Teil 4 von 6⏱ 16 hSprint 3 · Meilenstein M3
Im Handbetrieb fährt der Hubtisch schon, verriegelt und überwacht. Jetzt soll Stapler 4 allein arbeiten: Wannen zählen, den vollen Stapel erkennen und den ganzen Ablauf Schritt für Schritt abarbeiten. Du zählst, vergleichst und beschreibst den Ablauf als GRAFCET, bevor ihr ihn als Schrittkette programmiert.
Schritt 1 von 5. Du liest die Lage, beobachtest Stapler 4 in der Simulation und planst mit deinem Team den Weg bis Meilenstein M3.
Danach: Lernangebot 7 · Zählen und vergleichen
Agil arbeiten · Sprint 3
Eure Storycard für Teil 4
Druckt sie doppelseitig aus, bevor ihr loslegt. Im Planning schreibt ihr euer Sprintziel in eigenen Worten auf und ergänzt eigene Kriterien. Am Ende prüft das andere Team gegen die Akzeptanzbedingungen, danach haltet ihr eure Retrospektive.
1 Planning2 Arbeiten mit Daily3 Review4 Retrospektive
Storycard Teil 4 herunterladen PDF · 2 Seiten · 350 KB
Im Projekt: Wann ist der Stapel voll?
Deine Lernangebote in Teil 4
Lernangebot 7 · Zählen und vergleichenLernangebot 8 · Der Ablauf als GRAFCET
Die Karte kennst du von „Bevor du loslegst“. Sie zeigt, was du in diesem Teil lernst.
Karte „GRAFCET lesen“: Alle Zeichen einer Ablaufbeschreibung nach DIN EN 60848 auf einer Seite: Schritt, Transition, Aktionen, Verzweigung. Die Karte steht im Wissensspeicher, Lektion „Wissensspeicher und Expertenrunde“. Leg sie neben jede Aufgabe mit Ablauf.
Der wichtigste Satz auf dieser Seite: Eine Schrittkette weiß in jedem Augenblick, wo sie steht: das macht sie lesbar, prüfbar und sicher.
Check-in: Wo ist dir das schon begegnet?
Klick bei jedem Punkt an, wo er dir schon begegnet ist: im Betrieb, privat oder in einem früheren Lernfeld. Das ist keine Bewertung.
Wozu der Check-in?
Manches kennst du schon: In Lernfeld 3 hast du an Tor 4 mit der Kleinsteuerung KF0 Speicher gesetzt und einen GRAFCET als Ausblick gesehen. In Teil 1 hast du den Ablauf der alten Schützsteuerung als Tabelle aus Schritt, Bedingung und Wirkung aufgeschrieben, in Teil 3 Speicher, Flanken und Zeiten programmiert. Das ist Absicht. Neu ist, dass der GRAFCET jetzt Pflicht ist, nach Norm gezeichnet wird und zur Schrittkette wird, die Stapler 4 wirklich steuert. Ordne trotzdem ehrlich ein, wo dir das schon begegnet ist: an einer Verpackungsmaschine im Betrieb, an einer Waschanlage, an einem Aufzug.
Darum geht es
Als Elektronikerin oder Elektroniker für Betriebstechnik möchte ich den Ablauf von Stapler 4 als GRAFCET beschreiben und als Schrittkette mit Zählern programmieren, damit der Stapler jeden Stapel mit genau der eingestellten Zahl Wannen abgibt, jederzeit zeigt, wo er steht, und bei Stopp erst am Ende eines Takts anhält.
Die Lage im Gepäckkeller
Meilenstein M2 ist abgezeichnet. Die Schichtleitung der Gepäcklogistik fragt: „Und wann stapelt er von allein?“ Gewünscht sind Stapel aus sechs Wannen, für den Restbestand der alten Wannen auch kleinere, und am Abend die Zahl der Wannen des Tages für ihre Statistik. Drückt jemand Stopp, soll keine Wanne halb gehoben und kein Stapel halb abgesenkt stehen bleiben.
