Die Karte, die dich durch den ganzen Kurs begleitet, was aus jedem Teil hängen bleiben soll, und wie ihr es euch gegenseitig erklärt.

Schritt 3 von 3. Hier lernst du die Karte „Größen im Regelkreis“ kennen, siehst, was aus jedem Teil in den Wissensspeicher gehört, wie die Expertenrunde abläuft und wann du deinen Lernbegleiter holst.

Danach: Teil 1 · Was treibt die Wanne?

Der wichtigste Satz auf dieser Seite: Sechs Buchstaben tragen jeden Regelkreis: w, x, r, e, y und z. Wer sie am Steigband zeigen kann, liest auch jeden anderen Regelkreis im Betrieb.

Karte „Größen im Regelkreis“

In Lernfeld 3 hast du am Tor Steuern und Regeln unterschieden. Die Karte hält fest, wie die Größen und Glieder eines Regelkreises heißen und wo du sie am Steigband 4.3 findest. Die Karte gehört zu deinem Wissensspeicher. Druck sie aus oder übertrag sie auf dein erstes Blatt.

Karte „Größen im Regelkreis“ · am Steigband 4.3

Wirkungsplan des Steigbands 4.3 als Regelkreis, so wie er mit Drehgeber B3 aussähe, mit Seitenansicht des Bands. Führungsgröße w, die Solldrehzahl in 1/min, läuft in die Vergleichsstelle, dort mit Plus; die Rückführgröße r kommt von unten mit Minus dazu. Die Regeldifferenz e gleich w minus r geht in die Regeleinrichtung, den Drehzahlregler im Umrichter T1. Dessen Reglerausgangsgröße y R geht in das Stellglied, den Leistungsteil des Umrichters T1. Beide Blöcke sind gestrichelt als Umrichter T1 zusammengefasst. Die Stellgröße y, Frequenz und Spannung am Motor, wirkt auf die Regelstrecke aus M1, Getriebe, Trommel und Gurt. Die Störgröße z, Kofferlast, Steigung und Reibung, greift von oben an der Regelstrecke an. Die Regelgröße x, die Drehzahl der Motorwelle in 1/min, geht nach rechts hinaus und zweigt nach unten zum Messglied Drehgeber B3 ab; dessen Signal r läuft zurück zur Vergleichsstelle. Unten das Steigband von der Seite, 10 Grad geneigt, mit drei aufliegenden Wannen und 1,4 m/s: w an der Leitung von der Anlagensteuerung K1 zum Umrichter T1, e und y R im Umrichter, y an der Motorleitung, x an der Welle zwischen Getriebe und Motor M1, r an der Geberleitung vom Drehgeber B3, z an der Wanne mit Koffer. w und e blau, x und r dunkel, y R grau, y grün, z rot.Regelkreis am Steigband 4.3So sähe der Regelkreis mit Drehgeber B3 aus: Wirkungsplan oben, Größen am Band untenUmrichter T1RegeleinrichtungDrehzahlreglerim Umrichter T1StellgliedLeistungsteilUmrichter T1RegelstreckeM1, Getriebe,Trommel, GurtMessgliedDrehgeber B3+−weyyRxzrSolldrehzahlin 1/mine = w − rReglerausgangsgrößeFrequenz,SpannungDrehzahl der Motor-welle in 1/minKofferlast, Steigung,ReibungSignal des Drehgebers B3Am Steigband 4.3, mit Drehgeber B3 gedacht1,4 m/s10°M3~-M1-B3GetriebeAnlagensteuerung-K1Umrichter-T1MotorleitungGeberleitungweyRyrxzwFührungsgrößexRegelgrößerRückführgrößeeRegeldifferenzyRReglerausgangsgrößeyStellgrößezStörgrößeEigene Darstellung für den Unterricht.
Wirkungsplan des Steigbands 4.3 als Regelkreis, so wie er mit Drehgeber -B3 aussähe: Führungsgröße w und Rückführgröße r treffen sich an der Vergleichsstelle, die Regeldifferenz e = w − r geht in den Drehzahlregler im Umrichter, dessen Reglerausgangsgröße yR in den Leistungsteil des Umrichters -T1. Der Leistungsteil stellt als Stellglied die Stellgröße y (Frequenz und Spannung) für die Regelstrecke aus Motor -M1, Getriebe, Antriebstrommel und Band. Die Störgröße z (Kofferlast, Steigung, Reibung) wirkt auf die Regelstrecke, der Drehgeber -B3 misst die Regelgröße x (Drehzahl der Motorwelle) und liefert r zurück. Darunter das Steigband mit denselben Buchstaben an den Stellen, an denen die Größen auftreten. Eigene Darstellung für den Unterricht.
Zeichen Name Was sie bedeutet Am Steigband 4.3
w Führungsgröße der vorgegebene Sollwert für die Regelgröße die Solldrehzahl der Motorwelle in 1/min, die zur Sollgeschwindigkeit der Wannen von 1,4 m/s gehört; sie kommt von der Anlagensteuerung
x Regelgröße die Größe, die gemessen und auf dem Sollwert gehalten werden soll die Drehzahl der Motorwelle in 1/min, gemessen vom Drehgeber -B3; die Bandgeschwindigkeit v folgt daraus über Übersetzung und Trommel
r Rückführgröße das Messsignal der Regelgröße, das zur Vergleichsstelle zurückläuft das Signal des Drehgebers -B3, im Umrichter in eine Drehzahl umgerechnet
e Regeldifferenz, e = w − r der Unterschied zwischen Sollwert und zurückgeführtem Istwert; der Eingang des Reglers ist r kleiner als w, ist e positiv
yR Reglerausgangsgröße das Signal, das die Regeleinrichtung aus e bildet und an das Stellglied gibt das Signal des Drehzahlreglers an den Leistungsteil des Umrichters
y Stellgröße die Ausgangsgröße des Stellglieds, mit der es auf die Regelstrecke einwirkt Frequenz und Spannung, die der Umrichter an den Motor -M1 gibt
z Störgröße eine Größe, die von außen auf die Regelstrecke wirkt und die niemand vorgibt die Kofferlast (5 bis 32 kg je Wanne), die Steigung, die Reibung, eine schwankende Belegung
Die vier Glieder des Regelkreises am Steigband
Regelstrecke
Der Teil der Anlage, in dem die Regelgröße entsteht. Am Steigband 4.3: Motor -M1, Getriebe, Antriebstrommel und Band mit den Wannen.
Messglied
Erfasst die Regelgröße und macht daraus die Rückführgröße. Am Steigband 4.3: der Drehgeber -B3 an der Motorwelle.
Regeleinrichtung
Vergleicht w mit r und bildet aus e die Reglerausgangsgröße. Am Steigband 4.3: der Drehzahlregler im Umrichter mit seiner Vergleichsstelle.
Stellglied
Setzt die Reglerausgangsgröße in die Stellgröße um. Am Steigband 4.3: der Leistungsteil des Umrichters mit Gleichrichter, Zwischenkreis und Wechselrichter.
Zwei Lesarten von y in Büchern

