Übungsaufgaben zu SPS-Grundlagen: Aufbau, Zyklus, KOP und FUP, Merker, Zeiten und Zähler

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Erstelle neue Übungsaufgaben zum Thema „SPS-Grundlagen: Aufbau, Zyklus,
KOP und FUP, Merker, Zeiten und Zähler“.

Bauplan: Halte Dich an Aufbau, Kompetenzstufen, Operatoren,
Anforderungsbereiche, Punkte und Zeitschätzung, die im Artikel
https://oer-informatik.de/aufgaben-aufbau beschrieben sind.

Fachliche Grundlage:
- https://oer-informatik.de/sps-grundlagen
- https://oer-informatik.de/schuetzsteuerungen
- https://oer-informatik.de/logische-verknuepfungen
- https://oer-informatik.de/ablaufsteuerung-grafcet
- Stilbeispiel: https://oer-informatik.de/sps-grundlagen-uebungsaufgaben

Die Aufgaben sollen Inhalte zu diesen Schlagwörtern abdecken:
- SPS
- Kleinsteuerung
- Relaisausgang
- Zykluszeit
- Kontaktplan
- Funktionsplan
- RS-Speicher
- Drahtbruchsicherheit
- Zeitglied
- Zähler

Kompetenzstufe: Kernkompetenz (alternativ: Basiskompetenz, Profilkompetenz, Expertise)
Anzahl: 1 Aufgabe mit Teilaufgaben
Bearbeitungszeit in Minuten ca.: <5 bis 30 min>
Szenario: eines der Szenarien aus dem Bauplan

Vorgehen:
1. Lies zuerst die verlinkten Artikel. Kannst Du keine Webseiten
   abrufen, sag mir das, statt zu raten.
2. Steht bei einer Angabe noch ein Platzhalter in <…>, frag mich
   zuerst danach. Richte Punkte und Zahl der Teilaufgaben nach der
   Bearbeitungszeit (ca. 0,9 min je Punkt).
3. Gib je Aufgabe Titel mit Kompetenzstufe, Ausgangssituation und
   Teilaufgaben mit Operator und Punktzahl aus, dazu die geschätzte
   Bearbeitungszeit.
4. Gib die Beispiellösungen mit Punkteverteilung erst aus, wenn ich
   danach frage.

Je richtig genanntem Vor- bzw. Nachteil 1 Punkt, zum Beispiel:

• Vorteile: Zeiten und Abläufe (Sprühtakt, Nachtbetrieb) lassen sich per Programm ändern, ohne umzuverdrahten; Hilfsschütze und Zeitrelais entfallen, damit weniger Verdrahtung, Platz und Verschleißteile; Programm lässt sich sichern, kopieren und online beobachten; Erweiterungen wie Feuchteauswertung oder Uhrzeitsteuerung sind ohne Zusatzgeräte möglich.

• Nachteile: Kosten für Kleinsteuerung, Software und Einarbeitung; Änderungen und Fehlersuche brauchen Programmierkenntnisse und ein Programmiergerät; fällt die Kleinsteuerung aus, steht die ganze Bewässerung; Sicherheitsfunktionen dürfen nicht allein vom Programm abhängen.

• Magnetventile -M1 bis -M3: Transistorausgang (2 Punkte). Sie arbeiten mit 24 V DC und 0,35 A – das liegt im Bereich eines Transistorausgangs (Datenblatt prüfen, typisch 0,5 A je Ausgang). Sie schalten sehr häufig (alle 10 s), und Transistorausgänge sind verschleißfrei und für hohe Schaltfrequenzen geeignet.

• Pumpenschütz -Q1: Relaisausgang (2 Punkte). Die Spule braucht 230 V AC; Transistorausgänge schalten nur Gleichspannung. Ein Relaiskontakt ist potenzialfrei, schaltet auch Wechselspannung und verträgt die Spulenleistung. Das Schütz schaltet nur wenige Male am Tag, deshalb spielt die begrenzte Lebensdauer des Relais keine Rolle.

Die Kleinsteuerung braucht also Transistorausgänge und zusätzlich einen Relaisausgang (z. B. über das Erweiterungsmodul oder ein Koppelrelais).

