Hier lernt -KF1, wann der Hubtisch fahren darf: Signale verknüpfen, Öffner richtig abfragen, Zustände speichern und den Handbetrieb so programmieren, dass -Q2 und -Q3 nie zugleich anziehen. Nimm deine Zuordnungsliste aus Teil 2 und das Tabellenbuch dazu.
Schritt 2 von 5. Du verknüpfst Signale, fragst Öffner und Schließer richtig ab, setzt Speicher und Flanken ein und programmierst den Handbetrieb des Hubtischs in FUP, KOP und ST.
Danach: Lernangebot 6 · Zeiten und Funktionsbausteine
Der wichtigste Satz auf dieser Seite: Die SPS sieht keinen Taster, sondern nur eine Spannung am Eingang: 24 V heißt 1, 0 V heißt 0. Was die 1 bedeutet, entscheidet die Verdrahtung.
Am Ende hast du: das Programm „Handbetrieb Hubtisch“ in FUP oder KOP und als ST, geprüft an einer Funktionstabelle, mit einem verriegelten Schützstromkreis.
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.
Erst du, dann die anderen
Die Meisterin fragt: „Woher wisst ihr, dass euer Handbetrieb in jeder Lage das Richtige tut, auch wenn jemand zwei Taster gleichzeitig drückt?“ Den Nachweis schreibt dir keiner vor. Wie würdest du vorgehen?
So gehen andere vor. Such dir einen Weg aus.
- Funktionstabelle vorher aufstellen. Alle Kombinationen der Eingänge aufschreiben, für jede festlegen, was -Q2 und -Q3 tun sollen, und das Programm Zeile für Zeile dagegen prüfen. Vollständig und prüfbar, aber jeder weitere Eingang verdoppelt die Zahl der Zeilen.
- In der Simulation ausprobieren. Das Programm offline im Programmierwerkzeug laufen lassen, Eingänge setzen und die Ausgänge beobachten. Schnell und anschaulich, aber du prüfst nur die Fälle, an die du gerade denkst.
- An einer Laborsteuerung testen. Taster und Leuchten an einer Laborsteuerung, die Ausgänge ohne Last. Echt bis zur Verdrahtung, aber aufwendig, und gefährliche Fälle darf niemand an der echten Anlage ausprobieren.
Es gibt hier nicht den einen richtigen Weg. Entscheide dich für einen und schreibe dazu, weshalb.
Gegebene Werte für Lernangebot 5 · aufklappen, wenn du rechnest
Gegebene Werte für Lernangebot 5
- Zuordnungsliste, Auszug (Stand nach Meilenstein M1)
- -S0 · NOTHALT_OK · %I0.0 · 1 = Not-Halt nicht betätigt (Meldung von -KF2)
-S1 · START · %I0.1 · Taster, Schließer
-S2 · STOPP · %I0.2 · Taster, Öffner
-S3 · AUTO · %I0.3 · Wahlschalter, 1 = Automatik, 0 = Hand
-S4 · QUITT · %I0.4 · Taster, Schließer
-S5 · HAND_AUF · %I0.5 · Taster Hubtisch auf, Schließer
-S6 · HAND_AB · %I0.6 · Taster Hubtisch ab, Schließer
-B3 · HUB_UNTEN · %I1.1 · induktiver Sensor, 1 = unten
-B4 · HUB_OBEN · %I1.2 · induktiver Sensor, 1 = oben
-F1 · MS_OK · %I2.2 · Hilfskontakte der Motorschutzschalter -Q11 bis -Q13 in Reihe, 1 = kein Motorschutz ausgelöst
-Q2 · HUB_AUF · %Q0.1 · Schütz Hubtisch auf (-M2 Rechtslauf)
-Q3 · HUB_AB · %Q0.2 · Schütz Hubtisch ab (M2 Linkslauf) - Merker
- %M0.0 bis %M0.7 für eigene Zwischenergebnisse, nicht remanent (Unterrichtswert)
- Signale
- Eingänge 24 V DC: 24 V am Eingang heißt 1, 0 V heißt 0. Ausgänge Transistor 24 V DC, 0,5 A je Ausgang, auf die Schützspulen
- Zykluszeit
- typisch 10 ms im Projekt
- Kurzer Tastendruck (Unterrichtswert)
- rund 0,3 s
- Wendeschaltung Hubtisch
- Getriebemotor -M2 0,75 kW mit Federdruckbremse; -Q2 Rechtslauf (auf), -Q3 Linkslauf (ab), die Hauptkontakte vertauschen zwei Außenleiter. -Q2 und -Q3 haben je einen Hilfsöffner mit den Anschlüssen 21 und 22 (Unterrichtswert).
