Lackier- und Förderanlagen Ehingen – Reibradförderung und Rücklaufzustände modellieren

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Lackier- und Förderanlagen Ehingen – Reibradförderung und Rücklaufzustände modellieren

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Einleitung

Du modellierst eine vereinfachte, nachvollziehbar überprüfbare Zustandsfolge für einen belegten Warenträger, eine freie Folgestation und den freigegebenen Rücklauf. Im Mittelpunkt stehen Reibradförderung, Seilzug-Rücklauf, Positionssignale, eindeutige Übergänge und das Verhalten bei fehlenden Bestätigungen. Zielgruppe sind Auszubildende im dritten Ausbildungsjahr der Berufe Mechatroniker, Elektroniker für Betriebstechnik und Industriemechaniker. Die Zuordnung zum Ausbildungsjahr ist eine redaktionelle Empfehlung und mit Betrieb und Berufsschule abzustimmen.

Wichtige Grenze: Dieses Lernangebot ist eine ergänzende, ausdrücklich vereinfachte Lehrsimulation. Es ist weder ein offizieller Liebherr-Lehrgang noch eine Betriebsanweisung, Bedienfreigabe oder sicherheitstechnische Abnahme. Alle im Modell verwendeten Geschwindigkeiten, Wege, Zeiten, Sensorbezeichnungen und Steuerungsvariablen sind synthetische Lehrangaben. Aussagen zu konkreten Sicherheitsfunktionen, Ex-Zonen, Rezepturen oder tatsächlicher SPS-Programmierung der Anlagen werden nicht abgeleitet. Reale Maschinenarbeiten ausschließlich nach betrieblicher Unterweisung und unter qualifizierter Anleitung.

Lernziele: Du unterscheidest belegte und leere Warenträger, begründest Transportfreigaben mit überprüften Bedingungen, entwirfst eine Zustands-/Übergangstabelle, prüfst widersprüchliche und ausbleibende Rückmeldungen, rechnest modellhafte Fahrzeiten und dokumentierst die Modellgrenzen. Quellenstand zur beschriebenen Vollert-Installation: 03.05.2021. Die ältere WAGNER-Referenz betrifft eine andere, seit Oktober 2016 betriebene Installation. Keine der Quellen belegt eine gemeinsame durchgängige Linie beider Projekte.

Anlagenkontext und Funktionsprinzip

Zwei getrennte belegte Installationen

Die Primärquellen beschreiben zwei sachlich getrennte Vorhaben am Standort Ehingen. Halte diese Nachweisgrenze in jeder Skizze, Quellenangabe und Präsentation sichtbar. Die nachfolgende Tabelle stellt nur publizierte Eckdaten gegenüber.

Nachweis	Dokumentierte Installation	Belegte Merkmale	Schluss für diesen Kurs
WAGNER-Referenz, Betrieb seit Oktober 2016	Nasslackstrecke für große Kranbauteile; Projektierung, Lieferung, Montage und Inbetriebsetzung durch Thüma	Vier Lackierkabinen; zentrale Container-Farbversorgung; mehr als 2.000 m Leitungen, 35 Pumpen und fünf Misch-/Dosieranlagen laut WAGNER	Kontext für Lackierprozesse, nicht der Nachweis für den hier modellierten Reibrad-/Seilzug-Rücklauf
Vollert-Bericht vom 03.05.2021	Neue Ballast-Lackieranlage für Kranballastteile	Fest installierte Reibräder für individuellen Vorschub; paralleler Rücklauf leerer Warenträger per Seilzug; 25 Warenträger insgesamt; bis zu acht gleichzeitig im Rücklauf	Sachlicher Bezug der Zustandsmodellierung; reale Sensorlisten und Freigabelogik werden nicht offengelegt

Quellen: WAGNER: Liebherr – Nasslackbeschichtung von Kranen und Vollert: Mühelose Ballast-Beschichtung bei Liebherr (03.05.2021). Beiden Anlagendarstellungen dürfen keine gemeinsamen SPS-Betriebsdaten unterstellt werden.