Geg.: t_\mathrm{auf} = 2\ \mathrm{s}, t_\mathrm{zu} = 8\ \mathrm{s}, Betriebsdauer t_\mathrm{B} = 12\ \mathrm{h} = 43\,200\ \mathrm{s} je Tag, Lebensdauer N = 100\,000 Schaltspiele

Ges.: Betriebsdauer t_\mathrm{L} in Tagen bis zum Verschleiß

Je Takt (auf und zu) entsteht ein Schaltspiel:

\begin{aligned} &\text{(I)} && T = t_\mathrm{auf} + t_\mathrm{zu} \\ &\text{(II)} && n_\mathrm{d} = \frac{t_\mathrm{B}}{T} \\ &\text{(III)} && t_\mathrm{L} = \frac{N}{n_\mathrm{d}} \end{aligned}

I in II (1 Punkt):

n_\mathrm{d} = \frac{t_\mathrm{B}}{t_\mathrm{auf} + t_\mathrm{zu}} = \frac{43\,200\ \mathrm{s}}{2\ \mathrm{s} + 8\ \mathrm{s}} = 4\,320\ \text{Schaltspiele je Tag}

in III (1 Punkt):

t_\mathrm{L} = \frac{N}{n_\mathrm{d}} = \frac{100\,000}{4\,320\ \mathrm{d}^{-1}} \approx \underline{\underline{23{,}1\ \mathrm{d}}}

Ein Relaisausgang wäre also schon nach gut drei Wochen verschlissen (1 Punkt) – ein weiterer Grund für Transistorausgänge.

Geg.: I_\mathrm{SPS} = 0{,}15\ \mathrm{A}, I_\mathrm{Erw} = 0{,}05\ \mathrm{A}, I_\mathrm{MU} = 0{,}02\ \mathrm{A}, drei Ventile je I_\mathrm{V} = 0{,}35\ \mathrm{A}, Reserve 20 %

Ges.: Mindeststrom I_\mathrm{N} des Netzteils, Auswahl

Die Spule von -Q1 wird über den Relaiskontakt mit 230 V AC versorgt und belastet das 24-V-Netzteil nicht.

\begin{aligned} &\text{(I)} && I_\mathrm{ges} = I_\mathrm{SPS} + I_\mathrm{Erw} + I_\mathrm{MU} + 3 \cdot I_\mathrm{V} \\ &\text{(II)} && I_\mathrm{N} = 1{,}2 \cdot I_\mathrm{ges} \end{aligned}

I (1 Punkt):

I_\mathrm{ges} = 0{,}15\ \mathrm{A} + 0{,}05\ \mathrm{A} + 0{,}02\ \mathrm{A} + 3 \cdot 0{,}35\ \mathrm{A} = 1{,}27\ \mathrm{A}

I in II (1 Punkt):

I_\mathrm{N} = 1{,}2 \cdot 1{,}27\ \mathrm{A} \approx \underline{\underline{1{,}52\ \mathrm{A}}}

Auswahl (2 Punkte): Das Netzteil mit 1,3 A reicht nicht (es wäre schon ohne Reserve fast voll ausgelastet). Gewählt wird \underline{\underline{24\ \mathrm{V\ DC}\ /\ 2{,}5\ \mathrm{A}}}; das 5-A-Netzteil wäre unnötig groß und teurer.

• Ein Merker ist ein internes Speicherbit der SPS. Er speichert Zwischenergebnisse oder Zustände wie „Nachtbetrieb aktiv“, die im Programm an mehreren Stellen abgefragt werden – ähnlich einem Hilfsschütz, aber ohne Verdrahtung. (1 Punkt)

• Ein Ausgang wird am Zyklusende an eine Klemme ausgegeben und schaltet ein Betriebsmittel (Ventil, Schütz). Ein Merker hat keine Klemme und wirkt nur im Programm. (1 Punkt)

Je Zeile 1 Punkt:

Strompfad zwischen linker und rechter Schiene (4 Punkte: 1 je richtiges Element-Paar, 1 für die Parallelschaltung):

• Schließerkontakt I1 (-F3) und Schließerkontakt I2 (-S10) in Reihe: Beide Geber sind Öffner und liefern im Ruhezustand 1-Signal. Der Strompfad soll geschlossen sein, solange sie 1 liefern – deshalb werden sie im KOP als Schließerkontakte abgefragt, obwohl im Stromlaufplan Öffner stehen.

