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Einen Inbetriebnahmeplan für das Modell erstellen - Mechatronisches Abschlussprojekt - Ausbildung

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Einleitung

Ausbildungsjahr einordnen: Der KMK-Rahmenlehrplan Mechatronik bündelt die Lernfelder 9–13 im dritten und vierten Ausbildungsjahr. Die Jahreszuordnung in diesem Lernweg ist eine redaktionelle Lernempfehlung, keine verbindliche Trennung durch die KMK. Das vierte Ausbildungsjahr umfasst bei 3½ Jahren die Abschlussphase im siebten Halbjahr. Reihenfolge mit Berufsschule und betrieblichem Ausbildungsplan abstimmen. Lernziel: Du erstellst einen prüfbaren, risikobewussten Inbetriebnahmeplan für ein mechatronisches Ausbildungsmodell, dokumentierst Mess- und Testergebnisse, grenzt einen absichtlich simulierten Fehler ein und bereitest eine nachvollziehbare Übergabe vor. Zielgruppe sind Mechatronikerinnen und Mechatroniker im vierten Ausbildungsjahr.

Ausgangssituation (vollständig fiktiv): Der Ausbildungsbetrieb „Lerntechnik Elmbach“ erhält von der fiktiven Schulungsabteilung den Auftrag, eine kleine Sortier- und Hubstation MHS-24 als geschütztes Tischmodell vorzubereiten. Sie besitzt ein kurzes Förderband, eine modellhafte vertikale Hubachse, zwei Endlagensensoren, einen Werkstücksensor, einen Antrieb, eine Kleinsteuerung, eine Betriebsanzeige und einen Stopp-Taster. Die gesamte externe Modellversorgung erfolgt ausschließlich über ein geeignetes, fertiges 24-V-DC-Netzteil und freigegebene, berührungsgeschützte Baugruppen. Die Bewegung wird im Unterricht zunächst simuliert; jede reale Aktivierung bedarf der fachkundigen Aufsicht, der jeweiligen Betriebsanweisung und der anlagenbezogenen Gefährdungsbeurteilung. Es werden weder Netzspannungsinstallationen noch Druckanlagen, Krane oder Gefahrstoffe bearbeitet.

Dein Auftrag: Eine zweite Person soll anhand deiner Unterlagen erkennen, unter welchen Voraussetzungen welcher Prüfschritt erlaubt ist, wie ein akzeptables Ergebnis aussieht und wann die Inbetriebnahme sofort abzubrechen ist. Eine erfolgreiche Modellübung stellt weder eine rechtsverbindliche Freigabe noch einen Befähigungsnachweis dar.

Einordnung der Ausbildung (Stand der herangezogenen Dokumente: Oktober 2026): Der KMK-Rahmenlehrplan für Mechatroniker/Mechatronikerinnen, Beschluss 30.01.1998 in der Fassung 23.02.2018, betrifft die Berufsschule. Lernfeld 11 „Inbetriebnahme, Fehlersuche und Instandsetzung“ (3. Ausbildungsjahr, 160 Unterrichtsstunden) ist die direkte fachliche Grundlage; Lernfeld 12 „Vorbeugende Instandhaltung“ und Lernfeld 13 „Übergabe von mechatronischen Systemen an Kunden“ liegen im 4. Ausbildungsjahr. Diese Zuordnung bedeutet nicht, dass Inbetriebnahme nur im dritten Jahr geübt werden darf. Die Mechatroniker-Ausbildungsverordnung in der Bekanntmachungsfassung vom 28.06.2018 regelt hingegen die betriebliche Ausbildung; insbesondere Anlage 1, Berufsbildpositionen 19 „Prüfen und Einstellen“, 20 „Inbetriebnehmen und Bedienen“ sowie 7 „Planen und Steuern von Arbeitsabläufen“. Ein Ausbildungsmodell ist kein Ersatz für die betrieblich angeordneten Prüfungen.

