Universität Hannover - Zentrum für Didaktik der Technik

Universität HannoverSS 2004Zentrum für Didaktik der TechnikFachdidaktisches Projekt IDozent: Wolfgang MöllerMentor: Dieter GabelBeachtung von Sicherheitsaspektenbei der Programmierung vonSpeicherprogrammierbaren Steuerung amBeispiel einer RolltorsteuerungAlbers, WolfgangNussbaum, BerndSchmitt, ThomasStellamans, Horst

Fachdidaktisches Projekt I Seite 2/27Inhaltsverzeichnis2Ziel des Unterrichts............................................................................................................ 43Ziele des Unterrichtsprojektes............................................................................................ 44Ausgangslage .................................................................................................................... 64.1Ausgangslage der Studierenden................................................................................................................ 64.2Anthropogene Voraussetzungen der Auszubildenden............................................................................... 74.3Leistungsstand der Auszubildenden.......................................................................................................... 74.4Unterrichtsziele........................................................................................................................................... 74.5Sachstruktur............................................................................................................................................... 84.6Methodische und mediale Überlegungen................................................................................................... 85Unterrichtsverlauf............................................................................................................. 106Beobachtungsaufgabe..................................................................................................... 136.1Auswertung des Fragebogens................................................................................................................. 136.2Gruppenbeobachtung.............................................................................................................................. 156.2.1Beobachtungsbogen............................................................................................................156.2.2Kompetenzprofil.................................................................................................................157Resümee:......................................................................................................................... 188Literaturverzeichnis.......................................................................................................... 209Anlagen............................................................................................................................ 209.1 Arbeitsauftrag Rolltor............................................................................................................................... 209.2Leittext...................................................................................................................................................... 219.3Schaltpläne............................................................................................................................................... 249.4Bilder........................................................................................................................................................ 26AbbildungsverzeichnisAbbildung 1: Sachstruktur.................................................................................................... 8Abbildung 2: Erwartungsprofil............................................................................................ 16

Fachdidaktisches Projekt I Seite 3/27Abbildung 3: Beobachtungsprofile...................................................................................... 17Abbildung 4: Arbeitsplanung ............................................................................................ 26Abbildung 5: Arbeitsablauf................................................................................................. 26Abbildung 6: Versuchsaufbau ......................................................... 27....................................................................................................................... 27Abbildung 7: LOGO – Programmierung............................................................................. 27

Fachdidaktisches Projekt I Seite 4/272 Ziel des UnterrichtsDie Auszubildenden sollen die Sicherheitsaspekte bei einer SpeicherprogrammierbarenSteuerung kennen lernen. Hierzu wurde ein Leittext erstellt, der einen realitätsnahen Fallschildert. Die Jugendlichen bekommen alle Informationen die sie für die Bearbeitung desFalles brauchen von der Lehrkraft ausgehändigt bzw. sie liegen ihnen schon vor. Beidieser Übung sollen die Auszubildenden das vorhandene Faktenwissen in einemkonkreten Aufgabe anwenden.3 Ziele des UnterrichtsprojektesEin Ziel des „Fachdidaktischen Projekt I“ bestand für jeden Einzelnen von uns zunächsteinmal darin, sich im Gruppengefüge zurechtzufinden und eben in diesem gemeinsameine Unterrichtseinheit vorzubereiten, zu planen, durchzuführen und auszuwerten. Es gingalso auch für uns darum, unsere soziale Kompetenz auf den Prüfstand zu stellen, dennum in einer Gruppe eine solche Aufgabe lösen zu können, muss jedes Gruppenmitglied invielen Belangen, wie z.B. Terminfindung und Unterrichtsplanung, zurückstecken und vorallem kompromissbereit sein.Es musste zunächst also eine Bedingungsanalyse des Schul – und Unterrichtsumfeldesdurchgeführt werden. Dazu haben wir nach gegenseitiger Absprache mehrereUnterrichtsbesuche bei unserem Mentor Herrn Gabel in einer Mechatronikerklassegemacht, in der wir später unseren Unterricht durchführen wollten, um uns u.a. eingenaues Bild vom Leistungsstand der Auszubildenden machen zu können.Nach der Bedingungsanalyse ging es darum, in Absprache mit unserem Mentor einUnterrichtsthema auszuwählen. Dabei hat uns Herr Gabel freie Hand gelassen. Dieeinzige Vorgabe, die er uns zur Themenfindung machte, war, dass der Unterricht imRahmen der Lernfelder 3 bzw. 4 des Rahmenlehrplans 1 für das 1. Ausbildungsjahr desBerufes Mechatroniker/in erfolgen sollte. Der Themenschwerpunkt in der Klasse warendie Gefahren des elektrischen Stroms.In der Ausübung des Berufes Mechatroniker spielt die Sicherheitstechnik eine wichtigeRolle, da Gefahren oft aus einer Verbindung mechanischer Komponenten mitelektronischen Steuerungen entstehen können. Deshalb kann hier die Kombinationmechanischer und elektronischer Ausbildungsinhalte sehr gut thematisiert werden.Die Hauptziele der von uns geplanten Unterrichtseinheit waren:1Kultusministerkonferenz, Bonn 1998