Manche Bücher nennen schon den Ausgang des Reglers Stellgröße y. Beide Lesarten findest du in Quellen. In diesem Kurs heißt der Reglerausgang yR, und y ist das, was der Umrichter an den Motor gibt.

Steuerkette oder Regelkreis? In der Steuerkette ist der Wirkungsweg offen: Er führt von der Führungsgröße über Steuereinrichtung und Stellglied zur Strecke, und keine Größe läuft zurück. Im Regelkreis ist der Wirkungsweg geschlossen: Die Regelgröße wird gemessen, als r zurückgeführt und an der Vergleichsstelle mit w verglichen.

Diese Karte brauchst du wieder: in Teil 1, wenn du den Antrieb des Steigbands als Steuerkette zeichnest, in Teil 4, wenn du jede Größe am Band zeigst, den Regelkreis zeichnest und entscheidest, ob das Steigband ihn braucht, und in Teil 6, wenn du die Messwerte der Inbetriebnahme in den Wirkungsplan einträgst. Wie man einen Regler einstellt, lernst du später in Lernfeld 11.

Dein Wissensspeicher-Blatt

Je Teil ein Blatt mit acht Feldern. Du füllst es am Ende jedes Teils aus, in der Lektion „Dein Kompetenzmodell“.

Kursmaterial · je Teil ein Blatt

Das Wissensspeicher-Blatt als PDF. Die acht Felder auf zwei Seiten, zum Ausfüllen am Rechner oder zum Ausdrucken. Druck es sechsmal aus, einmal für jeden Teil.

Wissensspeicher-Blatt als PDF herunterladen2 Seiten · 159 KB · Felder zum Ausfüllen

Das Blatt ansehen und ausprobieren

Jeder Teil endet mit genau einem Wissensspeicher-Blatt. Es ist deine Eintrittskarte zur Expertenrunde und später deine Lernunterlage für die Klassenarbeit und die Abschlussprüfung. Ein Blatt, eine Seite, handschriftlich oder digital, aber vollständig.

Acht Felder, eine Seite. Hier kannst du es ausprobieren und leer ausdrucken. Ausgefüllt wird es am Ende jedes Teils, in der Lektion „Dein Kompetenzmodell“. So entsteht je Teil genau ein Blatt.