• Dahinter die Parallelschaltung der Schließerkontakte I3 (-S11), I4 (-S12) und Q1 (Selbsthaltung, ersetzt den Hilfskontakt -Q5 13–14).

• Am Ende die Spule Q1.

Gleichwertig in ST: Q1 := I1 AND I2 AND (I3 OR I4 OR Q1);

Typischer Fehler: I1 und I2 als Öffnerkontakte zeichnen. Dann läuft die Spindel nur, solange Aus gedrückt ist.

Funktionsgleichung: Q_1 = I_1 \wedge I_2 \wedge (I_3 \vee I_4 \vee Q_1) (1 Punkt)

Funktionsplan (2 Punkte): ODER-Baustein mit I3, I4 und dem zurückgeführten Ausgang Q1; dessen Ausgang zusammen mit I1 und I2 (nicht negiert) in einen UND-Baustein; Ausgang auf Q1. Das Bild zeigt oben links diese Lösung und oben rechts die Variante mit RS-Speicher, bei der die Öffner-Geber negiert am Rücksetzeingang liegen:

Funktionsgleichung (2 Punkte): Reihenschaltung = UND, Parallelschaltung = ODER, Öffnerkontakt = Negation:

Q_2 = I_5 \wedge (I_6 \vee I_7) \wedge Q_1 \wedge \overline{I_8}

Funktionsplan (2 Punkte, siehe Bild unten in der Lösung zu c): ODER-Baustein mit I6 und I7; dessen Ausgang zusammen mit I5, Q1 und negiertem I8 in einen UND-Baustein mit vier Eingängen; Ausgang auf Q2.

Beachte: I5 ist zwar ein Öffner-Geber, im KOP aber als Schließerkontakt programmiert – also nicht negiert. Ob negiert wird, entscheidet allein das KOP-Symbol, nicht die Kontaktart am Eingang.

Lösung (3 Punkte):

• ODER-Baustein (\geq 1) mit den Eingängen I9 und I10 und einem Negationskreis am Ausgang – das ist ein NOR-Glied (1 Punkt für ODER, 1 Punkt für die Negation).

• Dessen Ausgang zusammen mit Q1 in einen UND-Baustein (&), Ausgang auf Q3 (1 Punkt).

Gleichwertig nach De Morgan: ein UND-Baustein mit Q1, negiertem I9 und negiertem I10, denn \overline{(I_9 \vee I_{10})} = \overline{I_9} \wedge \overline{I_{10}}.

Je richtig ausgewählter und belegter Baugruppe 1 Punkt:

Die stetige Regelung ist nur mit Analogbaugruppen möglich; mit digitalen Ein- und Ausgängen wäre nur Zweipunktregelung möglich. Der Sicherheitstemperaturbegrenzer wirkt zusätzlich fest verdrahtet auf das Heizungsschütz, weil eine Sicherheitsfunktion nicht allein vom Programm abhängen darf. AI und AO dürfen auch in einer gemeinsamen Analogbaugruppe liegen.

• Modulare SPS: Die Steuerung wird aus einzelnen Baugruppen (Stromversorgung, CPU, Ein-/Ausgabe-, Analog-, Kommunikationsbaugruppen) auf einer Profilschiene zusammengesetzt und kann je nach Anlage erweitert werden. Eine Kompaktsteuerung hat Stromversorgung, CPU und eine feste Zahl von Ein- und Ausgängen in einem Gehäuse und lässt sich nur begrenzt erweitern. (1 Punkt)

• Datenaustausch: Die CPU ist mit den Baugruppen über den Rückwandbus verbunden, einen internen seriellen Bus in Busverbindern bzw. in der Profilschiene. Am Zyklusanfang liest sie darüber die Eingangsbaugruppen in das Prozessabbild der Eingänge, am Zyklusende schreibt sie das Prozessabbild der Ausgänge in die Ausgabebaugruppen. Oft versorgt der Rückwandbus auch die Elektronik der Baugruppen. (2 Punkte)

Je Grund 1 Punkt, zum Beispiel:

• Störimpulse und Überspannungen von langen Leitungen und abschaltenden Spulen sollen die empfindliche CPU-Elektronik nicht erreichen (Optokoppler als Trennstelle).