Fachdidaktisches Projekt I Seite 5/27In die sicherheitstechnischen Aspekte bei der Verwendung von elektronischenSteuerungen einzuführen.Den Auszubildenden eine Problemlösestrategie vorzustellen, mit ihnen aktiv zudurchlaufen (Handlungskreislauf des „Modell der vollständigen Handlung“) undselbst zu bewerten.Zu untersuchen, in wie weit die Auszubildenden den Gedanken der Teamarbeitbereits verinnerlicht haben und ihn bei der Lösung ihrer Aufgaben umsetzen.

Fachdidaktisches Projekt I Seite 6/274 Ausgangslage4.1 Ausgangslage der StudierendenDie Gruppe bestand aus vier Studierenden, die den Unterricht in der BerufsbildendenSchule Neustadt am Rübenberge am 10.06.2004 durchgeführt haben. AlsGruppensprecher wurde Bernd Nußbaum gewählt.Horst Stellamans hat eine Ausbildung zum Elektroinstallateur absolviert und anschließendan der Fachhochschule Wilhelmshaven Elektrotechnik, Fachrichtung Energietechnikstudiert. Nach mehrjähriger Tätigkeit als Elektroingenieur in verschiedenen Positionen,wurde der Masterstudiengang im Wintersemester 2003/2004 begonnen. PraktischeUnterrichtserfahrungen konnten im ersten Schulpraktikum in den UnterrichtsfächernElektrotechnik und Politik (Februar 2004) gesammelt werden.Wolfgang Albers hat eine Ausbildung zum Radio- und Fernsehtechniker absolviert undanschließend an der Fachhochschule Ostfriesland in Emden Elektrotechnik, FachrichtungAutomatisierungstechnik studiert. Nach mehrjähriger Tätigkeit als Elektroingenieur inverschiedenen Positionen, wurde der Masterstudiengang im Wintersemester 2003/2004begonnen. Praktische Unterrichtserfahrungen konnten im ersten Schulpraktikum in denUnterrichtsfächern Elektrotechnik und Politik (Februar 2004) gesammelt werden.Thomas Schmitt hat eine Ausbildung zum Kommunikationselektroniker der FachrichtungFunktechnik absolviert und anschließend an der Fachhochschule Ostfriesland in EmdenElektrotechnik, Fachrichtung Automatisierungstechnik studiert. Nach mehrjährigerTätigkeit als Elektroingenieur, wurde der Masterstudiengang im Wintersemester2003/2004 begonnen. Praktische Unterrichtserfahrungen konnten im erstenSchulpraktikum in den Unterrichtsfächern Elektrotechnik und Politik (Februar 2004)gesammelt werdenBernd Nußbaum hat eine Ausbildung zum Elektroinstallateur absolviert und anschließendan der Gesamthochschule Kassel Elektrotechnik, Fachrichtung Energietechnik studiert.Nach mehrjähriger Tätigkeit als Elektroingenieur in verschiedenen Positionen, wurde derMasterstudiengang im Wintersemester 2003/2004 begonnen. PraktischeUnterrichtserfahrungen konnten im ersten Schulpraktikum in den UnterrichtsfächernElektrotechnik und Politik (Februar 2004) gesammelt werden.