Die Meisterin der Elektrowerkstatt legt die Reihenfolge fest: „Erst der Ablauf als GRAFCET auf Papier, dann die Schrittkette im Programmierwerkzeug. Ich will auf einen Blick sehen, in welchem Schritt der Stapler steht und worauf er wartet.“ Ergebnis dieses Teils ist Meilenstein M3: GRAFCET, Schrittkette und Zähler, abgenommen im Kreuzreview durch ein anderes Team.
Zahlen zu Stapler 4 · aufklappen
| Größe | Wert |
|---|---|
| Takt je Wanne (Einfahren, Beruhigung, Hubtisch auf und ab) | 4,4 s |
| Stapelwechsel (übernehmen, Klinken, absenken, ausfahren, Nachlauf) | 6,1 s |
| Stapelhöhe | 6 Wannen, einstellbar 2 bis 6 (Anforderung A1) |
| Anforderung Durchsatz | mindestens 600 Wannen je Stunde (A2) |
| Tagesmenge an Stapler 4 | rund 9.000 Wannen |
| Zykluszeit -KF1 | typisch 10 ms |
| Alte Steuerung | Zählrelais -K7, fest auf fünf Impulse |
Alle Werte sind Unterrichtswerte.
Das kennst du schon aus Lernfeld 3 und aus Teil 1 bis 3
Aus Lernfeld 3: An Tor 4 hast du mit der Kleinsteuerung KF0 einen Funktionsplan von Hand gezeichnet, Speicher gesetzt und den GRAFCET nur als Ausblick gesehen. Hier wird er Pflicht. Aus Teil 1: die Funktionsbeschreibung der alten Steuerung als Tabelle Schritt, Bedingung, Wirkung und der Anforderungskatalog A1 bis A8. Aus Teil 2: die Zuordnungsliste mit allen Symbolen. Aus Teil 3: SR und RS, R_TRIG, die Zeiten T1 bis T4, der Stopp-Merker HALT, der FB Hubtisch mit Zeitüberwachung. Ausblick: In Teil 5 testet ihr die Kette an der Simulation und an der Anlage, in Lernfeld 11 holt der Leitstand den Tageszähler über das Netz ab.
Stapler 4 in Bewegung
Die Simulation zeigt den Stapler im Automatikbetrieb und daneben den GRAFCET, noch ohne Schrittnamen und ohne Transitionen. Sieh eine Weile zu.
Die interaktive Simulation von Stapler 4 lädt. Ohne JavaScript siehst du sie nicht; die Seitenansicht oben zeigt dieselbe Anlage.
Welche Schritte erkennst du, und woran merkt die Steuerung, dass sie weiterschalten darf?
Dein Weg in 10 Schritten
Kursmaterial · Storycard
Die Storycard zu Teil 4. Zwei Seiten: vorne Story, Akzeptanzbedingungen, Sprintziel und „Die Lage ändert sich“, hinten Anschluss, Kompetenzmodell und Retrospektive. Druck sie doppelseitig aus und leg sie neben das Tabellenbuch.
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Mehr zu diesem Teil
Dein Weg im Einzelnen
- Auftrag klären
Lies die Lage, beobachte die Simulation und schreib auf, was ihr noch nicht wisst. - Zählen verstehen
Lerne CTU, CTD und CTUD kennen und lege fest, was an Stapler 4 gezählt wird. - Zeitdiagramm zeichnen
Zeichne den Stapelzähler für einen ganzen Stapel als Zeitdiagramm. - Datentypen wählen
Wähle Datentypen, rechne Wertebereiche nach und entscheide über Remanenz. - Zähler programmieren
Schreibe Stapelzähler, Vergleich, Plausibilisierung und Tageszähler in ST. - GRAFCET ergänzen
Ergänze in G1 „Stapeln“ alle Transitionsbedingungen. - Aktionen und Verzweigungen
Lege Aktionen mit Aktionsart fest und kläre die Wege nach Schritt 3 und Schritt 8. - Schrittkette umsetzen
Setzt G1 mit Speichergliedern oder in ST mit CASE um, mit Hand, Automatik und Stopp am Taktende. - Kreuzreview M3
Stellt GRAFCET, Schrittkette und Zähler einem anderen Team vor und lasst sie abnehmen. Die Projektleitung zeichnet ab. - Ergebnis sichern
Wissensspeicher-Blatt ausfüllen, drei Prüffragen für die Expertenrunde vorbereiten.