Die Expertenrunde am Ende jedes Sprints

1 Expertenphase

Blatt im Team fertig stellen · 20 min

2 Neue Gruppen

je eine Person aus jedem Team, ausgelost · 5 min

3 Lehrrunden

8 min erklären, 3 Prüffragen · je 10 min

4 Rückfragen

Offenes an die Tafel · 10 min

5 Kompetenz-Check

allein, ohne Unterlagen, ohne Note · 15 min

Ablauf und Regeln im Einzelnen

Am Ende jedes Sprints, 45 bis 60 Minuten. Ziel: Jede Person kann danach jedes Thema des Sprints erklären. Weil in diesem Kurs alle Teams am selben Teil arbeiten, vergleicht ihr in der Runde vor allem eure Entscheidungen: Wer hat was gewählt, und weshalb? In Teil 2 kommt ein Gruppenpuzzle dazu: Drei Expertengruppen erarbeiten je eine Maschinenart (Gleichstrommaschine, Dreiphasen-Asynchronmaschine, Synchronmaschine), die vierte den Getriebemotor als Baueinheit (Bauform, Übersetzung, Wirkungsgrad); danach erklärt jede Person ihr Thema in der Stammgruppe.

Phase Was passiert Zeit
1 Expertenphase im Team Das Team stellt sein Wissensspeicher-Blatt fertig. Jede Person muss das ganze Blatt vertreten können, denn wer vorträgt, wird ausgelost. 20 min
2 Neue Gruppen bilden Mischgruppen mit genau einer Person aus jedem Team. Die Gruppen werden ausgelost, nicht gewählt. 5 min
3 Lehrrunden Reihum: 8 Minuten erklären nach dem Wissensspeicher-Raster, dann 3 Prüffragen. Die Zuhörenden führen ihren eigenen Wissensspeicher weiter. je 10 min
4 Rückfrage-Runde Offene Punkte sammeln. Was in der Gruppe niemand klären kann, kommt an die Tafel und wird gemeinsam geklärt. 10 min
5 Kompetenz-Check Kurzer Einzelnachweis über alle Themen des Sprints, ohne Unterlagen. Er zählt nicht für die Note. 15 min

Regeln, die die Runde tragen

  • Wer vorträgt, wird ausgelost. Deshalb muss jede und jeder im Team alles können, nicht nur der Schnellste.
  • Vorgetragen wird ohne Handy und ohne Skript, nur mit dem Wissensspeicher-Blatt. Pläne und die Karte „Größen im Regelkreis“ darfst du zeigen.
  • Nach jedem Vortrag drei Prüffragen. Wer sie nicht beantworten kann, bekommt die Erklärung noch einmal. Das ist kein Makel, sondern der Zweck der Runde.
  • Jede Person verlässt die Runde mit vollständigen Wissensspeicher-Blättern zu allen Themen des Sprints.

Wenn du nicht weiterkommst

1 Lernpartner

Zuerst fragst du ihn.

2 Team nebenan

Wer an derselben Stelle sitzt, hilft.

3 Lernbegleiter

Mindestens drei Gespräche, du meldest dich selbst.

Wenn du im Team nicht weiterkommst

Bevor du den Lernbegleiter holst, gibt es zwei schnellere Wege, und beide gehören zum Projekt dazu:

  • Frag deinen Lernpartner. Die Aufgaben sagen dir, welche ihr ohnehin zu zweit bearbeitet.
  • Frag das Team, das gerade an derselben Stelle sitzt. In der Expertenrunde macht ihr das ohnehin, im Sprint dazwischen dürft ihr es auch.

Wer gefragt wird, ist nicht der Bessere, sondern der Nächste. Wer erklärt, lernt dabei am meisten.

Deine Gespräche mit dem Lernbegleiter und der Nachweis

Im Projekt entscheidest du viel selbst. Damit bist du aber nicht allein: Dreimal im Projekt setzt du dich mit deinem Lernbegleiter zusammen und besprichst, wo du stehst. Das ist kein Verhör und keine Prüfung. Es geht um deinen Weg, nicht um deine Note.

Deine Lehrkraft spielt im Projekt auch die Gepäcklogistik und die Meisterin der Elektrowerkstatt. Im Gespräch mit dem Lernbegleiter ist sie keins von beiden: Hier geht es nicht um die Abnahme, sondern um dich.

Du meldest dich, nicht umgekehrt. Ein guter Zeitpunkt ist, wenn ein Lernprodukt fertig ist, wenn du zwischen zwei Wegen nicht entscheiden kannst, oder wenn du länger als eine Stunde feststeckst.

Nachweis · mindestens drei Gespräche

Nr. Datum Worum ging es? Was nehme ich mit? Abgezeichnet
1
2
3

Die Spalte „Abgezeichnet“ füllt dein Lernbegleiter aus, nicht du. Der Nachweis gehört in deine Projektakte und zählt bei der Bewertung unter „Prozess“ mit.

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