Hier wird das Programm von Stapler 4 getestet, erst an der Simulation, dann an der Anlage. Nimm dir deinen GRAFCET, dein Programm und deine Zuordnungsliste dazu.

Schritt 2 von 5. Du erkundest die Simulation, legst die Testreihenfolge fest, prüfst Ein- und Ausgänge, stellst den Testplan auf, wertest die Messreihe aus und führst das Testprotokoll.

Danach: Lernangebot 10 · Not-Halt und Fehlersuche

Der wichtigste Satz auf dieser Seite: Ein Test ohne aufgeschriebenes Soll ist Ausprobieren. Erst steht fest, was passieren soll, dann wird nachgesehen, was passiert.

Am Ende hast du: den Testplan und das Testprotokoll von Stapler 4 mit Soll und Ist, deinen gefundenen Fehlern, ihrer Korrektur und dem gemessenen Durchsatz.

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.

Die Simulation von Stapler 4

Lege Wannen ein, drück Start und sieh zu, wie die Kette von Schritt zu Schritt geht. Die Knöpfe auf der Bühne lösen Rückstau, Störung und Not-Halt aus.

Die interaktive Simulation von Stapler 4 lädt. Ohne JavaScript siehst du sie nicht; die Seitenansicht oben zeigt dieselbe Anlage.

So sieht online beobachten aus

Programmierwerkzeug · KF1 online · Beobachtungstabelle „Hand Hubtisch“BeobachtenSteuernForcenRUN · Zyklus 10 msNameAdresseDatentypStatuswertSteuerwertForcewertschrittINT0AUTO%I0.3BOOLFALSEHAND_AUF%I0.5BOOLTRUEHAND_AB%I0.6BOOLFALSEHUB_UNTEN%I1.1BOOLFALSEHUB_OBEN%I1.2BOOLFALSEHUB_AUF%Q0.1BOOLTRUEHUB_AB%Q0.2BOOLFALSE
Beobachtungstabelle im Programmierwerkzeug, herstellerneutral: -KF1 ist online, im Zustand RUN, Zykluszeit 10 ms. Oben die Knöpfe Beobachten (aktiv), Steuern und Forcen. Die Tabelle zeigt Name, Adresse, Datentyp und Statuswert für schritt (0), AUTO %I0.3 (FALSE, also Hand), HAND_AUF %I0.5 (TRUE), HAND_AB %I0.6, HUB_UNTEN %I1.1 und HUB_OBEN %I1.2 (alle FALSE), HUB_AUF %Q0.1 (TRUE) und HUB_AB %Q0.2 (FALSE): Der Hubtisch fährt im Handbetrieb zwischen den Endlagen nach oben. Die Spalten Steuerwert und Forcewert sind leer. Eigene Darstellung für den Unterricht.

Erst du, dann die anderen

Die Schichtleitung will wissen, ob Stapler 4 die 600 Wannen je Stunde wirklich schafft und nicht nur auf dem Papier. Den Wert gibt dir keiner vor. Wie würdest du vorgehen?

So gehen andere vor. Such dir einen Weg aus.
  • Mit der Stoppuhr an der Anlage messen. Schnell, ohne jede Änderung am Programm. Du misst aber nur wenige Takte, und deine Reaktionszeit beim Drücken liegt in derselben Größenordnung wie die Unterschiede, die du suchst.
  • Im Programm messen. Das Programm hält fest, wie lange die Schritte 1 bis 3 je Wanne und 4 bis 8 je Stapel dauern. Viele Takte, genau auf den Zyklus. Dafür änderst du das Programm, und auch diese Änderung muss getestet und dokumentiert werden.
  • Aus dem Tageszähler eine Stunde auswerten. Echter Betrieb, ohne Rechnung. Dafür musst du auf die Spitzenstunde warten, und du misst die Zuführung mit: Kommen gerade keine Wannen, liegt das nicht am Stapler.

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

Gegebene Werte: Stapler 4 und Anforderung · aufklappen, wenn du rechnest

Gegebene Werte: Stapler 4 und Anforderung

Anforderung A2
mindestens 600 Wannen je Stunde in der Spitzenstunde, Stapel aus sechs Wannen
Gerechnet aus den Anlagendaten
Takt je Wanne 4,4 s (Schritt 1 bis 3), Stapelwechsel 6,1 s (Schritt 4 bis 8), Stapel 32,5 s, 664,6 Wannen je Stunde
Zeiten im Programm
Beruhigungszeit -B2: T4 = 0,2 s · Zeitüberwachung Hubtisch: T2 = 3,0 s · Nachlauf Stapelband: T1 = 1,0 s · Blinktakt -P2: 1 Hz
Stapelhöhe N
Standard 6, am Bedienfeld einstellbar 2 bis 6; ein Wert außerhalb gilt als 6
-KF1
Zykluszeit typisch 10 ms, Eingangsverzögerung 3 ms; Ausgangsgruppe 1: %Q0.0 bis %Q0.4 (-Q1 bis -Q4, -Y1)
Ohne Last
Motorschutzschalter -Q11 bis -Q13 aus: Die Schütze ziehen an, die Motoren bekommen keinen Strom. Druckluft am Wartungsgerät abgesperrt: Die Ventile schalten, kein Zylinder bewegt sich.