Fachdidaktisches Projekt I Seite 7/274.2 Anthropogene Voraussetzungen der AuszubildendenEs handelt sich um eine Mechatroniker - Klasse im ersten Ausbildungsjahr. Die Klassebesteht aus 21 Jugendlichen, ausschließlich männlich. Zu den Ausbildungsfirmen gehörenunter anderem Miele, Sennheiser, Gildebrauerei und Continental. Das Alter derAuszubildenden liegt zwischen 17 – 20 Jahren, drei der Auszubildenden haben dieallgemeine Hochschulreife und achtzehn Auszubildende den Sekundärabschluss Ierworben. Einer der Auszubildenden ist Ausländer, dieser verfügt über ausreichendeSprachkenntnisse.Alle Auszubildende sind an Gruppenarbeit gewöhnt und in der Lage ihre Ergebnisse zupräsentieren.4.3 Leistungsstand der AuszubildendenWir haben den Leistungsstand der Auszubildenden auf zwei Arten ermittelt. Zum einenwurde in Unterrichtsbesuchen die Klasse von uns beobachtet und zum anderen durchBefragung des Mentors. Im Unterricht konnten wir feststellen, dass die Sozialform derGruppenarbeit praktiziert wurde. Präsentationen verschiedener Themen wurdeneigenständig vorgenommen. Die Klasse beteiligte sich aktiv am Unterricht in Form vonWortmeldungen und Arbeitsvorschlägen und nahm bereitwillig neue Lerninhalte auf. Eswurden weder Störungen noch Lernverweigerungen durch die Auszubildendenfestgestellt.In Gesprächen mit Herrn Gabel haben wir das fachliche Vorwissen der Auszubildendengenauer hinterfragt. Wir konnten für unseren Unterrichtsversuch unten stehende Punktevoraussetzen:Selbstständige Nutzung des eingeführten Tabellen- und FachbuchesWendeschützschaltungSicherheitsaspekte bei Not-Aus, Schließern und ÖffnerKlemmenbezeichnungen beim SchützEinführung in die Schaltalgebra und die Funktionsweise der LOGOProgrammierung der Wendeschützschaltung mit LOGO4.4 Unterrichtsziele

Fachdidaktisches Projekt I Seite 8/27Im Lernfeld 3 des Rahmenlehrplanes soll das Installieren elektrischer Betriebsmittel unterBeachtung sicherheitstechnischer Aspekte behandelt werden. Das Lernfeld 4 beinhaltetdas Beherrschen steuerungstechnischer Grundschaltungen.Exemplarisch sollen an einem praktischen Beispiel ( Arbeitsauftrag Rolltor, siehe Anhang )Sicherheitsaspekte untersucht werden. Hierzu wird das Logikmodul “LOGO“ eingesetzt,um den Auszubildenden die Folgewirkungen der nicht sachgerechten Verwendung vonSchließern / Öffnern als Schaltelemente im Zusammenhang mit programmierbarenSteuerungen zu verdeutlichen.Den Auszubildenden soll klar werden, dass Einschaltbefehle mit Schießerkontakten undAusschaltbefehle mit Öffnerkontakten zu realisieren sind und diese Vorgabe auch in derberuflichen Praxis befolgt werden muss, um mögliche gefahrenreiche Situationen schonim Vorfeld zu vermeiden.4.5 SachstrukturAbbildung 1: Sachstruktur4.6 Methodische und mediale Überlegungen