Projektauftrag in prüfbare Anforderungen übersetzen

Systemgrenze und Daten des Modellfalls

Als Systemgrenze bezeichnest du die bewusst festgelegte Grenze zwischen der MHS-24 und ihrer Umgebung. Zum Modell gehören seine 24-V-DC-Eingänge, die Steuerung, Aktoren, Sensoren, mechanischen Führungen und die Bedienanzeige. Steckernetzteil, Netzanschluss, Aufsicht und Gebäudetechnik werden nicht am Modell umgebaut. Die folgende Datenliste ist eine didaktische Annahme, keine Herstellerangabe:

Eigenschaft	Vereinbarter Sollwert des fiktiven Modells	Akzeptanzkriterium
Versorgung	24 V Gleichspannung (DC)	Im modellinternen, freigegebenen Prüfpunkt 23–25 V unter dem vereinbarten Testzustand; Prüfung ausschließlich nach Einweisung
Maximal angenommener Betriebsstrom	2,0 A	Projektierte Netzteil-Leistungsreserve wird von Aufsicht überprüft
Hubweg	120 mm	Endposition 118–122 mm (Projekttoleranz, keine allgemeine Norm)
Modellgeschwindigkeit	40 mm/s	Im Simulationsmodell 35–45 mm/s
Erwartete Fahrzeit ohne Anfahr- und Bremsanteil	3,0 s	Simulation meldet spätestens nach 5,0 s entweder Endlage oder Störung
Neustart nach Stopp	nur neuer bewusster Startbefehl	keine selbsttätige Anfahrt
Übergabe	vollständige Prüfliste und Fehlerprotokoll	alle Pflichtfelder vorhanden, keine offenen kritischen Mängel

Beispielrechnung: 120 mm geteilt durch 40 mm/s ergibt 3,0 s. Die rechnerische Leistung bei 24 V und 2,0 A beträgt 48 W; das ist eine angenommene elektrische Eingangsgröße, keine Aussage über tatsächliche Hubleistung. Nur wenn diese Leistung volle 3,0 s anliegt, ergibt sich 144 J elektrische Energie (48 W × 3,0 s). Für reale Beschleunigungs- und Bremsphasen muss die Fahrzeit gesondert gemessen werden.

Abnahmekriterien statt unverbindlicher Versprechen

Formuliere jede Anforderung messbar: Prüfobjekt, Methode, Sollwert, Toleranz, Verantwortlichkeit und Nachweis. „Achse funktioniert“ ist nicht prüfbar. „In der Simulation fährt sie nach Start und gültiger Werkstückmeldung von 0 auf 120 mm und stoppt bis 5,0 s an der Zielendlage“ ist prüfbar. Definiere außerdem Ausschlusskriterien: fehlende Schutzabdeckung, widersprüchliche Sensorsignale, ungewöhnliche Geräusche, beschädigte Leitungen oder unklare Zuständigkeit bedeuten Stopp, sichern, Ursache klären. Ein Prüfprotokoll darf Fehler nicht durch bloßes Zurücksetzen verdecken.

Blockbild einer SPS als Orientierung für Steuerungs-Eingänge, Verarbeitung und Ausgänge (ProVision, CC BY-SA 4.0; Bild ist kein Schaltplan der MHS-24).

Voraussetzungen, Risiken und Freigabestufen planen

Unterlagen und Verantwortlichkeiten

Erstelle vor jedem Test eine Versionsliste: Aufgabenbeschreibung, mechanischer Aufbau, I/O-Liste (Ein- und Ausgänge), Verdrahtungsdokumentation des fertigen Trainingssystems, vereinbarte Simulationssoftware, Bedienhinweise, Risikobetrachtung, Prüfmittelstatus und Änderungsstand. Die Person, die einen Schritt plant, muss nicht automatisch zur tatsächlichen Durchführung befugt sein. Im Ausbildungsfall ordnet die qualifizierte Fachaufsicht die Teststufen zu und stoppt bei ungeklärten Risiken.

Gefährdungsbetrachtung: Auch ein Tischmodell kann Quetschstellen, unerwarteten Wiederanlauf oder bewegte Teile aufweisen. Die Stopp-Funktion eines didaktischen Steuerungsprogramms ist nicht gleichbedeutend mit einer geprüften sicherheitsbezogenen Schutzeinrichtung. Schutzfunktionen an realen Maschinen dürfen nicht als bloßes SPS-Lernexperiment geprüft oder überbrückt werden. Für Prüfungen an elektrischen Anlagen und realen Sicherheitskreisen gelten gesonderte Zuständigkeiten, geeignete Messmittel und verbindliche betriebliche Verfahren.

Fehler beim Erstellen des Vorschaubildes:

Beispiel einer industriellen Not-Halt-Bedienstelle (Tim Regan, CC BY 2.0). Die Abbildung ist lediglich ein Anschauungsmedium; der MHS-24-Stopp-Taster ist kein zertifizierter Not-Halt.