• Prozess und Elektronik können unterschiedliche Bezugspotenziale haben; ohne Trennung würden Ausgleichsströme fließen.

• Ein Fehler im Prozessstromkreis (Fremdspannung, Kurzschluss) zerstört höchstens die Baugruppe, nicht die CPU.

Ablauf eines Zyklus (3 Punkte):

1. Die CPU liest die Zustände aller Eingänge und speichert sie im Prozessabbild der Eingänge (PAE).

2. Sie bearbeitet das Programm Anweisung für Anweisung bzw. Netzwerk für Netzwerk. Dabei liest sie Eingänge nur aus dem PAE und schreibt Ergebnisse in das Prozessabbild der Ausgänge (PAA) und in Merker.

3. Am Ende überträgt sie das PAA an die Ausgänge; danach erledigt das Betriebssystem Kommunikation und Diagnose, und der Zyklus beginnt neu.

Zykluszeit (1 Punkt): Die Zeit für einen vollständigen Durchlauf (Eingänge lesen, Programm bearbeiten, Ausgänge schreiben, Betriebssystem). Sie hängt von Programmlänge und CPU ab und liegt meist im Bereich weniger Millisekunden; eine Zykluszeitüberwachung meldet einen Fehler, wenn sie zu groß wird.

Geg.: t_\mathrm{E} = 3\ \mathrm{ms}, t_\mathrm{Z} = 12\ \mathrm{ms}, t_\mathrm{A} = 0{,}5\ \mathrm{ms}, t_\mathrm{K} = 20\ \mathrm{ms}

Ges.: Reaktionszeit t_\mathrm{ges} bis zum Öffnen der Schützkontakte, Mindestsignaldauer t_\mathrm{min}

Im ungünstigsten Fall öffnet die Tür kurz nachdem die CPU das PAE gelesen hat. Der Wechsel wird erst im nächsten Zyklus eingelesen und am Ende dieses Zyklus ausgegeben – das sind zwei Zykluszeiten:

\begin{aligned} &\text{(I)} && t_\mathrm{R} = t_\mathrm{E} + 2 \cdot t_\mathrm{Z} + t_\mathrm{A} \\ &\text{(II)} && t_\mathrm{ges} = t_\mathrm{R} + t_\mathrm{K} \\ &\text{(III)} && t_\mathrm{min} = t_\mathrm{E} + t_\mathrm{Z} \end{aligned}

I (1 Punkt):

t_\mathrm{R} = 3\ \mathrm{ms} + 2 \cdot 12\ \mathrm{ms} + 0{,}5\ \mathrm{ms} = 27{,}5\ \mathrm{ms}

I in II (1 Punkt):

t_\mathrm{ges} = 27{,}5\ \mathrm{ms} + 20\ \mathrm{ms} = \underline{\underline{47{,}5\ \mathrm{ms}}}

III (2 Punkte): Ein Signal wird nur sicher erkannt, wenn es nach der Eingangsverzögerung mindestens einen ganzen Zyklus ansteht:

t_\mathrm{min} = 3\ \mathrm{ms} + 12\ \mathrm{ms} = \underline{\underline{15{,}0\ \mathrm{ms}}}

• Eine synchrone Steuerung verarbeitet die Signale im Takt: Änderungen der Eingänge wirken erst zu einem festen Zeitpunkt (bei der SPS beim nächsten Einlesen des Prozessabbilds), alle Ausgänge ändern sich gemeinsam am Zyklusende. SPS = synchrone Steuerung. (1 Punkt)

• Eine asynchrone (taktlose) Steuerung reagiert sofort auf jede Signaländerung; alle Kontakte wirken gleichzeitig. Schützsteuerung = asynchrone Steuerung. (1 Punkt)

Je Grund 1 Punkt, zum Beispiel:

• Das Programm erkennt, an welcher Bedienstelle eingeschaltet wurde (Status, Meldung, Diagnose).

• Die Verknüpfung lässt sich später ändern (z. B. Freigabe nur an einer Stelle, Tippbetrieb an einer Bedienstelle), ohne umzuverdrahten.