Fachdidaktisches Projekt I Seite 9/27Für die Unterrichtsdurchführung haben wir uns für die Leittextmethode entschieden. Nachdieser Methode haben wir einen realitätsnahen Arbeitsauftrag formuliert und dieAuszubildenden müssen zusätzliche Informationen aus dem Text erarbeiten, um denArbeitsauftrag sachgerecht zu erledigen. Diese Art der Informationsgewinnung kommt derArbeitsweise in den Ausbildungsbetrieben sehr nahe. Bei der Umsetzung desArbeitsauftrages wurde die Gruppenarbeit angewendet, hierbei soll vor allem dieSozialkompetenz gestärkt werden, sowie die Kompetenz entwickelt werden einArbeitspaket in einzelne Arbeitsschritte und Teilschritte zu zergliedern. Dies kommt derTeamfähigkeit der zukünftigen Facharbeiter, wie sie von den Unternehmen gefordert wird,sehr entgegen. Als mediale Unterstützung haben wir uns auf das eingeführteTabellenbuch gestützt und zusätzliches Informationsmaterial in Form von Handoutsverteilt. Zur Planung der Arbeitsschritte wurden Moderationskarten zur Visualisierung desArbeitsprozesses verteilt. Dieses Vorgehen entspricht weniger der Arbeitsrealität,erleichtert es aber den Auszubildenden einen Überblick über die Gesamtaufgabe, alsauch über die gewählten Arbeitsschritte zu bekommen und zu behalten. Dabei soll dasZerteilen einer komplexeren Aufgabe in Teilaufgaben als eine mögliche Lösungsstrategieerlebt werden.

Fachdidaktisches Projekt I Seite 10/275 UnterrichtsverlaufU.-phasen /UnterrichtsverlaufZeit(Inhalte, Intentionen, Interaktionen)Vorbereitung8.00 – 8.05 Begrüßung und OrganisatorischesMedien /MaterialienEinstieg in dasThema8.05 – 8.15 Die Aufgabe wird mit den Auszubildenden besprochen, dasAufgabenblatt und der Leittext verteilt. Die Gruppenbildunggeschieht selbstständig durch die Auszubildenden.Informieren8.15 – 8.25 Alle Informationen werden von den Auszubildendengesichtet und weiteres Informationsmaterial beschafft. (evtl.Fach- und Tabellenbücher).UnterrichtsformLehrkraftgespräch,GruppenbildungGruppenarbeitLeittext,Arbeitsblatt,VDE-VorschriftenFachbücher,TabellenbücherPlanen8.25 – 8.45 Die Auszubildenden planen den Ablauf und dieArbeitsschritte. Diese werden an der freien Steckwand mitModerationskarten dargestellt. Dazu sollen folgende Fragenbeantwortet werden. Wer macht was? In welcher Reihenfolge soll etwas geschehen? Welches Material wird benötigt? Welche Pläne werden benötigt? Eventuelle AlternativlösungSteckwand imE-Labor,Stifte,Klebeband,Moderationskarten.Entscheiden8.45 – 9.00 Die Auszubildenden legen Schritte fest, um die gefordertenPläne und Listen zu erstellen. Arbeitsplan Stückliste Stromlaufplan Verdrahtungsplan PrüfplanGruppenarbeitGruppenarbeitDie Lehrkraft steht den Auszubildenden bei Bedarf beratendzur Seite