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

Messreihe Probelauf · aufklappen, wenn du auswertest

Probelauf an Stapler 4 in der Umbaunacht mit Leerwannen aus dem Lager, zwei Stapel nacheinander. Die Zeiten hat das Programm auf den Zyklus genau festgehalten: Takt = Dauer von Schritt 1 bis Schritt 3 je Wanne, Stapelwechsel = Dauer von Schritt 4 bis Schritt 8.

Takt Nr. Dauer in s
1 4,49
2 4,53
3 4,51
4 4,56
5 4,50
6 4,52
7 4,48
8 4,55
9 4,51
10 4,54
11 4,50
12 4,55
Stapelwechsel Nr. Dauer in s
1 6,22
2 6,28

Alle Werte sind Unterrichtswerte, aus den Anlagendaten hergeleitet.

Dein Lernprodukt im Einzelnen

Dein Lernprodukt

Testplan und Testprotokoll Stapler 4

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

Es besteht aus

  • der Testreihenfolge mit Begründung, von der Simulation bis zur Messreihe
  • dem Protokoll des Verdrahtungstests der Eingänge und des Tests der Ausgänge ohne Last
  • dem Testplan: je Testfall Vorbedingung, Handlung und Soll mit Schritt, Ausgängen und Meldeleuchten
  • dem Testprotokoll mit dem Ist neben jedem Soll und einer Fehlerliste mit Ursache, Korrektur und Nachtest
  • der Auswertung der Messreihe: Taktzeit, Stapelzeit, Durchsatz, Vergleich mit A2

Zur Dokumentation

Testplan und Testprotokoll stehen in einer Tabelle: eine Zeile je Testfall, Spalten Vorbedingung, Handlung, Soll, Ist, bestanden. Jeder Eingriff mit Steuern oder Forcen steht mit Uhrzeit, Wert und Name im Protokoll, ebenso jede Programmänderung mit Versionsstand. Am Werkstattrechner aus Lernfeld 4 legst du die Programmstände vor und nach jeder Korrektur ab.

Zusammen mit dem Prüfprotokoll Not-Halt aus Lernangebot 10 geht das Testprotokoll in die Übergabe an die Gepäcklogistik (Meilenstein M4). Abgenommen wird es zuerst von einem anderen Team, dann von der Projektleitung abgezeichnet.

9.1Lege die Reihenfolge der Tests für Stapler 4 fest
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Aufgabe 9.1

Die Testschritte, ungeordnet:

  • Ablauf in Automatik nach Testplan
  • Messreihe: Taktzeit und Durchsatz
  • Eingänge einzeln betätigen und Status ablesen
  • Not-Halt in jedem Schritt prüfen
  • Programm offline an der Simulation testen
  • Einzelbewegungen im Handbetrieb
  • Ausgänge steuern, ohne dass sich etwas bewegt

Lege die Reihenfolge der Tests für Stapler 4 fest:

  • Ordne die sieben Testschritte aus der Liste in eine sinnvolle Reihenfolge.
  • Begründe, weshalb die Ausgänge zuerst ohne Last getestet werden.
  • Beschreibe, wie du an Stapler 4 „ohne Last“ herstellst.
  • Begründe, weshalb das Programm vor dem ersten Test an der Anlage an der Simulation läuft.

Tabellenbuch Schlag im Sachwortverzeichnis nach: Inbetriebnahme · Programmtest · Verdrahtungstest · Simulation

Mit Lernpartner Diese Aufgabe bearbeitest du mit deinem Lernpartner. Vergleicht am Ende eure Ergebnisse.