• Bei der Fehlersuche siehst Du am Status jedes einzelnen Eingangs, ob der Taster samt Leitung in Ordnung ist.

Funktionsgleichung (1 Punkt):

Q_1 = I_1 \wedge I_4 \wedge (I_2 \vee I_3 \vee Q_1)

Logikplan (1 Punkt): ODER-Baustein mit I2, I3 und dem zurückgeführten Q1; dessen Ausgang mit I1 und I4 in einen UND-Baustein; Ausgang Q1.

Drahtbruchsicherheit (1 Punkt): Aus-Taster und Motorschutz sind Öffner und stehen nicht negiert im UND. Reißt eine ihrer Leitungen, wird der Eingang 0, das UND liefert 0 und das Band bleibt stehen bzw. lässt sich nicht einschalten – genau wie beim Betätigen.

• Speichertyp (1 Punkt): rücksetzdominanter RS-Speicher (Eingang R1). Die bisherige Selbsthaltung ist dominierend AUS; drückt jemand gleichzeitig Ein und Aus oder löst der Motorschutz bei gedrücktem Ein aus, muss das Band stehen.

• Beschaltung (2 Punkte): S = I_2 \vee I_3; R1 = \overline{I_1} \vee \overline{I_4} – die Öffner-Geber werden negiert, weil zurückgesetzt werden soll, wenn sie 0 liefern. Ausgang M1, dann Q_1 = M_1 (und z. B. Q_2 = \overline{I_4} für die Störmeldung).

• KOP (1 Punkt): Netzwerk 1: Schließerkontakte I2 und I3 parallel auf die Setzspule (S) M1. Netzwerk 2, danach: Öffnerkontakte I1 und I4 parallel auf die Rücksetzspule (R) M1. Weil im Zyklus die letzte Zuweisung gilt, setzt sich das Rücksetzen durch.

Gleichung (2 Punkte):

Q_1 = (M_1 \vee I_5) \wedge I_1 \wedge I_4

FUP (1 Punkt): Der Ausgang des RS-Speichers geht nicht mehr direkt auf Q1, sondern mit I5 in einen ODER-Baustein; dessen Ausgang mit I1 und I4 (nicht negiert) in einen UND-Baustein; Ausgang Q1. I5 darf nicht an den Setzeingang, sonst würde sich das Band nach dem Tippen selbst halten.

Im Ruhezustand liefert der Öffner -S1 an I1 1-Signal. Liegt I1 nicht negiert an R1, ist der Speicher ständig zurückgesetzt; weil R1 dominiert, lässt sich das Band mit -S2 oder -S3 nicht einschalten (1 Punkt). Nur wenn gleichzeitig Aus gedrückt (I1 = 0) und Ein gedrückt wird, setzt der Speicher – das Band liefe dann auch nach dem Loslassen von Ein weiter, bis Aus losgelassen wird; die Funktion ist also vertauscht (1 Punkt).

Je Fall 1 Punkt:

1. Ader zu I1 unterbrochen: I1 = 0 wirkt wie ein gedrückter Aus-Taster. R1 = 1, M1 wird zurückgesetzt, das Band bleibt stehen und lässt sich nicht wieder einschalten – sicherer Zustand.

2. Ader zu I3 unterbrochen: Das laufende Band läuft weiter. An der Sortierung lässt es sich nicht mehr einschalten, an der Annahme schon; Aus funktioniert. Kein gefährlicher Zustand, aber eine Bedienstelle fällt aus.

3. Erdschluss zwischen Q1 und Spule: Weil M geerdet ist, schließt der Erdschluss den Ausgang kurz. Der Transistorausgang schaltet ab bzw. die Sicherung löst aus, -Q1 fällt ab, das Band stoppt – sicher, aber Ausgang bzw. Sicherung prüfen.

4. Aus-Taster als Schließer, Ader unterbrochen: Der Aus-Befehl kommt nie mehr an. Das Band lässt sich mit -S1 nicht ausschalten – gefährlich und nicht drahtbruchsicher. Deshalb werden Aus-Befehle mit Öffnern gegeben.