Fachdidaktisches Projekt I Seite 11/27U.-phasen /UnterrichtsverlaufUnterrichts-Medien /ZeitAusführen(Inhalte, Intentionen, Interaktionen)formMaterialien9.00 –10.05Pause von9.30 – 9.45Die LOGO wird am Notebook programmiert, die Installationdurchgeführt, die Verdrahtung der Schaltungvorgenommen, der Steuer- und der Arbeitskreis verdrahtetund der Motorschutzschalter eingestellt. Das PrüfprotokollGruppenarbeitNotebook,Prüfprotokollerstellt.Kontrollieren10.05 – 10.35 Folgende Phasen sollen von den Auszubildendendurchlaufen und deren Ergebnisse im Prüfprotokolldokumentiert werden : LOGO am Notebook simulieren und dasProgramm überspielen Installation überprüfen Verdrahtung mit dem Plan vergleichen Einstellung des Motorschutzschalters prüfen Motorverdrahtung kontrollieren Einhaltung der VDE - Vorschriften überprüfenBewertenGruppenarbeitNotebook10.35 – 10.50 Abnahme und Funktionsprüfung durch die Lehrkraft. LehrkraftgesprächZusammenfassungDemonstrations10.50 – 11.05 Die Auszubildenden werden auf folgendeSicherheitsaspekte hingewiesen, die am eigenen Aufbaudemonstriert werden sollen:unterrichtNotebook,modifiziertesLOGO-ProgrammDrahtbruch simulierenWelche Funktionen müssen nach einerSpannungsunterbrechung blockiert seinDabei kommt ein modifiziertes und vorbereitetes LOGO -U.-phasen /Programm zum Einsatz.UnterrichtsverlaufUnterrichts-Medien /Zeit(Inhalte, Intentionen, Interaktionen)formMaterialien

Fachdidaktisches Projekt I Seite 12/27Reflexion11.05 – 11.15 Rückmeldung von den Auszubildenden an die Lehrkraft. Was war gut? Was sollte besser gemacht werden? War der Lehrstoff/Zeit angemessen?Lehrkraft/AuszubildendenGesprächDidaktischeBerechnung des Motorschutzschalters und Ergebnis mitEinzelarbeitTabellenbuchReservedem Tabellenwert vergleichen.

Fachdidaktisches Projekt I Seite 13/276 Beobachtungsaufgabe6.1 Auswertung des FragebogensDamit der angestrebte Fachkompetenzzuwachs der Auszubildenden erfasst werden kann,haben wir uns für die Beantwortung eines Fragebogens entschieden. Dieser Fragebogenwurde von den Auszubildenden vor und nach der Unterrichtseinheit ausgefüllt.Nachfolgend sind die Fragen und deren Auswertung aufgeführt.Frage 1:Was wird durch Not-Aus – Einrichtungen geschützt ?Diese Frage wurde von allen Auszubildenden vor und nach der Bearbeitung richtigbeantwortet.Frage 2:Dürfen Maschinen nach der Not-Aus- Entriegelungen selbstständig wieder anlaufen ?Diese Frage wurde von allen Auszubildenden vor und nach der Bearbeitung richtigbeantwortet.Frage 3:Befehlsgeber können auf einer Schließer bzw. Öffnerfunktion beruhen.Welche Art der Befehlsgeber ( Schließer / Öffner) ist für einen Startbefehl zu verwenden?Welche Art der Befehlsgeber ( Schließer / Öffner) ist für eine Ausschaltfunktion zuverwenden?Diese Fragen wurden vor der Bearbeitung von 90% der Auszubildenden richtigbeantwortet. Nach der Unterrichtseinheit haben alle Auszubildenden die Fragen richtigbeantwortet.Frage 4:Müssen gegensinnig wirkende Ausgangsbefehle ( Rechts / Links – Lauf) bei einemSchütz über Kontakte verriegelt werden?Diese Frage wurde vor der Bearbeitung von 85% der Auszubildenden richtig beantwortet.Nach der Unterrichtseinheit haben alle Auszubildenden die Frage richtig beantwortet.