Fertig bist du, wenn …
Das Arbeitspaket gilt erst als fertig, wenn ein anderes Team im Kreuzreview alle Punkte abnimmt und die Projektleitung abzeichnet (Meilenstein M3):
- Der Stapelzähler C1 zählt je Wanne genau einmal, wird nach jedem Stapel zurückgesetzt und ist mit einem Vergleicher gegen die Stapelhöhe N ausgewertet.
- Die Stapelhöhe N wird plausibilisiert: Werte von 2 bis 6 gelten, jeder andere Wert ergibt 6.
- Der Tageszähler C2 hat einen Datentyp, der mit einer Rechnung begründet ist, ist remanent und wird vom Leitstand zurückgesetzt.
- Die Variablentabelle nennt für jede Variable Datentyp, Anfangswert, Remanenz und Kommentar.
- Ein Zeitdiagramm zeigt CU, R, CV und Q des Stapelzählers für einen ganzen Stapel.
- Der GRAFCET G1 „Stapeln“ ist nach DIN EN 60848 gezeichnet: Schritte 0 bis 8, Anfangsschritt, alle Transitionsbedingungen, Aktionen mit Aktionsart, Alternativverzweigungen nach Schritt 3 und Schritt 8, Rückführungen mit Pfeil.
- Die Transitionen nach Schritt 3 und nach Schritt 8 schließen sich gegenseitig aus.
- Die Schrittkette ist umgesetzt, mit Speichergliedern oder in ST mit CASE, die Wahl ist begründet; die Ausgänge werden an einer Stelle zugewiesen.
- Hand und Automatik sind berücksichtigt, Stopp wirkt am Taktende, der Hubtisch fährt in Hand nur im Tippbetrieb, verriegelt und bis zur Endlage.
- GRAFCET, Schrittkette und Zähler (Meilenstein M3) sind im Kreuzreview von einem anderen Team abgenommen und von der Projektleitung abgezeichnet.
- Das Wissensspeicher-Blatt ist vollständig; drei Prüffragen liegen vor.
Das kommt in deinen Wissensspeicher
Ein Blatt „Zählen und Schrittketten“: die drei Zähler mit ihren Anschlüssen, ein Zeitdiagramm des Stapelzählers, die Datentypen mit Wertebereich, eure Entscheidung zur Remanenz, die Zeichen des GRAFCET mit je einem Beispiel aus G1 und euer Muster, wie aus einem Schritt ein Stück Programm wird.
Zusätzlich: drei Prüffragen für die Expertenrunde formulieren, eine Wissensfrage, eine Rechenfrage, eine Begründungsfrage.
Erst schätzen, dann arbeiten
Ein Zähler vom Datentyp INT zählt höchstens bis 32.767. Stapler 4 stapelt rund 9.000 Wannen am Tag. Angenommen, der Tageszähler wird nicht zurückgesetzt: Wie lange käme er mit INT aus, einen Tag, eine Woche, einen Monat oder ein Jahr? Und was wäre dir lieber, wenn er überläuft: eine Zahl, die stehen bleibt, oder eine, die plötzlich negativ wird? Schreib deine Schätzung auf. In Lernangebot 7 rechnest du nach.
Für Lehrkräfte
Organisatorisches: Das brauchst du dafür
- Die Funktionsbeschreibung der alten Steuerung und den Anforderungskatalog A1 bis A8 aus Teil 1
- Die Zuordnungsliste aus Teil 2
- Euer Programm Handbetrieb mit dem FB Hubtisch und den Zeiten aus Teil 3 (Meilenstein M2)
- Lernangebot 7 (Zählen und vergleichen) und Lernangebot 8 (Der Ablauf als GRAFCET)
- Die Karte „GRAFCET lesen“ aus dem Wissensspeicher
- Tabellenbuch, Lineal, kariertes Papier für den GRAFCET
- Den Werkstattrechner aus Lernfeld 4 mit dem Programmierwerkzeug und seiner Simulation
- Die Wissensspeicher-Vorlage
Die Projektleitung wechselt mit Sprint 3. Wer programmiert, braucht jemanden aus Test und Inbetriebnahme, der die Kette gegen den GRAFCET liest; die Dokumentation führt die Variablentabelle.