- Betriebsarten
- S3 = 1 Automatik, S3 = 0 Hand. In Hand fährt der Hubtisch nur im Tippbetrieb: solange -S5 oder -S6 gedrückt ist.
- Stopp-Merker HALT (aus dem Ablauf)
- HALT wird gesetzt, wenn Stopp betätigt wird oder der Wahlschalter auf Hand geht, und zurückgesetzt durch Start. In Teil 4 hält die Schrittkette damit am Ende des Takts an.
Alle Werte zu Stapler 4 sind Unterrichtswerte. Zahlen zum Flughafen sind öffentliche Größenordnungen, gerundet.
Dein Lernprodukt im Einzelnen
Dein Lernprodukt
Programm „Handbetrieb Hubtisch“
Darauf laufen die Aufgaben dieses Lernangebots zu. Die Aufgaben sind die Stufen dorthin, das Lernprodukt ist das Ergebnis.
Es besteht aus
- einem Netzwerk für die Freigabe des Handbetriebs und je einem Netzwerk für Hubtisch auf (-Q2) und Hubtisch ab (-Q3), in FUP oder KOP
- derselben Logik als ST-Zeilen
- einem Netzwerk für den Stopp-Merker HALT mit Speicher und Flanke oder Pegel, begründet
- der Funktionstabelle, an der ihr das Programm geprüft habt, auch für beide Taster zugleich
- dem Schützstromkreis von -Q2 und -Q3 mit Verriegelung über Hilfsöffner
Zur Dokumentation
Jedes Netzwerk mit einem Kommentar, was es tut und weshalb. Jede Abfrage eines Eingangs passt zur Verdrahtung in eurem Anschlussplan. Das Programm liegt als Projekt im Programmierwerkzeug am Werkstattrechner aus LF 4, dazu ein Ausdruck.
Zusammen mit dem Funktionsbaustein aus Lernangebot 6 ist das euer Grundprogramm, Meilenstein M2. Ein anderes Team prüft es gegen die Abnahmepunkte, danach zeichnet die Projektleitung ab.
5.1Beschreibe die drei Grundverknüpfungen mit Funktionstabellen
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Aufgabe 5.1
Beschreibe die drei Grundverknüpfungen mit Funktionstabellen:
- Stelle die Funktionstabelle für UND und für ODER mit den Eingängen A und B auf.
- Stelle die Funktionstabelle für NICHT auf.
- Ordne jeder Verknüpfung ihr Zeichen im FUP zu.
- Formuliere zu jeder Verknüpfung einen Satz aus Stapler 4, in dem sie vorkommt.
- Bestimme, wie viele Zeilen eine vollständige Funktionstabelle mit drei, vier und fünf Eingängen hat.
| Eingänge | A AND B | A OR B | NOT A |
|---|---|---|---|
| A = 0, B = 0 | |||
| A = 0, B = 1 | |||
| A = 1, B = 0 | |||
| A = 1, B = 1 |
Tabellenbuch Schlag im Sachwortverzeichnis nach: Funktionstabelle · UND-Verknüpfung · ODER-Verknüpfung · NICHT-Verknüpfung · Funktionsbausteinsprache
Allein Diese Aufgabe bearbeitest du allein.
5.2Untersuche, was die SPS von einem Schließer und einem Öffner zu sehen bekommt
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Aufgabe 5.2
Untersuche, was die SPS von einem Schließer und einem Öffner zu sehen bekommt:
- Bestimme den Signalzustand an %I0.1 und %I0.2 für unbetätigte und betätigte Taster.
- Bestimme, welches Signal an %I0.1 und %I0.2 ankommt, wenn die Leitung zum Taster bricht.
- Erkläre, weshalb der Stopp-Taster als Öffner angeschlossen ist.