Fachdidaktisches Projekt I Seite 14/27Fazit:Obwohl die sicherheitsrelevanten Aspekte überwiegend bekannt waren, wurden diese vonden Auszubildenden bei der Versuchsdurchführung nicht berücksichtigt. Es entstand derEindruck, dass die sicherheitsrelevanten Aspekte während der Versuchsdurchführung beiden Auszubildenden keinen hohen Stellenwert hatten oder der hohe Anteil desFachwissens zwar vorhanden war, aber dieses Wissen bei der praktischen Durchführungdes Projektes nicht angewendet wurde. Vergleicht man die Ergebnisse vor und nach derBefragung, kommt man zur Erkenntnis, dass ein relativ hohes Fachwissen (85% richtigeAntworten) vorhanden war, welches dann auf 100 % gesteigert werden konnte. Mit derBefragung ließ sich aber letzt endlich nicht feststellen, ob es nach unsererUnterrichtsdurchführung zu einer besseren Anwendbarkeit des Erlernten bei denAuszubildenden gekommen ist. Dies ließe sich nur durch eine ähnlichenHandlungsaufgabe überprüfen.Hier zeigt sich sehr deutlich, dass Fachwissen nicht ausreicht, in konkreten, realenSituationen adäquat zu handeln. Nicht umsonst wird hier von „ trägem Wissen“gesprochen, das losgelöst von jedweder Handlung erworben wird.

Fachdidaktisches Projekt I Seite 15/276.2 Gruppenbeobachtung6.2.1 BeobachtungsbogenOrganisation und Ausführung der Übungsaufgabe:Werden die Arbeitsschritte systematischgeplant?Werden die Übungsaufgabensystematisch ausgeführt?Werden die Aufgaben durch die “Gruppe“gelöst oder durch “Einzelne“ ?Gut Teilweise Durch Impulse NeinKommunikation und Kooperation:Werden die Einzelaufgaben durchAbsprache koordiniert?Werden alle Gruppenmitglieder in dasProjekt mit eingebunden?Wie ist die Unterstützungsleistunginnerhalb der Gruppe?Gut Teilweise Durch Impulse NeinAnwenden von LerntechnikenWerden die Leittexte für dieArbeitserledigung verwendet?Werden Stromlaufplan/Funktionsplanerstellt?Werden weitere Hilfsmittel verwendet?Gut Teilweise Durch Impulse NeinSelbstständigkeit und VerantwortungWerden die Aufgage selbstständigdurchgeführt?Werden sicherheitsrelevante Aspekteberücksichtigt?Werden die Teilergebnisseausgetauscht?6.2.2 KompetenzprofilGut Teilweise Durch Impulse NeinFür jede der vier Gruppen wurde aufgrund der Aussagen der Lehrkräfte und unsererBeobachtungen während der Unterrichtshospitationen ein Erwartungsprofil in Anlehnungan Ott 2 erstellt. In der unten dargestellten Grafik sind die Kompetenzen dargestellt, die2vgl. Ott, 2000, S. 197

Fachdidaktisches Projekt I Seite 16/27bereits bei den Auszubildenden teilweise vorhanden waren. Dieses Erwartungsprofilhaben wir zum Vergleich mit unseren Ergebnissen herangezogen.Abbildung 2: ErwartungsprofilErwartungsprofil und Beobachtungsprofile sind unten dargestellt. Es können nunAbweichungen vom Erwartungsprofil und Unterschiede zwischen den Gruppen aufgezeigtwerden.

Fachdidaktisches Projekt I Seite 17/27LegendeGruppe 1 Gruppe 2 Gruppe 3 Gruppe 4 ErwartungAbbildung 3: Beobachtungsprofile