Gate-Prinzip: erst nach bestandenem Schritt fortfahren

Ein Gate ist eine dokumentierte Freigabeschwelle. Definiere für MHS-24 die folgenden Kontrollpunkte:

Gate	Freigabebedingung	Nachweis	Entscheidung
G0 – Planung	aktuelle Unterlagen, Risiko- und Zuständigkeitsklärung	Unterschrift der Aufsicht im Planszenario	freigegeben oder gesperrt
G1 – Sichtprüfung	Modell spannungsfrei, Abdeckungen und mechanische Befestigung plausibel	Sichtprüfliste	keine offenen Mängel
G2 – Signal-Simulation	I/O-Zuordnung, Endlagen und Stopp-Reaktion ohne Bewegung plausibel	Simulationsprotokoll	Testfälle bestanden
G3 – beaufsichtigte Versorgungsprüfung	geeignete fertige Kleinspannungsversorgung und freigegebene Prüfpunkte	Prüfprotokoll mit Wert, Einheit und Messmittel	bei Abweichung stoppen
G4 – beaufsichtigter Einzel-Funktionstest	Gefahrenbereich frei, Freigabe vorhanden, festgelegte Begrenzungen	Messwerte und Beobachtung	bestanden oder Störung
G5 – integrierte Testfolge	alle Teilfunktionen inkl. Stopp und Fehlerreaktion nach Plan	Soll-Ist-Matrix	keine offenen kritischen Abweichungen
G6 – Ausbildungsübergabe	vollständige Dokumentation und Einweisung	Übergabeprotokoll	Modelltraining abgeschlossen

Die G-Nummern sind eigene Bezeichnungen dieses fiktiven Unterrichtsfalls, keine Normstufen. Nach einem negativen Gate darf der nächste Schritt nicht erfolgen. Dokumentiere wer, wann und auf welcher Grundlage die simulierte oder beaufsichtigte Freigabe erteilt hat.

Testreihenfolge, Signale und Messungen festlegen

I/O-Liste und erwartete Signale

Eine I/O-Liste ordnet jedem Ein- und Ausgang eine eindeutige Bedeutung zu. Für MHS-24 gelten beispielhaft die Signale E_Start (Starttaster), E_Stop (Stoppwunsch), E_Unten und E_Oben (Endlagensensoren), E_Werkstück (Werkstück erkannt), A_Hub (Antriebsanforderung) und A_Störung (Störanzeige). Beschreibe jeden digitalen Zustand als 0 oder 1. Prüfe die Verdrahtung nur in dafür zugelassenen Trainingsumgebungen; simulierte Eingaben ersetzen keine Sicherheitsprüfung.

Plausibilitätsbedingung: E_Unten = 1 und E_Oben = 1 gleichzeitig sind im Normalbetrieb des angenommenen Modells widersprüchlich. Das Trainingsprogramm muss eine Störmeldung erzeugen und die Bewegungsanforderung zurücknehmen. E_Unten = 0 und E_Oben = 0 kann dagegen eine zulässige Zwischenposition sein – die Signalinterpretation hängt vom Prozesszustand ab.

Mechanische Endschalter, die das Prinzip der Endlagenerfassung veranschaulichen (Mixabest, CC BY-SA 3.0).

Beispiel realer SPS-Baugruppen; die MHS-24 nutzt nur ein frei gewähltes didaktisches Steuerungsmodell (Bisgaard, CC BY-SA 3.0).

Testfälle als Soll-Ist-Tabelle

Bevor du einen Antrieb tatsächlich schaltest, prüfe Ablauflogik und Störungen am digitalen Zwilling. Eine Testfall-ID macht den Nachweis später wiederauffindbar.

ID	Vorbedingung	Aktion im Simulator	Erwartung	Fiktives Ergebnis
T01	Grundstellung, gültige Signale	Start + Werkstück = 1	Hubanforderung startet, Zielposition 120 mm bis 5,0 s	119 mm nach 3,1 s: bestanden
T02	keine Werkstückmeldung	Start	kein Hub	A_Hub = 0: bestanden
T03	Achse im Zwischenzustand	Stoppwunsch	Hubanforderung aus, kein automatischer Wiederanlauf	A_Hub = 0: bestanden
T04	Bewegung simuliert	E_Unten und E_Oben gleichzeitig = 1	Störung, A_Hub = 0	Störung = 1: bestanden
T05	Start einer simulierten Fahrt	E_Oben bleibt aus	nach 5,0 s Störung und Bewegungsanforderung aus	Störung bei 5,0 s: bestanden
T06	Freigabekette unterbrochen	Start	keine Bewegung	A_Hub = 0: bestanden

Wichtig: Diese Ergebnisse sind Musterwerte der konstruierten Fallstudie, nicht gemessene Ergebnisse einer echten Maschine. Eine tatsächlich durchgeführte Prüfung muss ihre eigenen Istwerte, Zeitpunkte, Prüfpersonen und Messmittel nachtragen.