• Ort (1 Punkt): I1 hat 0-Signal, obwohl niemand Aus drückt. Weil I2 beim Drücken 1 meldet, ist die 24-V-Versorgung der Geber in Ordnung. Der Fehler liegt im Aus-Kreis: ein betätigter, verklemmter oder defekter Aus-Taster an einer der beiden Bedienstellen, eine gelöste Klemme oder eine unterbrochene Ader zwischen L+, den beiden -S1-Kontakten und I1. Weil R1 deshalb ständig 1 ist, kann M1 nicht gesetzt werden.

• Eingrenzen (2 Punkte): Freischalten ist hier nicht nötig, gemessen wird im 24-V-Steuerkreis. Mit dem Spannungsprüfer gegen M an der Klemme I1 messen (erwartet 24 V, gemessen 0 V). Dann den Signalweg rückwärts verfolgen: Klemmen im Schaltschrank, Ausgang des Aus-Tasters an der Sortierung, Eingang, dann der Aus-Taster an der Annahme bis zum L+-Anschluss. Wo die 24 V zuletzt anliegen, liegt der Fehler zwischen diesem und dem nächsten Messpunkt. Nach der Reparatur Status von I1 prüfen (LED an) und die Funktion testen.

Je Teilfunktion 1 Punkt:

• Ein Druck auf einen der Taster I1, I2 oder I3 setzt über das ODER den Speicher M1; das Licht (Q1) geht an.

• M1 startet die Einschaltverzögerung T1. Nach 90 s wird T1.Q = 1 und setzt den Speicher zurück; das Licht geht aus, und weil IN damit 0 wird, ist T1 wieder bereit.

• Der Schlüsselschalter I4 schaltet Q1 über das zweite ODER unabhängig vom Speicher ein (Dauerlicht).

Je zwei richtige Zeilen 1 Punkt, Ergebnis 2 Punkte:

Das Licht brennt von \underline{\underline{0\ \mathrm{s}\ \text{bis}\ 90\ \mathrm{s}}} und von \underline{\underline{150\ \mathrm{s}\ \text{bis}\ 250\ \mathrm{s}}}.

Begründung: Der zweite Druck bei 40 s ändert nichts, weil M1 schon gesetzt ist und T1 weiterläuft. Ab 240 s ist T1 abgelaufen, aber I3 ist noch gedrückt; der SR-Speicher ist setzdominant (S1), deshalb bleibt M1 gesetzt. Erst beim Loslassen bei 250 s wirkt der Rücksetzeingang.

Eine mögliche Lösung (5 Punkte):

• ODER-Baustein mit I1, I2 und I3; sein Ausgang heißt im Folgenden „Taster“ (1 Punkt).

• Speicher (SR oder RS) M1: Setzeingang = „Taster“, Rücksetzeingang = T1.Q (1 Punkt).

• UND-Baustein mit M1 und negiertem „Taster“ an den Eingang IN der Einschaltverzögerung T1 (TON, PT = 90 s) (2 Punkte). Solange ein Taster gedrückt ist, ist IN = 0 und T1 steht auf null; erst nach dem Loslassen laufen die 90 s. Jeder neue Druck setzt IN wieder auf 0 und startet die Zeit damit neu.

• ODER-Baustein mit M1 und I4, Ausgang Q1 (1 Punkt).

Weil T1.Q nur 1 werden kann, wenn kein Taster gedrückt ist, treffen Setzen und Rücksetzen nie gleichzeitig zusammen; der Speichertyp spielt hier keine Rolle.

Gleichwertige Alternative ohne Speicher: eine Ausschaltverzögerung TOF (PT = 90 s) mit „Taster“ an IN und Q_1 = T1.Q \vee I_4. Sie startet ebenfalls bei jedem Loslassen neu.

• Verhalten mit RS (2 Punkte): Nach 90 s wird T1.Q = 1, während der Taster noch gedrückt ist. Der Rücksetzeingang dominiert, M1 wird 0 und das Licht geht aus. Damit wird IN = 0, T1.Q fällt ab, und weil der Setzeingang noch 1 ist, wird M1 im nächsten Zyklus wieder gesetzt: Das Licht geht kurz aus und wieder an, und das wiederholt sich alle 90 s, solange der Taster gedrückt bleibt (Flackern, Schütz klappert).