Fachdidaktisches Projekt I Seite 18/277 Resümee:Der geplante Unterrichtsverlauf wurde mit dem tatsächlichen Verlauf verglichen. DieZeitabweichung von der Einstiegsphase bis zur Entscheidungsphase betrug cirka zehnMinuten. Die Phasen Ausführen, Kontrollieren und Bewerten sind wesentlich zeitintensivergewesen, als in der Planung vorgesehen. Häufig wurde auf einen Anstoß von uns erst dieTätigkeit ausgeführt. Hier haben wir eindeutig eine unrealistische Zeiteinschätzungvorgenommen, weil wir der Meinung waren, dass die Auszubildenden ihr Fachwisseneffektiver einsetzen konnten.Bei der Organisation und Ausführung der Aufgabe haben wir die Gruppen eindeutigüberschätzt. Nur durch Anleitung der Studierenden konnten die Gruppen ihre Aufgabenbeginnen und durchführen. Dieses Ergebnis überraschte eigentlich nicht, wenn manbedenkt, dass sich die Mechatronikerklasse im ersten Ausbildungsjahr befand.Die Kommunikation und die Kooperation der Auszubildenden war unserer Meinung nachgut ausgeprägt. Die Arbeitseinteilung und die Aufgabenverteilung erfolgte selbstständig inder jeweiligen Gruppe. Die jeweiligen Arbeitsplanungen variierten in der Feingliederigkeitje nach Leistungsstärke.Bei der Planung des Lehrarrangements ist unbewusst das eigene Lernverhalten alsMaßstab herangezogen worden. Dies wurde bei der Nachbesprechung unter denStudierenden ersichtlich. Dieser Fehler wird auch als Kontrastfehler bezeichnet undberuht auf einer verzerrten Wahrnehmung der Lehrperson.Zum Thema Selbstständigkeit und Verantwortung wurden unserer Meinung nach dieErwartungen, die wir an die Auszubildenden gestellt hatten, erreicht.Die Sozialkompetenz in der Gruppe der Studierenden wurde als sehr ausgeprägtempfunden, dass wurde deutlich durch gute Kommunikation, respektvoller,gleichberechtigter Umgang miteinander und verbindliche Arbeitsauffassung. Wir führendiese Tatsache auf die Projekterfahrung der einzelnen Gruppenmitglieder in ihrembisherigen Berufsleben zurück.

Fachdidaktisches Projekt I Seite 19/27Für eine Weiterentwicklung des Lehr- / Lernarrangements sollte ein größerer Zeitrahmen,zusätzlich 90 Minuten, für die Durchführung bei gleich bleibender Vorbereitung,vorgesehen werden. Alternativ, kann auch der Arbeitsaufwand für die Auszubildendenreduziert werden, indem die LOGO – Programmierung so weit vorgegeben wird, dass nurnoch die Außenbeschaltung durch die Auszubildenden festzulegen ist. Weiterhin könnteder Verdrahtungsplan für den Laststromkreis, sowie ein vorbereitetes Formular für denPrüfplan und die Materialliste zur Verfügung gestellt werden.

Fachdidaktisches Projekt I Seite 20/278 LiteraturverzeichnisKultusministerkonferenz Rahmenlehrplan für den Ausbildungsberuf Mechatroniker /Mechatronikerin, Bonn, 1998Ott, BerndGrundlagen des beruflichen Lernens und Lehrens, CornelsenVerlag, Berlin, 20009 Anlagen9.1 Arbeitsauftrag Rolltor

Fachdidaktisches Projekt I Seite 21/27H1S3SchaltnockenS4NOT-AUSS2Tor AufStopTor ZuLegende:S1 = NOT-AUSS2 = SicherheitsleisteS3 = Endschalter Tor zuS4 = Endschalter Tor aufS5 = Tor AufS6 = StopS7 = Tor ZuH1 = WarnleuchteA1 = Antrieb Tor aufA2 = Antrieb Tor zu9.2 LeittextDie Firma Müller hat ein gebrauchtes Rolltor erworben, welches an der neuen Einfahrtzum Einsatz kommen soll. Das Rolltor wurde bereits aufgestellt. Der Schaltschrank mit derelektrischen Steuerung ist seit der Anlieferung des Tores nicht mehr auffindbar. Von HerrnMeyer wurde bereits mit der Planung eines neuen Schaltschrankes begonnen. Hierfür hatHerr Meyer eine LOGO Steuerung vorgesehen, die auch schon geliefert wurde. Durcheine Virusinfektion ist Herr Meyer voraussichtlich für zwei Wochen nicht arbeitsfähig. Sieerhalten nun die Aufgabe, die Torsteuerung zu realisieren. Dazu soll mit Hilfe der LOGOSteuerung eine Wendeschützschaltung realisiert werden.