Messunsicherheit und Dokumentation

Eine Anzeige von 119 mm bei einer Messunsicherheit von ±1 mm ergibt einen Bereich von 118 bis 120 mm. Der gemessene Wert liegt damit im vereinbarten Fenster 118–122 mm; das Grenzwerturteil ist aber nur bei definierter Messregel und nachgewiesen passendem Messmittel zulässig. Bei einer Anzeige von 122 mm und ±1 mm würde der mögliche tatsächliche Wert 123 mm erreichen: nicht ohne weitere Prüfung als sicher bestanden werten. Dokumentiere immer Rohwert, Einheit, zulässigen Bereich, Messbedingungen und Unsicherheit; ersetze keine unbekannten Messbedingungen durch erfundene Genauigkeit.

Störungen diagnostizieren und kontrolliert korrigieren

Fehlerbaum am Beispielsensor

Eine Diagnose ist das systematische Eingrenzen einer Abweichung auf Basis reproduzierbarer Beobachtungen. Fiktiver Fehler F-07: Der Simulator meldet nach Start „obere Endlage nicht erreicht“. Beginne mit dem Vergleich T01 und T05: Ist eine Hubanforderung vorhanden? War der Werkstücksensor plausibel? Welche Endlagen sind aktiv? Läuft der 5-s-Wächter ab? Speichere zuerst die Protokollzeile, bevor du Modellwerte oder Softwareparameter änderst.

Beispielauswertung: Bei t = 0 s beginnt die simulierte Fahrt. Bei t = 3,0 s beträgt die angezeigte Position 120 mm, E_Oben bleibt dennoch 0. Bei t = 5,0 s wird die Störung ausgelöst. Diese Beobachtung stützt im Simulationsmodell die Hypothese „Signalzuordnung des oberen Sensors fehlerhaft“, beweist aber keinen Hardwaredefekt. Gegenprobe: Wird der virtuelle Eingang der richtigen Signaladresse zugeordnet, schaltet E_Oben bei Erreichen der Zielposition auf 1; T01 besteht wieder. Korrekturschritt, Verantwortlichkeit und Softwareversionsänderung werden im Fehlerprotokoll vermerkt.

Rückfallstrategie und Wiederholung

Rückfallstrategie heißt: bei unklarer Ursache oder fehlgeschlagenem Test nicht improvisieren, sondern die freigegebene Teststufe verlassen, den sicheren Zustand nach dem Modellkonzept herstellen und an die Aufsicht eskalieren. Eine Änderung benötigt neue Versionsnummer, Begründung und Wiederholung aller betroffenen Testfälle (mindestens T01, T04 und T05 bei Änderungen der Endlagenauswertung). Kritische Mängel erhalten den Status „offen“ und sperren die Übergabe.

Animation des Prinzips einer bürstenbehafteten Gleichstrommaschine (MichaelFrey, CC BY-SA 3.0). Sie erklärt nicht die genaue Bauart des fiktiven Hubantriebs.

Hörbeispiel: zeigt unterschiedliche Drehzahl-Geräusche eines Akkuschraubers (Maximilian Schönherr, CC BY-SA 4.0). Vergleiche hörbare Änderungen qualitativ, aber benutze Tonaufnahmen nicht als Ersatz für Messung, Schutzprüfung oder Fehlerfreigabe.

Videobeispiele (deutschsprachig, fremde Lehrbeiträge; keine amtlichen Prüfungsunterlagen):

SPS Tutorial: „SPS Schrittketten Programmierung lernen – FUP Ablaufsteuerung“ (veröffentlicht 19.03.2018). Übertrage die Methode auf eine sichere Simulation, nicht ungeprüft auf eine reale Maschine.