Förderweg des belegten und leeren Warenträgers

Im Vollert-Bericht übernimmt ein Beladekran die Ballastelemente am Eingang. Pro Warenträger können mehrere Elemente mit zusammen bis zu 20 Tonnen hängend befördert werden. Stationäre Reibräder bewirken auf dem beschriebenen Förderweg den Vorschub, während eine parallel angeordnete Seilzugstrecke die leeren Warenträger zum Ausgangspunkt zurückführt. Insgesamt sind 25 Warenträger im Umlauf; für den parallelen Rücktransport sind bis zu acht genannt. Der Bericht erwähnt zudem ein Entladen im 30-Minuten-Takt. Diese veröffentlichten Zahlen sind Quellenangaben, keine Freigabe zur Nachbildung von Auslegung und Fahrparametern.

Quellengestützte Funktionsidee	Vereinfachte Lehrdarstellung
Beladen und hängend weiterfördern	Startposition mit belegtem Warenträger → Prüfstation → Folgestation
Fest installierte Reibräder	Nur im angenommenen Modell: „Antrieb vorwärts“ als logische Ausgangsgröße
Entladen	Werkstück abgegeben → Warenträger als „leer“ markiert, erst nach bestätigtem Vorgang
Rücklauf per Seilzug	Getrennte Rücklauf-Freigabe → Rückfahrt → bestätigte Startposition

Eigene schematische Lehrskizze (kein Lageplan): A: beladener Träger bereit → B: freie Folgestation bestätigt → C: Fahrbefehl unter Bedingungen → D: Zielposition bestätigt → E: Entladen bestätigt → F: Rücklauf frei → G: Startposition des leeren Trägers bestätigt → erneute Beladefreigabe.

Abbildung: allgemeines Prinzip einer kraftschlüssigen Reibübertragung; das gezeigte Reibradgetriebe ist nicht der nachgewiesene Aufbau bei Liebherr. Urheber: KCVelaga nach WolfgangS, CC BY-SA 4.0, Wikimedia Commons.

Weitere technische Fotos und Beschreibungen sind im Vollert-Originalbericht einsehbar. Die Herstellerfotos werden hier aus Rechtevorsicht verlinkt und nicht übernommen.

Reibrad, Kontakt, Schlupf und Abgrenzung

Ein Reibradantrieb überträgt Vorschubkräfte über den Kontakt zwischen Antriebsrad und mitgenommener Fläche. Für eine reine Modellrechnung können Drehzahl und theoretische Umfangsgeschwindigkeit miteinander verglichen werden: v = π · d · n / 60, wenn d in Metern und n in Umdrehungen pro Minute angegeben wird. Bei d = 0,20 m und n = 30 min⁻¹ ergibt sich eine theoretische Umfangsgeschwindigkeit von ungefähr 0,314 m/s. Lehrwert: Daraus folgt keine tatsächliche Geschwindigkeit einer Ehingen-Anlage. Schlupf, Radbelastung, Reibwert, Verformung und Steuerung beeinflussen reale Transporte.

Eine Seilzug-Rücklaufstrecke ist funktional zu unterscheiden: Sie befördert die im beschriebenen Projekt leeren Träger zurück; für sie darf man nicht einfach denselben Antriebsbefehl oder dieselbe Positionslogik wie für den Vortransport annehmen. Ein belegter Warenträger darf im Lehrmodell erst nach bestätigter Entladung zum leeren Rücklaufträger werden.

Signale, Zustände und Übergänge modellieren

Abstrakte Eingänge und Ausgänge

Wähle eindeutige boolesche Namen. „1“ bedeutet beim nachfolgenden Lehrmodell jeweils eine als gültig angenommene Bestätigung, nicht die elektrische Verdrahtung realer Sensoren. Ein „0“ bei „Ziel bestätigt“ bedeutet nicht nachgewiesen; es ist kein Beweis, dass die Strecke frei sei.