9.2Werte den Verdrahtungstest der Eingänge aus
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Aufgabe 9.2

Nr. Betätigung Beobachtet in der Beobachtungstabelle
1 Start -S1 drücken %I0.1 wechselt von 0 auf 1
2 Stopp -S2 drücken %I0.2 wechselt von 1 auf 0
3 Not-Halt -S0 drücken %I0.0 wechselt von 1 auf 0
4 Wanne von Hand auf den Stapelplatz stellen %I1.0 wechselt von 0 auf 1
5 Stahlplatte vor den Sensor -B4 halten %I1.2 wechselt von 0 auf 1
6 Klinken stehen geschlossen; dann mit der Handhilfsbetätigung am Ventil -Y1 öffnen vorher %I1.3 = 1 und %I1.4 = 0; danach %I1.3 = 0 und %I1.4 = 1
7 Lichtstrahl von -B8 mit der Hand unterbrechen %I2.0 wechselt von 1 auf 0
8 Druckluft am Wartungsgerät absperren %I2.1 wechselt nach kurzer Zeit von 1 auf 0

Werte den Verdrahtungstest der Eingänge aus:

  • Vergleiche jede Beobachtung mit der Zuordnungsliste.
  • Benenne die Zeile, in der Soll und Ist nicht zusammenpassen.
  • Nenne zwei mögliche Ursachen.
  • Entscheide, wo du den Fehler behebst: in der Verdrahtung oder im Programm.
  • Erkläre, weshalb -B2 und -B8 beim Unterbrechen des Lichts in entgegengesetzte Richtung wechseln.

Tabellenbuch Schlag im Sachwortverzeichnis nach: Zuordnungsliste · Verdrahtungstest · Zylinderschalter · Ruhestromprinzip

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9.3Erkunde die Referenzkette in der Simulation von Stapler 4
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Aufgabe 9.3

Erkunde die Referenzkette in der Simulation von Stapler 4:

  • Lege so lange Wannen ein, bis der Stapel voll ist, und beobachte den aktiven Schritt und den Zähler C1.
  • Beschreibe, woran du erkennst, dass die Kette weiterschalten darf.
  • Lege einen Rückstau an und notiere, in welchem Schritt die Kette wartet.
  • Notiere, welche Meldeleuchte während des Rückstaus leuchtet und ob eine Störung kommt.
  • Verstelle -B4 und miss, wie lange es bis zur Störmeldung dauert.
  • Beschreibe, was sich nach dem Quittieren an der Störleuchte -P2 ändert.

Tabellenbuch Schlag im Sachwortverzeichnis nach: GRAFCET · Schrittkette · Transition · Zeitüberwachung

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9.4Stelle den Testplan für Stapler 4 auf
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Aufgabe 9.4

Stelle den Testplan für Stapler 4 auf:

  • Lege für jeden Testfall die Vorbedingung fest.
  • Beschreibe die Handlung, mit der du den Testfall auslöst.
  • Lege das Soll fest, mit Schritt, Ausgängen und Meldeleuchten.
  • Ergänze einen Testfall, der in der Liste fehlt.
  • Begründe die Reihenfolge, in der du die Testfälle abarbeitest.
Testfall Vorbedingung Handlung Soll Ist bestanden?
T1 · Normalablauf, Stapelhöhe 6
T2 · Grenzfall Stapelhöhe 2
T3 · Stapelhöhe außerhalb 2 bis 6 eingestellt
T4 · Rückstau an -B8 während Schritt 6
T5 · Stopp mit -S2 mitten im Takt
T6 · Wechsel von Automatik auf Hand während des Ablaufs
T7 · Handbetrieb: -S5 und -S6, auch beide zugleich
T8 · Störung: -B4 kommt nicht
T9 · euer eigener Testfall

Tabellenbuch Schlag im Sachwortverzeichnis nach: Testplan · Testfall · Betriebsarten · Schrittkette

Mit Lernpartner Diese Aufgabe bearbeitest du mit deinem Lernpartner. Vergleicht am Ende eure Ergebnisse.

9.5Bereite den Online-Test der Zeitüberwachung an der Anlage vor
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Aufgabe 9.5

Bereite den Online-Test der Zeitüberwachung an der Anlage vor:

  • Unterscheide Beobachten, Steuern und Forcen.
  • Stelle die Beobachtungstabelle für den Testfall T8 zusammen.
  • Erkläre, was geschieht, wenn du %Q0.1 steuerst, während das Programm in Schritt 0 läuft.
  • Entscheide, wie du T8 an der Anlage auslöst, ohne den Sensor -B4 zu verstellen.
  • Lege fest, wie du dich und andere beim Forcen absicherst.