Fachdidaktisches Projekt I Seite 22/27Hierbei soll auf die folgenden sicherheitstechnischen Aspekte besonderen Wertgelegt werden.Beim Betätigen des NOT-AUS Tasters oder der Sicherheitsleiste soll das Torstehen bleiben(NOT-AUS Einrichtung)Bei einem Drahtbruch in der Außenbeschaltung der Steuerung soll das Toranhalten und nicht mehr verfahren werden können.(Drahtbruchsicherheit)Während das Tor in Bewegung ist, soll die Warnleuchte (Rundumleuchte)eingeschaltet sein.Beim Auslösen einer Schutzeinrichtung im Arbeitsstromkreis(Leitungsschutzschalter, Motorschutzschalter), darf die Torsteuerung nach demRücksetzen der Schutzeinrichtung nicht weiterlaufen.(Schutz gegen selbsttätigen Wiederanlauf)Nach einem Spannungsausfall darf das Tor nach Rückkehr der Spannung nichtweiterlaufen.(Schutz gegen selbsttätigen Wiederanlauf)Beide Schütze dürfen nicht gleichzeitig angesteuert werden können.(Verriegelung gegensinnig wirkender Ausgangsbefehle)Funktionsweise der Torsteuerung.Nach dem Betätigen des Tasters „Tor auf“ soll das Tor aufgefahren werden. Durchden Endschalter „Endschalter Tor auf“ wird der Antrieb wieder abgeschaltet.Nach dem Betätigen des Tasters „Tor zu“ soll das Tor aufgefahren werden. Durchden Endschalter „Endschalter Tor zu“ wird der Antrieb wieder abgeschaltet.Mit dem Taster „Stop“ soll das Tor angehalten werden können.Bevor die Fahrtrichtung (auf/zu) des Tores geändert werden kann, muss derAntrieb mit dem Stop Taster ausgeschaltet worden sein.

Fachdidaktisches Projekt I Seite 23/27Hinweise:Die NOT-AUS Einrichtung und die Sicherheitsleiste werden vereinfacht nur durch jeweilseinen Ausschalter realisiert!Arbeitsauftrag: Erstellen Sie eine Materialiste, der notwendigen Bauteilen. Erstellen Sie einen Arbeitsplan. Erstellen Sie den Verdrahtungsplan für die Verwendung der LOGO Steuerungunter Beachtung der sicherheitsrelevanten Vorschriften. Installieren und verdrahten Sie die Bauteile. Erstellen Sie das Programm für die LOGO Steuerung unter Beachtung dersicherheitsrelevanten Vorschriften und simulieren Sie die Funktion mit Hilfe einesPC. Ermitteln Sie den Auslösewert, auf den der Motorschutzschalter eingestellt werdenmuss. (Tabelle oder rechnerisch) Alle sicherheitstechnischen Funktionen sind zu prüfen; dazu ist ein Prüfprotokollanzufertigen. Vor dem Einschalten ist die Verdrahtung nochmals zu überprüfen, dies ist imPrüfprotokoll festzuhalten. Diskutieren Sie die Wirtschaftlichkeit dieser Lösung in ihrem Team, und begründenSie das Ergebnis, geben Sie Alternativen an.Literaturhinweis zum Leittext:Kopien aus: Steuerungstechnik mit SPSAutoren: Günter Wellenreuther, Dieter ZastrowVerlag: Vieweg-VerlagISBN: 3-528-34580-2Seiten: von 192 bis 197

Fachdidaktisches Projekt I Seite 24/279.3 Schaltpläne

Fachdidaktisches Projekt I Seite 26/279.4 BilderAbbildung 4: ArbeitsplanungAbbildung 5: Arbeitsablauf

Fachdidaktisches Projekt I Seite 27/27Abbildung 6: VersuchsaufbauAbbildung 7: LOGO – Programmierung