Kürzel	Bedeutung im Lehrmodell	Zweck
B	Warenträger an Startposition als belegt bestätigt	Unterscheidung beladener/leer zurückkehrender Träger
F	Folgestation ist als frei bestätigt	Kollision im Modell vermeiden
G	Simulierte Transportfreigabe ist aktiv	Nur eine zusätzliche logische Bedingung; keine reale Sicherheitsfreigabe
P	Ankunft/Position an Folgestation bestätigt	Ende des modellhaften Vortransports
E	Entladung als vollständig bestätigt	Wechsel von belegt zu leer erlauben
R	Rücklaufstrecke als frei bestätigt	Erlaubt Anfrage für den leeren Rücklauf
H	Leerträger wieder an Startposition bestätigt	Schließt Modellumlauf ab
X	Simulierte Störung oder unplausible Signalfolge erkannt	Wechsel in Haltzustand, Antriebe aus

Ausgänge: AV = theoretischer Vortransport-Antrieb, AR = theoretischer Rücktransport-Antrieb, M = Störmeldung. Im Zustand HALT sind AV und AR stets 0. Kein Signalkürzel bezeichnet eine reale Liebherr-/Vollert-SPS-Adresse.

Beispielfoto eines optischen Sensors (nicht Ehingen); Honmingjun, CC BY-SA 3.0, Wikimedia Commons. Ein Foto beweist weder die verbaute Sensortechnik noch deren Sicherheitsklassifizierung.

Allgemeines Schema eines induktiven Sensors (nicht Ehingen); MatthiasDD, gemeinfrei, Wikimedia Commons.

Zustandsfolge und Übergangstabelle

Ein Zustandsautomat beschreibt nicht nur Aktionen, sondern legt fest, wann ein Schritt verlassen werden darf. Das Lehrmodell besitzt die Zustände Z0 bis Z7 sowie ZH als Halt. Eine Bedingung ist nur dann erfüllt, wenn ihr zugehöriges Signal tatsächlich im Modell als bestätigt vorliegt.

Zustand	Aktion / Ausgang	Regulärer Übergang	Andernfalls
Z0: Belegter Träger bereit	AV = 0; AR = 0	Bei B = 1 und G = 1 → Z1	Warten; bei X = 1 → ZH
Z1: Folgestation prüfen	Beide Antriebe aus	Bei F = 1 und G = 1 → Z2	Warten; bei widersprüchlichen Signalen → ZH
Z2: Vortransport	AV = 1 nur bei G = 1, F = 1 und X = 0	Bei bestätigtem P = 1 → Z3, AV = 0	Bei fehlender Positionsbestätigung nach Überwachungsgrenze oder X = 1 → ZH
Z3: Am Ziel warten	AV = 0	Bei P = 1 → Z4	Kein Entladen ohne gültige Position; sonst ZH nach Diagnose
Z4: Entladung prüfen	AV = 0; AR = 0	Bei E = 1 und bestätigtem Leerzustand → Z5	Warten/Fehlermeldung, niemals belegten Rücklauf voraussetzen
Z5: Rücklauf prüfen	Antriebe aus	Bei R = 1 und G = 1 → Z6	Warten; bei Störung → ZH
Z6: Leerrücklauf	AR = 1 nur bei R = 1, G = 1 und X = 0	Bei H = 1 → Z7, AR = 0	Bei fehlender Startpositionsbestätigung nach Überwachungsgrenze → ZH
Z7: Leerträger an Start	AR = 0; Bereitmeldung	Nach erneut bestätigter Beladung B = 1 → Z0	Warten
ZH: Sicherer Modellhalt	AV = 0; AR = 0; M = 1	Nur nach Diagnose, fachlich definiertem Reset und neuer Bestätigungsprüfung zurück in einen Startzustand	Kein automatischer Wiederanlauf

Wichtig: „Sicherer Modellhalt“ heißt ausschließlich, dass die Modell-Ausgänge abgeschaltet bleiben. Der Begriff ist keine Aussage über funktionale Sicherheit, Bremswege, lasttragende Einrichtungen oder die reale Sicherheitskategorie einer Maschine.