Christian Stöcker: „SPS-Programmierung #13: Ablaufsteuerungen“ (veröffentlicht 09.09.2021). Verknüpfe Zustandsdiagramme, Implementierung und Testprotokoll.

Inbetriebnahmeplan und Ausbildungsübergabe erstellen

Vollständiger Plan als Arbeitsprodukt

Das wichtigste Ergebnis ist kein einmaliger erfolgreicher Lauf, sondern ein reproduzierbarer Plan. Für jeden Prüfschritt gibt deine Planvorlage an: ID, Versionsstand, Freigabe-Gate, Testziel, Voraussetzungen, Verantwortliche, Messmittel oder Simulationsumgebung, sichere Ausgangslage, Prüfmethode, Sollwert und Toleranz, Abbruchkriterien, Ergebnisfeld und Nachweisablage. Ergänze eine Zeitplanung: Dokumentenprüfung 30 min, Sichtprüfung 20 min, Simulation 45 min, beaufsichtigte Mess- und Einzelfunktionstests 40 min, Störsimulation 30 min und Übergabe 25 min; insgesamt 190 min = 3 h 10 min als didaktischer Planwert ohne Warte- oder Nacharbeitszeiten.

Beispiel einer ausgefüllten Planzeile

Feld	Eintrag für Musterplan MHS-24, Version 1.0
Prüfschritt	T01, digitaler Hub von Grundstellung bis Ziel
Gate / Zuständigkeit	G2 bestanden; Simulationsverantwortliche dokumentiert
Vorbereitung	E_Unten = 1, E_Oben = 0, E_Werkstück = 1
Methode	Startimpuls im Simulator, Zeit und Weg auslesen
Soll	Position 118–122 mm, Fahrzeit höchstens 5,0 s
Ist	119 mm in 3,1 s, Modellprotokoll P-01
Urteil	bestanden unter den festgelegten Modellannahmen
Abbruch	widersprüchliche Endlagen, unklare Zustände oder fehlende Freigabe

Die ausführende Person zeichnet ihre echte Dokumentation erst nach der Durchführung ab. Der obige Eintrag illustriert nur einen fiktiven Ergebnisdatensatz.

Übergabegespräch und Mängelliste

Die Übergabe umfasst Kurzbeschreibung, Funktionsgrenzen, Bedienablauf im Training, Stopp- und Meldewege, Softwarestand, Prüfübersicht, offene Punkte und Rückfragen. Demonstriere der fiktiven Auftraggeberin den Normalablauf T01, einen verweigerten Start T02 und eine Störung T05 in der Simulation. Lasse sie danach in eigenen Worten erklären, wann kein Wiederanlauf erlaubt ist. Formuliere ausdrücklich: „Das Ausbildungsmodell ist innerhalb der beschriebenen Übungen dokumentiert; eine technische oder rechtliche Freigabe realer Anlagen ist nicht Gegenstand dieser Übergabe.“

Qualitätsprüfung des Plans

Eine zweite ausbildende Person führt einen „Papierdurchlauf“ aus: Lassen sich alle Voraussetzungen und Abbruchpunkte ohne Rückfragen finden? Sind 24 V, 2,0 A, 48 W, 120 mm, 40 mm/s, 3,0 s und 5,0 s widerspruchsfrei? Stimmen Signalbezeichnungen in Blockbild, I/O-Liste und Testprotokoll überein? Fehlen Prüfer, Zeitpunkt, Version oder Freigabe, wird die Zeile als nicht vollständig markiert und vor praktischer Durchführung ergänzt.

Interaktive Aufgaben

Quiz: Teste dein Wissen

Was gehört in einen nachprüfbaren Inbetriebnahmeplan? (Sollwert, Messmethode, Freigabe und Abbruchkriterium) (!Nur die geplante Fertigstellungszeit) (!Nur eine Liste der verwendeten Motoren) (!Eine pauschale Erklärung ohne Nachweise)

Begründete Rückmeldung: Ein Test ist erst vergleichbar, wenn Voraussetzungen, messbare Sollwerte, Verfahren und Abbruchregeln festgelegt sind.

Welche Unterlage regelt die Lernfelder der Berufsschule? (KMK-Rahmenlehrplan) (!Eine fiktive interne Bedienanweisung) (!Die Lizenz einer Bilddatei) (!Die frei gewählte Gerätefarbe)

Begründete Rückmeldung: Der KMK-Rahmenlehrplan beschreibt schulische Lernfelder; die betriebliche Ausbildung wird durch die Ausbildungsordnung des Bundes geregelt.