• Passender Typ (1 Punkt): Hier passt der setzdominante SR-Speicher, weil das Licht brennen soll, solange jemand drückt. Rücksetzdominant ist nötig, wenn das Abschalten Vorrang haben muss (Maschinen) – das ist bei einer Flurbeleuchtung nicht der Fall.

• Nicht remanenter M1 (1 Punkt): Nach der Spannungswiederkehr startet die SPS mit M1 = 0; das Licht bleibt aus, bis wieder ein Taster gedrückt wird. Wer im dunklen Keller steht, muss erneut drücken.

• Remanenter M1 (1 Punkt): M1 behält den Wert 1; das Licht geht nach der Spannungswiederkehr sofort wieder an. Weil das Zeitglied neu startet, brennt es danach noch einmal 90 s. Für die Flurbeleuchtung ist das angenehm und ungefährlich; bei Maschinen wäre ein solcher selbsttätiger Wiederanlauf unzulässig.

Je zwei richtige Zeilen 1 Punkt:

Im Logikplan nach DIN EN 60617-12 heißt der Zähler CTR; die Zähleingänge sind dort mit „+“ (vorwärts) und „−“ (rückwärts) gekennzeichnet, R setzt zurück.

Je Zeile 1 Punkt:

Beim dritten Schritt erreicht CV den Vergleichswert 8: QU = 1, der Stopper sperrt den Einlauf und „Puffer voll“ leuchtet. QD ist nur vor dem ersten Träger (CV = 0) 1.

Der Zähler sollte remanent sein (1 Punkt). Die Träger bleiben über Nacht in der Strecke; ein nicht remanenter Zähler stünde nach dem Einschalten auf 0, obwohl die Strecke z. B. voll ist. Der Stopper würde weitere Träger einlassen und die Strecke überfüllen, „Puffer leer“ würde falsch melden (1 Punkt).

Je Punkt 1 Punkt:

• Programm: Vergleichswert PV von 8 auf 12 ändern.

• Programm: neuen Vergleicher „CV ≥ 10“ ergänzen, der über ein Impulsglied (z. B. TP, 3 s) die Hupe kurz ansteuert; ohne Impuls würde sie dauernd hupen.

• Hardware: Die vier Ausgänge sind belegt. Für die Hupe ist ein zusätzlicher Ausgang nötig, also ein Erweiterungsmodul (oder eine größere Steuerung); dabei Ausgangsart (Spannung und Strom der Hupe) und Netzteil prüfen. Eingänge reichen, die Lichtschranken bleiben.

• Dokumentation: Zuordnungstabelle, Anschlussplan und Stückliste ergänzen, Programm sichern und die Funktion bei 10 und 12 Trägern testen.

Je Anlage 1 Punkt:

• Pufferstrecke: Verknüpfungssteuerung – die Ausgänge ergeben sich aus der Verknüpfung der Zählerausgänge mit den Eingängen, ohne festen Schrittablauf.

• Schraubstation: Ablaufsteuerung (prozessgeführt) – feste Schrittfolge, weitergeschaltet wird erst nach der Rückmeldung der Endlagen.

• Bandreinigung: zeitgeführte Steuerung – Beginn und Dauer hängen nur von Uhrzeit und Zeit ab.

• Darstellungsart (1 Punkt): Übersichtsdarstellung (Blockschaltbild bzw. Übersichtsschaltplan) mit Funktionsblöcken und Signalflüssen, ohne Klemmen und Adern.

• Zuordnung (2 Punkte): Prozess = Pufferstrecke mit Werkstückträgern und Band; Sensoren = Lichtschranken -B1 und -B2, Taster -S3; Steuerung = Kleinsteuerung mit Zählerprogramm; Aktoren = Stopper (Q1), Bandantrieb über Schütz (Q4), Meldeleuchten (Q2, Q3) und künftig die Hupe.

• Setzbedingung (1 Punkt): S_{M12} = M_{11} \wedge I_{11} – Vorgängerschritt aktiv und Spanner in Endlage.

• Rücksetzbedingung (1 Punkt): R1_{M12} = M_{13} – der Folgeschritt ist aktiv (zusätzlich ODER Grundstellung bzw. Not-Halt).

• Nächster Schritt (1 Punkt): Ist M12 aktiv und kommt I12, wird M13 („Schrauber zurück“) gesetzt; über M13 wird M12 anschließend zurückgesetzt.