Anschauliche Fremdgrafik zu Zuständen und Übergängen, nicht der Ehingen-Ablauf; MicroBeaut, CC BY-SA 4.0, Wikimedia Commons.

Logische Verriegelung und Widerspruchstest

Eine vereinfachte Modellgleichung lautet: AV = (Z2 aktiv) UND G UND F UND NICHT X. Für AR gilt: AR = (Z6 aktiv) UND G UND R UND NICHT X. Ergänzend fordert die Simulationsinvariante: niemals AV = 1 und AR = 1 für denselben Warenträger. Bei fehlender Positionsbestätigung bleibt die Annahme einer abgeschlossenen Fahrt verboten.

Ein Widerspruch wäre beispielsweise P = 1 noch bevor ein zuvor eindeutig gestarteter Vortransport stattgefunden hat, oder E = 1 während der Träger weiterhin als belegt bestätigt ist. Ein plausibles Modell protokolliert den Widerspruch mit Zeitstempel, sperrt die nächste Freigabe und fordert eine sachkundige Ursachenprüfung.

Zeit, Takt und Fehlermodell

Fahrzeit rechnen, Überwachung begründen

Alle Zahlen dieses Abschnitts sind frei gewählte Lehrwerte und keine Herstellerparameter. Für den modellhaften Vortransport seien Strecke s = 12 m und mittlere Geschwindigkeit v = 0,20 m/s angenommen. Die ideale Fahrzeit ist t = s / v = 12 m / 0,20 m/s = 60 s. Eine ausschließlich didaktische Überwachungsgrenze mit 25 Prozent Rechenaufschlag wäre 60 s · 1,25 = 75 s. Dieser Aufschlag ist keine zulässige reale Schutz- oder Abschaltzeit. Bei 75 s ohne P wechselt unser vereinfachtes Modell aus Z2 nach ZH.

Für den leeren Rücklauf seien 18 m und 0,15 m/s gegeben. Damit ergibt sich 18 / 0,15 = 120 s. Der Gesamtfahrzeit-Anteil dieser beiden Strecken beträgt modellhaft 180 s; Beladen, Entladen, Bearbeiten und Wartezeiten fehlen noch. Ein dokumentierter 30-Minuten-Takt der Vollert-Entladung darf daher weder aus den Lehrwerten abgeleitet noch mit der Mindestumlaufzeit eines einzelnen Trägers gleichgesetzt werden.

Lehrgröße	Vortransport	Rücklauf
Strecke	12 m	18 m
Angenommene mittlere Geschwindigkeit	0,20 m/s	0,15 m/s
Ideale reine Fahrzeit	60 s	120 s
Didaktische Überwachung	75 s ohne P führt zu ZH	Überwachungsgrenze nur nach einer eigens dokumentierten Lehrannahme; keine Realvorgabe

Beispielfoto einer SPS, keine Angabe zu der in Ehingen verwendeten Steuerung; Palatinatian, CC BY 3.0, Wikimedia Commons.

Fehlerfälle als Ereignisspuren

Eine Ereignisspur notiert für jeden Schritt Zustand, gültige Signale, Ausgänge und Grund für den Zustandswechsel. Setze ein Signal nie stillschweigend auf „bestätigt“, weil eine Fahrt „eigentlich schon fertig“ sein müsste.