Wie lang dauert ein idealisierter Hub von 120 mm bei 40 mm pro Sekunde? (3 Sekunden) (!30 Sekunden) (!0,3 Sekunden) (!300 Sekunden)

Begründete Rückmeldung: Der Quotient aus Weg und Geschwindigkeit ist 120 mm geteilt durch 40 mm pro Sekunde und damit 3 Sekunden, ohne Beschleunigungsanteile.

Welche Leistung ergibt sich rechnerisch aus 24 V und 2 A? (48 Watt) (!12 Watt) (!26 Watt) (!240 Watt)

Begründete Rückmeldung: Für die elektrische Eingangsleistung gilt P gleich U mal I; 24 mal 2 ergibt 48 Watt.

Wie reagiert das fiktive Modell auf zwei gleichzeitig aktive entgegengesetzte Endlagen? (Störung melden und Bewegungsanforderung zurücknehmen) (!Sofort die Geschwindigkeit verdoppeln) (!Den Fehler ohne Protokoll löschen) (!Ohne Prüfung in den Automatiklauf wechseln)

Begründete Rückmeldung: Gleichzeitig aktive, unvereinbare Endlagen deuten in diesem Modell auf unplausible Signale; Weiterfahren wäre fachlich nicht begründet.

Was geschieht nach einem negativen Freigabe-Gate? (Nächste Teststufe sperren und Abweichung klären) (!Sofort alle Parameter verändern) (!Ergebnis als bestanden markieren) (!Messwert im Protokoll löschen)

Begründete Rückmeldung: Das Gate begrenzt die erlaubte Folgehandlung. Erst eine dokumentierte Klärung kann eine erneute Prüfung ermöglichen.

Was ist beim Wert 122 mm mit einer Unsicherheit von plus minus 1 mm sinnvoll? (Grenzwertentscheidung zurückstellen und Messregel prüfen) (!Unbedingt bestanden eintragen) (!Auf 120 mm abrunden) (!Messunsicherheit ignorieren)

Begründete Rückmeldung: Der mögliche Wertebereich reicht bis 123 mm und liegt damit teilweise außerhalb des vereinbarten Fensters bis 122 mm.

Was beschreibt eine I/O-Liste? (Zuordnung von Ein- und Ausgangssignalen) (!Nur die Personalplanung) (!Nur das Gewicht der Mechanik) (!Ausschließlich Bildlizenzen)

Begründete Rückmeldung: Die Liste verbindet Signalnamen und Funktionen und erlaubt Abgleiche zwischen Steuerung, Testfällen und Dokumentation.

Was prüft der simulierte Test T05? (Zeitüberschreitung bei fehlender oberer Endlagenmeldung) (!Nur die Farbe des Werkstücks) (!Nur die Netzwerkgeschwindigkeit des Büros) (!Nur die Verpackung des Modells)

Begründete Rückmeldung: Wenn die erwartete Endlage ausbleibt, muss die Testlogik nach dem festgelegten Zeitfenster eine Störung erzeugen.

Was ist vor der Ausbildungsübergabe erforderlich? (Vollständige Nachweise und keine offenen kritischen Mängel) (!Nur ein mündliches Lob) (!Nur ein Foto der Maschine) (!Nur die Angabe der Gesamtstunden)

Begründete Rückmeldung: Eine nachvollziehbare Übergabe benötigt Ergebnisse, Versionen, Grenzen, offene Punkte und Einweisung; sie ersetzt keine Rechtsfreigabe.

Memory

Ordne die Fachbegriffe ihren jeweils passenden Beschreibungen zu.

Gate	Dokumentierter Kontrollpunkt vor der nächsten Prüfstufe
Sollwert	Vor der Prüfung festgelegte Zielgröße
Istwert	Tatsächlich beobachteter oder simulierter Wert
Testfall	Wiederholbar beschriebene Prüfung einer Anforderung
Rückfallstrategie	Geordnetes Vorgehen bei Abbruch oder Störung
Version	Kennzeichen des dokumentierten Änderungsstands

Drag and Drop

Ordne jedem Element seine Funktion im Inbetriebnahmeplan zu.