- Entscheide, ob in der Bedingung „Hubtisch darf fahren“ STOPP oder NOT STOPP steht.
- Ordne -S0 und -F1 aus deiner Zuordnungsliste ebenso ein: Bei welchem Signal ist dort alles in Ordnung?
| Taster | Kontaktart | unbetätigt | betätigt | Leitung gebrochen |
|---|---|---|---|---|
| -S1 Start, %I0.1 | ||||
| -S2 Stopp, %I0.2 |
Tabellenbuch Schlag im Sachwortverzeichnis nach: Schließer · Öffner · Drahtbruchsicherheit · Ruhestromprinzip · Signalzustand
Mit Lernpartner Diese Aufgabe bearbeitest du mit deinem Lernpartner. Vergleicht am Ende eure Ergebnisse.
5.3Lege fest, wann der Hubtisch im Handbetrieb fahren darf
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Aufgabe 5.3
Lege fest, wann der Hubtisch im Handbetrieb fahren darf:
- Liste alle Eingänge auf, die für „Hubtisch auf“ eine Rolle spielen, mit Kennzeichen, Symbol und dem Signal, das „darf fahren“ bedeutet.
- Formuliere die Bedingung für -Q2 als einen Satz mit „und“ und „nicht“.
- Formuliere die Bedingung für -Q3 ebenso.
- Stelle die Funktionstabelle für -Q2 und -Q3 über -S5, -S6 und -B4 auf; alle übrigen Bedingungen sind erfüllt, der Hubtisch steht nicht unten.
- Kennzeichne die Zeilen, in denen ein Bediener etwas anderes erwarten könnte, als die Anlage tut.
| S5 · S6 · B4 | -Q2 | -Q3 | Bemerkung |
|---|---|---|---|
| 0 · 0 · 0 | |||
| 0 · 0 · 1 | |||
| 0 · 1 · 0 | |||
| 0 · 1 · 1 | |||
| 1 · 0 · 0 | |||
| 1 · 0 · 1 | |||
| 1 · 1 · 0 | |||
| 1 · 1 · 1 |
Tabellenbuch Schlag im Sachwortverzeichnis nach: Funktionstabelle · Endlage · Tippbetrieb · Betriebsart · Zuordnungsliste
Allein Diese Aufgabe bearbeitest du allein.
5.4Sorge dafür, dass -Q2 und -Q3 nie gleichzeitig anziehen
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Aufgabe 5.4
Sorge dafür, dass -Q2 und -Q3 nie gleichzeitig anziehen:
- Erkläre, was im Hauptstromkreis geschieht, wenn -Q2 und -Q3 gleichzeitig anziehen.
- Nenne zwei Signale, mit denen das Programm -Q2 gegen -Q3 verriegeln kann.
- Ergänze im Bild die Verriegelung im Schützstromkreis mit Hilfsöffnern, mit Kennzeichen und Anschlussbezeichnungen.
- Begründe, weshalb die Verriegelung im Programm allein nicht ausreicht.
- Vergleiche mit der Wendeschaltung, die du in LF 8 kennengelernt hast.
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Tabellenbuch Schlag im Sachwortverzeichnis nach: Wendeschaltung · Schützverriegelung · Tasterverriegelung · Hilfsschalter · Anschlussbezeichnung
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5.5Programmiere den Handbetrieb des Hubtischs
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Aufgabe 5.5
Programmiere den Handbetrieb des Hubtischs:
- Zeichne ein Netzwerk, das die Freigabe für den Handbetrieb in einem Merker bildet.
- Zeichne die Netzwerke für -Q2 und -Q3 in FUP.
- Übertrage die drei Netzwerke in KOP.
- Schreibe jedes Netzwerk als eine Zeile ST.
- Prüfe dein Programm Zeile für Zeile an deiner Funktionstabelle aus Aufgabe 5.3.
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Tabellenbuch Schlag im Sachwortverzeichnis nach: Funktionsbausteinsprache · Kontaktplan · Strukturierter Text · Merker · IEC 61131-3
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5.6Untersuche die Speicher SR und RS
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Aufgabe 5.6
Untersuche die Speicher SR und RS:
- Ergänze die Funktionstabelle für SR und RS.