Simulierter Fall	Beobachtung	Erwartete Lehrmodell-Reaktion
Normalfahrt	B, G und F bestätigt; nach Vorfahrt P bestätigt	AV aus; Übergang zur Entladeprüfung
Folgestation belegt	F = 0	In Z1 warten; kein Vortransport
Positionsbestätigung fehlt	P bleibt bis zur Modell-Überwachungsgrenze 0	AV aus, ZH und Meldung „Position nicht bestätigt“
Rücklauf nicht freigegeben	R = 0	Z5 hält AR = 0
Entladung unbestätigt	E = 0	Z4 darf keinen Leerrücklauf beginnen
Unplausible Sensoren	P = 1 bei ruhendem, noch nicht gestarteten Vorgang	Diagnose/Halt statt unbegründeter Freigabe

Die Fehlersuche beginnt mit der Frage, welcher Nachweis fehlt, nicht mit dem Versuch, einen fehlenden Sensorwert zu überbrücken. Typische Denkfehler sind die Gleichsetzung von „Signal 0“ mit „Bereich frei“, das Auslösen eines Transports nur nach Zeitablauf, das Übernehmen von Sensoren aus einer nicht dokumentierten anderen Anlage und automatisches Wiederanlaufen nach Quittierung.

Prozesslogik ist keine reale Sicherheitsfunktion

Bei realen Kran-, Hebe-, Lackier- und Förderanlagen müssen Schutzmaßnahmen, tragende Bauteile, Verriegelungen, Not-Halt-Konzepte, sichere Zustände und Wiederanlaufschutz durch verantwortliche Fachpersonen anlagenspezifisch beurteilt werden. Das Lehrmodell beschreibt nur einen gewünschten logischen Fehlerzustand. Es ist weder ein nachgewiesener sicherer Halt im maschinenrechtlichen Sinn noch ein Beweis für eine geeignete sicherheitsgerichtete Steuerung. Verwende niemals diese Tabelle zum Parametrieren einer realen Anlage.

Allgemeines Foto eines Not-Halt-Betätigungselements, nicht Ehingen; Cjp24, CC BY-SA 3.0, Wikimedia Commons. Eine bildliche Ähnlichkeit ersetzt keine Sicherheitsprüfung.

Berufstypischer Modellfall: Umlauf ohne unbegründeten Weitertransport

Arbeitsauftrag und synthetische Daten

Ausdrücklich fiktiver Lernauftrag: In einer Unterrichtssimulation „Ehingen-L“ soll genau ein Warenträger von Start A zur freien Folgestation B fahren, dort im Modell entladen und anschließend leer über einen unabhängigen Rücklauf nach A gelangen. Das ist keine Nachbildung der echten Steuerung. Stelle eine Signalliste und Zustandsübergänge auf, prüfe drei Testläufe, berechne eine ideale Fahrzeit, formuliere eine sichere Lehrmodell-Reaktion bei fehlendem P und dokumentiere die Anforderungen an einen kontrollierten Neustart.

Lehrdaten: Vorfahrt 12 m bei 0,20 m/s; Rücklauf 18 m bei 0,15 m/s; ausschließlich didaktische Vorfahrt-Zeitgrenze 75 s. Ausgangslage: B = 1, F = 1, G = 1, P = 0, E = 0, R = 1, H = 0, X = 0. Die Rücklaufstrecke ist erst relevant, wenn die Entladung bestätigt und der Warenträger als leer belegt ist.

Drei Simulationen: Lauf A: Nach 60 s ist P = 1; E wird anschließend bei stillstehenden Antrieben 1, H später am Rücklaufende 1. Lauf B: P bleibt bei 75 s = 0. Lauf C: P und E werden regulär bestätigt, aber R wird vor Rücklaufstart 0. Notiere je Lauf die Ausgänge AV und AR und den Endzustand.

Vollständige Musterlösung

1. Signale prüfen: B bestätigt einen belegten Startträger, F die freie Folgestation und G eine modellhafte Freigabe. Deshalb Z0 → Z1 → Z2. In Z2 darf nur AV aktiv sein. Der Rücklaufantrieb AR bleibt 0. P = 0 rechtfertigt vor Erreichen der Lehr-Überwachungsgrenze noch keinen Abschluss der Fahrt.