Passender Fachbegriff	Beschreibung der Aufgabe
Sichtprüfung	Erkennbare Beschädigungen und fehlende Abdeckungen feststellen
Signalsimulation	Erwartete Eingangswechsel ohne Bewegung nachstellen
Funktionsprüfung	Festgelegte Reaktion einer Teilfunktion mit Sollwert vergleichen
Fehlerprotokoll	Abweichung mit Zeitpunkt, Hypothese und Gegenprüfung dokumentieren
Übergabe	Testnachweise und Bediengrenzen verständlich erläutern

Kreuzworträtsel

Trage die sechs Fachwörter anhand der Hinweise ein.

Freigabe	Dokumentierte Erlaubnis, einen nächsten Testschritt zu beginnen
Messwert	Erfasster Zahlenwert mit zugehöriger Einheit
Checkliste	Geordnete Prüfliste mit Abhakfeldern
Grenzwert	Zulässige obere oder untere Grenze einer Größe
Diagnose	Systematische Analyse eines beobachteten Fehlers
Protokoll	Schriftlicher Nachweis über Ablauf und Ergebnisse

LearningApps

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Eigenständiger Lückentext

Vor dem ersten Prüfschritt erfolgt die dokumentierte

.

Die schulischen Lernfelder stehen im

.

Für betriebliche Mindestinhalte gilt die

.

Eine nachvollziehbare Freigabeschwelle heißt im Modell

.

Die Nennspannung des fiktiven Tischmodells beträgt

Volt.

Der vereinbarte Hubweg beträgt

Millimeter.

Bei vierzig Millimetern je Sekunde dauert die idealisierte Fahrt

Sekunden.

Bei ausbleibender Endlage wird nach fünf Sekunden eine

ausgegeben.

Der Vergleich zwischen geplantem und erfasstem Zustand heißt

.

Jede Softwarekorrektur erhält einen neuen

.

Die dokumentierte Einweisung gehört zur

.

Ein offener kritischer Mangel verhindert die

.

Offene Aufgaben

Leicht

Systemgrenze: Skizziere die MHS-24 in einem eigenen Blockbild und trenne Modell, Netzteil und betriebliche Aufsicht; liefere eine beschriftete Grafik mit sechs Komponenten.
Anforderung: Formuliere vier überprüfbare Akzeptanzkriterien aus dem Fall mit je Sollwert, Einheit und zulässiger Abweichung.
Checkliste: Verfasse zehn Sichtprüfpunkte für die spannungsfreie, durch eine Fachkraft betreute Modellkontrolle einschließlich Abbruchgründen.
Signalliste: Erstelle eine I/O-Tabelle mit allen sieben benannten Signalen, ihrer Funktion und erwarteten Zuständen.

Standard

Testfall: Plane die sechs Testfälle T01 bis T06 als vollständige Soll-Ist-Matrix und kennzeichne alle ausschließlich simulierten Ergebnisse.
Messunsicherheit: Beurteile die Messwerte 119 mm und 122 mm bei einer angenommenen Unsicherheit von ±1 mm und erläutere mögliche Grenzentscheidungen.
Ablaufplan: Zeichne ein Zustandsdiagramm mit Start, Warten, Hub, Ziel, Stopp und Störung; markiere die Bedingungen für jede Transition.
Fehleranalyse: Erstelle einen Fehlerbaum zur Störung F-07 und entwickle drei sichere Gegenprüfungen im Simulator mit dokumentierter Versionsänderung.

Schwer

Inbetriebnahmeplanung: Entwirf einen vollständigen Gate-Plan G0 bis G6 mit Prüfmethode, Nachweis, Zuständigkeit, Kriterien und gesperrten Folgeaktionen.
Risikoanalyse: Vergleiche modellhaften Stopp-Wunsch und eine geprüfte Sicherheitsfunktion und schreibe eine Risiko-Kommunikation für Lernende ohne irreführende Freigabeversprechen.
Qualitätsaudit: Führe im Rollenspiel mit zwei Personen ein unabhängiges Dokumentenaudit durch; finde absichtlich eingebaute Versionierungsfehler, dokumentiere Fundstellen und Korrekturen.
Kundenübergabe: Erstelle eine achtminütige fiktive Übergabepräsentation mit Modellgrenzen, T01/T05-Simulation, Fehlerlog, Dokumentenindex und Verständnisprüfung.