- Erkläre den Unterschied zwischen setzdominant und rücksetzdominant an der Zeile, in der Setzen und Rücksetzen zugleich 1 sind.
- Entscheide, welcher Speicher zum Stopp-Merker HALT passt, und begründe deine Entscheidung.
- Entscheide, welcher Speicher zu einem Merker „Automatik ein“ passt, der mit Start gesetzt und mit Stopp zurückgesetzt wird.
- Beschreibe, was ein nicht remanenter Speicher nach einem Spannungsausfall tut.
| Setzen · Rücksetzen · Q1 vorher | Q1 nachher beim SR | Q1 nachher beim RS |
|---|---|---|
| 0 · 0 · 0 | ||
| 0 · 0 · 1 | ||
| 0 · 1 · 0 | ||
| 0 · 1 · 1 | ||
| 1 · 0 · 0 | ||
| 1 · 0 · 1 | ||
| 1 · 1 · 0 | ||
| 1 · 1 · 1 |
Tabellenbuch Schlag im Sachwortverzeichnis nach: Speicherfunktion · Flipflop · vorrangig setzen · vorrangig rücksetzen · Remanenz
Allein Diese Aufgabe bearbeitest du allein.
5.7Werte den Start-Taster als Flanke aus
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Aufgabe 5.7
Werte den Start-Taster als Flanke aus:
- Berechne, in wie vielen Zyklen -KF1 den Taster -S1 bei einem kurzen Druck als 1 liest.
- Beschreibe, was R_TRIG an seinem Ausgang Q liefert, während -S1 gedrückt ist.
- Zeichne ein Impulsdiagramm für -S1 und R_TRIG.Q über einen Tastendruck.
- Begründe, weshalb die Startbedingung im GRAFCET „↑S1“ heißt und nicht „-S1“.
- Entscheide, ob der Stopp-Merker HALT mit einer Flanke von STOPP oder mit dem Pegel NOT STOPP gesetzt werden soll.
- Beurteile, was bei einem Drahtbruch an -S2 mit jeder der beiden Lösungen geschieht.
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Tabellenbuch Schlag im Sachwortverzeichnis nach: Flankenauswertung · steigende Flanke · Zykluszeit · Prozessabbild · GRAFCET
Allein Diese Aufgabe bearbeitest du allein.
5.8Erstellt im Team das Programm „Handbetrieb Hubtisch“ als Lernprodukt
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Aufgabe 5.8
Erstellt im Team das Programm „Handbetrieb Hubtisch“ als Lernprodukt:
- Entscheidet, ob ihr den Baustein in FUP oder in KOP führt, und begründet eure Wahl.
- Programmiert Freigabe, Hubtisch auf und Hubtisch ab mit Verriegelung, Endlagen, Stopp und Betriebsart.
- Ergänzt ein Netzwerk für den Stopp-Merker HALT.
- Schreibt dieselbe Logik als ST-Zeilen.
- Testet das Programm in der Simulation des Programmierwerkzeugs Zeile für Zeile mit eurer Funktionstabelle.
- Kommentiert jedes Netzwerk so, dass jemand ohne euch weiß, was es tut.
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Tabellenbuch Schlag im Sachwortverzeichnis nach: Programmdokumentation · Netzwerk · Funktionstabelle · Simulation · Verriegelung
Im Team Diese Aufgabe bearbeitet ihr im Projektteam. Jede und jeder kann das Ergebnis am Ende erklären.
Die Lage ändert sich
Bei der Probe am Bedienfeld drückt ein Bediener aus der Gepäcklogistik Hand-auf und Hand-ab gleichzeitig und hält beide fest: „Mal sehen, was er dann macht.“
Überprüfe dein Lernprodukt an diesem Fall:
- Prüfe an deiner Funktionstabelle und an deinem Programm, was der Hubtisch tut.
- Beurteile, ob „keine Fahrt“ oder „der zuerst gedrückte Taster gewinnt“ das richtige Verhalten ist.
- Entscheide, was du an Programm, Funktionstabelle und Kommentar änderst.
Mit Lernpartner Diese Überprüfung macht ihr zu zweit. Wer beide Fälle erklären kann, hat die Sache verstanden.