Tabellenbuch Schlag im Sachwortverzeichnis nach: Beobachtungstabelle · Forcen · Steuern · Online-Betrieb

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9.6Bestimme Taktzeit und Durchsatz aus der Messreihe des Probelaufs
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Aufgabe 9.6

Bestimme Taktzeit und Durchsatz aus der Messreihe des Probelaufs:

  • Berechne den Mittelwert der zwölf Takte.
  • Berechne den Mittelwert der beiden Stapelwechsel.
  • Berechne die Zeit für einen Stapel aus sechs Wannen.
  • Berechne den Durchsatz in Wannen je Stunde.
  • Vergleiche den Durchsatz mit der Anforderung A2 und mit dem gerechneten Wert aus den Anlagendaten.
  • Begründe, weshalb die gemessenen Zeiten länger sind als die gerechneten.

Tabellenbuch Schlag im Sachwortverzeichnis nach: Mittelwert · Taktzeit · Durchsatz · Messreihe

Allein Diese Aufgabe bearbeitest du allein.

9.7Werte das Testprotokoll aus der ersten Testrunde eines Teams aus
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Aufgabe 9.7

Testfall Ist (erste Testrunde des Teams)
T1 · Normalablauf, N = 6 sechs Wannen je Stapel, Stapel fährt aus, keine Störung
T3 · Stapelhöhe 7 eingestellt Stapel aus sieben Wannen fährt aus
T4 · Rückstau an -B8 für 10 s während Schritt 6 Kette in Schritt 6, -P3 leuchtet; nach 3 s blinkt -P2, Meldung „Hubtisch Zeit überschritten“, Kette steht
T5 · S2 gedrückt, während der Hubtisch in Schritt 2 auffährt Hubtisch bleibt auf halbem Weg stehen, Kette in Schritt 0, Wanne steckt halb im Schacht
(* Auszug aus dem Programm des Teams, ST *)
(* Stapelhöhe vom Bedienfeld *)
IF N_SOLL < 2 THEN
    N := 6;
ELSE
    N := N_SOLL;
END_IF;

(* Stopp *)
IF HALT THEN
    schritt := 0;
END_IF;

(* Zeitüberwachung Hubtisch, je Schritt ein TON *)
ueb2(IN := schritt = 2, PT := T#3s);
ueb3(IN := schritt = 3, PT := T#3s);
ueb4(IN := schritt = 4, PT := T#3s);
ueb6(IN := schritt = 6, PT := T#3s);
IF ueb2.Q OR ueb3.Q OR ueb4.Q OR ueb6.Q THEN
    STOERMERKER := TRUE;
END_IF;

Werte das Testprotokoll aus der ersten Testrunde eines Teams aus:

  • Vergleiche jedes Ist mit dem Soll aus deinem Testplan.
  • Benenne die Testfälle, die nicht bestanden sind.
  • Finde für jeden nicht bestandenen Testfall die Stelle im Programm, die das Ist erklärt.
  • Schreibe die Korrektur in ST.
  • Lege fest, welche Testfälle nach der Korrektur wiederholt werden.

Tabellenbuch Schlag im Sachwortverzeichnis nach: Testprotokoll · Strukturierter Text · Zeitüberwachung · Vergleicher

Mit Lernpartner Diese Aufgabe bearbeitest du mit deinem Lernpartner. Vergleicht am Ende eure Ergebnisse.

9.8Führt den Test von Stapler 4 durch und dokumentiert ihn
Jetzt bist du dran · Im Team · 5 Arbeitsschritte
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Aufgabe 9.8

Führt den Test von Stapler 4 durch und dokumentiert ihn:

  • Arbeitet euren Testplan an der Simulation und an der Laboranlage ab.
  • Tragt jedes Ist neben das Soll in euer Testprotokoll ein.
  • Dokumentiert jeden gefundenen Fehler mit Ursache, Korrektur und Nachtest.
  • Tragt den Durchsatz aus der Messreihe in das Testprotokoll ein.
  • Entscheidet, ob das Programm für die Prüfung des Not-Halts freigegeben werden kann.
Nr. Testfall Fehler (Ist) Ursache Korrektur, Version Nachtest bestanden?

Tabellenbuch Schlag im Sachwortverzeichnis nach: Testprotokoll · Inbetriebnahme · Dokumentation · Versionsverwaltung

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

Die Lage ändert sich

Beim Probelauf in der Spitzenstunde zeigt die Messreihe: Jeder zehnte Takt dauert 0,9 s länger als die anderen. Die übrigen Takte und die Stapelwechsel bleiben wie gemessen.

Überprüfe dein Lernprodukt an diesem Fall:

  • Prüfe, ob Stapler 4 die Anforderung A2 dann noch erfüllt.
  • Beurteile, ob dein Testprotokoll den langen Takt erklären kann.
  • Entscheide, welche Beobachtung du ergänzt, um die Ursache zu finden.

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