Lernkontrolle

Inbetriebnahme: Erkläre den Unterschied zwischen einer simulierten Funktionsprüfung, einer beaufsichtigten Modellerprobung und einer technischen Freigabe einer realen Anlage anhand je eines Beispiels.
Arbeitsplanung: Prüfe eine Planzeile ohne Datum, Messmittelangabe und Freigabe; benenne die Konsequenzen und ergänze fehlende Angaben.
Elektrische Leistung: Berechne aus 24 V und 2,0 A die elektrische Eingangsleistung und die Energie für genau 3,0 s Volllast; erläutere die Grenzen der Annahme.
Prozessdiagnose: Analysiere den Fall „Position 120 mm, Endlagensignal bleibt 0“ und leite eine begründete Reihenfolge reiner Simulationstests ab.
Qualitätssicherung: Entwirf eine Entscheidungsmatrix für die Werte 119 mm, 122 mm und 123 mm bei Toleranz 118–122 mm und bespreche den Einfluss von ±1 mm Unsicherheit.
Ausbildungsordnung: Ordne Planungs-, Prüf- und Übergabekompetenzen den unterschiedlichen amtlichen Ordnungsmitteln zu und begründe die Wahl anhand der Quellen.
Kundenkommunikation: Formuliere eine sachliche Übergabe bei noch offenem kritischem Mangel und beschreibe, weshalb „bestanden“ dann nicht zulässig ist.

Lernnachweis

Dein Lernportfolio enthält: eine signierte Planversion mit Systemgrenze und I/O-Liste; eine Risiko- und Gate-Matrix mit Verantwortlichkeiten; einen Mess- und Testplan mit sechs überprüfbaren Testfällen; zwei dokumentierte Rechenwege mit Einheiten; ein Störungsprotokoll mit Hypothese und Gegenprüfung; eine Änderungshistorie; und eine Übergabeunterlage samt Reflexion der Geltungsgrenzen. Beurteilt werden technische Nachvollziehbarkeit, vollständige Felder, plausible Messwerte, begründete Abbruchentscheidungen, systematische Diagnose und verständliche Kommunikation. Keine realen Schülerdaten, Firmengeheimnisse oder externen Herstellerfreigaben verwenden.

OER und Wikipedia

Amtliche Quellen und Stand:

KMK: Rahmenlehrplan Mechatroniker/Mechatronikerin, Fassung 23.02.2018, insbesondere Lernfelder 11 bis 13 (amtlicher Lehrplan; Berufsschule).
MechatronikerAusbV § 3, Bekanntmachungsfassung 28.06.2018 sowie Anlage 1: Ausbildungsrahmenplan (Bundes-Ausbildungsordnung; Betrieb).
Speicherprogrammierbare Steuerung und Ablaufsteuerung als ergänzende allgemeine Orientierung; sie ersetzen keine amtlichen Ausbildungsunterlagen.

Verifizierte Wikimedia-Commons-Medien: Alle folgenden Dateinamen, Urheber- und Lizenzangaben beziehen sich auf die jeweils verlinkte Datei-Beschreibungsseite. Die Dateien stammen nicht aus dem fiktiven Schulungsprojekt. Auf die Urheber sowie verlinkte Lizenzbedingungen wird ausdrücklich hingewiesen.

Eingebundene Datei	Dateinachweis	Urheber	Lizenznachweis
File:PLC Block Diagram.jpg	Commons-Dateiseite	ProVision	CC BY-SA 4.0
File:Emergency Stop Button (3225255407).jpg	Commons-Dateiseite	Tim Regan	CC BY 2.0
File:Limit Switches.JPG	Commons-Dateiseite	Mixabest	CC BY-SA 3.0
File:Programmable logic controller.jpg	Commons-Dateiseite	Bisgaard	CC BY-SA 3.0
File:Animation einer Gleichstrommaschine (Variante).gif	Commons-Dateiseite	MichaelFrey	CC BY-SA 3.0
File:Akkuschrauber – Cordless Screwdriver.ogg	Commons-Dateiseite	Maximilian Schönherr	CC BY-SA 4.0

Videoquellen: SPS Tutorial: Schrittketten in FUP, veröffentlicht 19.03.2018 und Christian Stöcker: SPS-Programmierung #13 Ablaufsteuerungen, veröffentlicht 09.09.2021. Dies sind extern gehostete Lehrvideos; aus dem öffentlichen Ansehen folgt keine freie Nachnutzungslizenz für eine Kopie. Es werden nur die Originalvideos eingebettet, keine fremden Videodateien vervielfältigt. Recherchestand: 21.10.2026.

Enzyklopädischer Einstieg zur SPS (deutsch):