • Beschreibe, was das Stapelband -M3 nach dem Signal von -B7 noch tun soll.
  • Entscheide, ob TON, TOF oder TP den Nachlauf bildet, wenn das Signal BAND_EIN aus dem Ablauf kommt.
  • Schreibe die ST-Zeilen für STAPELBAND mit der gewählten Zeitfunktion.
  • Zeichne ein Impulsdiagramm für BAND_EIN, -B7 und STAPELBAND.
  • Vergleiche deine Lösung mit einem TP, den -B7 startet.

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Tabellenbuch Schlag im Sachwortverzeichnis nach: Ausschaltverzögerung · Impuls · Nachlauf · Strukturierter Text · Datentyp TIME

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6.4Baue den Blinktakt für die Störleuchte -P2
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Aufgabe 6.4

Baue den Blinktakt für die Störleuchte -P2:

  • Bestimme Periodendauer, Hellzeit und Dunkelzeit für 1 Hz.
  • Zeichne einen Blinktakt aus zwei TON, die sich gegenseitig starten, in FUP.
  • Schreibe den Blinktakt in ST.
  • Zeichne das Impulsdiagramm des Takts über 3 s.
  • Verknüpfe den Takt mit dem Störmerker des Hubtischs so, dass -P2 blinkt, bis die Störung quittiert ist.

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Tabellenbuch Schlag im Sachwortverzeichnis nach: Taktgeber · Frequenz · Periodendauer · Einschaltverzögerung · Meldeleuchte

Allein Diese Aufgabe bearbeitest du allein.

6.5Lege die Zeitüberwachung des Hubtischs fest
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Aufgabe 6.5

Lege die Zeitüberwachung des Hubtischs fest:

  • Berechne die Fahrzeit des Hubtischs für eine Richtung.
  • Berechne die Überwachungszeit T2 nach der Vorgabe der Meisterin.
  • Begründe, weshalb T2 größer als die Fahrzeit sein muss und weshalb sie nicht beliebig groß sein darf.
  • Entscheide, welche Zeitfunktion die Überwachung bildet und welches Signal an IN liegt.
  • Beschreibe, was geschieht, wenn die Schaltfahne von -B4 verstellt ist und 9 mm vor dem Sensor steht.

Tabellenbuch Schlag im Sachwortverzeichnis nach: Zeitüberwachung · Laufzeitüberwachung · Schaltabstand · induktiver Sensor · Störmeldung

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6.6Unterscheide Funktion und Funktionsbaustein
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Aufgabe 6.6

Unterscheide Funktion und Funktionsbaustein:

  • Erkläre den Unterschied zwischen einer Funktion (FC) und einem Funktionsbaustein (FB).
  • Ordne die vier Bausteine in der Tabelle FC oder FB zu.
  • Begründe jede Zuordnung.
  • Erkläre, was eine Instanz und was Instanzdaten sind.
  • Beschreibe, wozu eine Bibliothek im Programmierwerkzeug dient.
Baustein FC oder FB Begründung
Durchsatz in Wannen je Stunde aus der Stapelzeit berechnen
Hubtisch mit Zeitüberwachung und Störmerker
Blinktakt aus zwei TON
Stapelhöhe prüfen: liegt der eingestellte Wert zwischen 2 und 6?

Tabellenbuch Schlag im Sachwortverzeichnis nach: Funktion · Funktionsbaustein · Instanz · Bibliothek · IEC 61131-3

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6.7Entwirf die Schnittstelle des Funktionsbausteins „Hubtisch“
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Aufgabe 6.7

So steht ein Funktionsbaustein im FUPT_BEISPIELTONINPTQETSIGNAL_EINT#2sSIGNAL_VERZInstanzname: wessen Daten?Bausteintyp: was tut er?Eingänge (Aktualparameter links,Formalparameter im Kasten)Ausgänge
Aufbau eines Funktionsbausteins im FUP am Beispiel der Zeit TON vom Anfang dieser Seite: Über dem Kasten steht der Instanzname T_BEISPIEL, im Kopf der Bausteintyp TON. Links die Eingänge IN und PT mit den Aktualparametern SIGNAL_EIN und T#2s, rechts die Ausgänge Q mit SIGNAL_VERZ und ET unbeschaltet. Allgemeine Signalnamen, keine Anlagensignale. Erläuterungen zu Instanzname, Bausteintyp, Eingängen und Ausgängen. Eigene Darstellung für den Unterricht.

Entwirf die Schnittstelle des Funktionsbausteins „Hubtisch“:

  • Lege die Eingänge mit Name, Datentyp und Kommentar fest.
  • Lege die Ausgänge ebenso fest.
  • Lege die internen Variablen fest, die der Baustein sich merken muss.
  • Entscheide, ob die Überwachungszeit fest im Baustein steht oder als Eingang übergeben wird.
  • Begründe deine Entscheidung mit Blick auf Stapler 5.
  • Zeichne das Bausteinsymbol mit Instanzname für Stapler 4.
  • Schreibe den Bausteinkopf.

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Name Art (Eingang, Ausgang, intern) Datentyp Kommentar

Tabellenbuch Schlag im Sachwortverzeichnis nach: Funktionsbaustein · Schnittstelle · Formalparameter · Datentyp · Programmdokumentation

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6.8Erstellt den Funktionsbaustein „Hubtisch“ und setzt ihn zweimal ein
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Aufgabe 6.8

Erstellt den Funktionsbaustein „Hubtisch“ und setzt ihn zweimal ein:

  • Programmiert den Funktionsbaustein mit Verriegelung, Endlagen, Freigabe, Zeitüberwachung, Störmerker und Quittieren.
  • Füllt den Bausteinkopf aus und kommentiert jeden Abschnitt.
  • Ruft eine Instanz für Stapler 4 auf und verschaltet sie mit euren Signalen aus der Zuordnungsliste.
  • Legt eine zweite Instanz für den baugleichen Stapler 5 an.
  • Testet die Zeitüberwachung in der Simulation, indem -B4 nicht meldet.
  • Stellt alle Zeiten von Stapler 4 in der Tabelle zusammen.
Zeit Aufgabe Zeitfunktion PT Begründung
T1
T2
T3
T4

Tabellenbuch Schlag im Sachwortverzeichnis nach: Funktionsbaustein · Instanz · Bausteinkopf · Programmdokumentation · Bibliothek

Im Team Diese Aufgabe bearbeitet ihr im Projektteam. Jede und jeder kann das Ergebnis am Ende erklären.

Die Lage ändert sich

Die Instandhaltung baut am Hubtisch einen stärkeren Getriebemotor ein. Der Hubtisch fährt jetzt mit 0,30 m/s statt mit 0,20 m/s.

Überprüfe dein Lernprodukt an diesem Fall:

  • Prüfe, welche Zeiten in deiner Zeitentabelle sich ändern und welche bleiben.
  • Berechne die neuen Werte.
  • Beurteile, was geschieht, wenn niemand die Überwachungszeit anpasst.

Mit Lernpartner Diese Überprüfung macht ihr zu zweit. Wer beide Fälle erklären kann, hat die Sache verstanden.