2. Lauf A: Bei 60 s meldet P = 1 die Zielposition. Sofort AV = 0; Z2 → Z3 → Z4. Erst nach E = 1 und der getrennt bestätigten Leereigenschaft geht das Modell nach Z5. Weil R = 1 und G = 1, folgt Z6 mit AR = 1. Bei H = 1: AR = 0, Z7. Ergebnis: Startposition des Leerträgers bestätigt; neue Beladung nur nach erneuter Prüfung.

3. Lauf B: Bei t = 75 s ist P weiterhin 0. Folge: Z2 → ZH, AV = 0, AR = 0, M = 1. Keine Annahme einer freien Zielstation und kein erzwungener Übergang nach Z3. Ein Neustart verlangt erst eine ermittelte Ursache, tatsächliche Bestätigung der Positionen und ein qualifiziert festgelegtes Reset-Verfahren; kein automatischer Fortlauf.

4. Lauf C: Bis zur bestätigten Entladung wie Lauf A. In Z5 ist R = 0. Deshalb kein Übergang nach Z6, AR = 0; Z5 wartet auf eine ausdrücklich neue Rücklauffreigabe oder wechselt bei erkannter Störung nach ZH. Insbesondere löst E = 1 allein keine Rückfahrt aus.

5. Rechenweg: Vorfahrt 12 / 0,20 = 60 s. Didaktischer Zuschlag: 60 · 0,25 = 15 s, somit Modellgrenze 75 s. Leerrücklauf 18 / 0,15 = 120 s. Reine Fahrzeitsumme im Normalfall 60 + 120 = 180 s. Daraus folgt keine reale Taktzeit; Auf- und Abhängen, Bearbeitung, Stationskapazität und Sperrzeiten sind nicht eingerechnet.

6. Invarianten: Kein AV ohne Zustand Z2 und gültige F-/G-Signale. Kein AR ohne Zustand Z6, bestätigte Entladung und Rücklauffreigabe. Nie AV und AR gleichzeitig für diesen Träger. Bei ZH beide Antriebe aus. Nach Reset nie ohne neue Positions-/Freigabeprüfung starten.

Bewertungskriterium für den Modellfall	Punkte	Erwarteter Nachweis
Quellengrenze und ausdrücklich synthetische Daten	10	2016/2021 getrennt; keine Betriebsfreigabe behauptet
Saubere Ein-/Ausgangsliste	15	Belegt, frei, Ziel, entladen, Rücklauf und Fehler eindeutig
Zustands- und Übergangstabelle	25	Z0 bis Z7 sowie ZH; Bedingungen vollständig
Fehlerlauf B ohne Positionsbestätigung	15	Modellhalt statt ungerechtfertigtem Weitertransport
Rücklaufsperre in Lauf C	10	AR bleibt aus bei R = 0
Rechenweg mit Einheiten	10	60 s, 75 s, 120 s, 180 s richtig interpretiert
Dokumentation von Grenzen und Wiederanlauf	15	Kein Automatikwiederanlauf; reale Sicherheit offen
Gesamt	100	Kompetenznachweis

Simulation, Kommunikation und Kontrolle

Digitaler und analoger Versuchsaufbau ohne Maschinenzugriff

Baue die Zustandsfolge auf Papierkarten, als Tabellenkalkulation oder in einer offline laufenden SPS-Lernsimulation nach. Kennzeichne jede Eingangsumstellung mit einer Ereignisnummer. Die Darstellung darf keine Verbindung zu realen Steuerungen besitzen. Lasse eine zweite Person die Rolle der Prüfperson übernehmen: Sie darf bei fehlendem P den Zustandswechsel verweigern und muss begründen, warum.

Lehrdiagramm der Ablaufspur: Z0 (belegt) → Z1 (F prüfen) → Z2 (AV nur mit Bedingungen) → Z3 (P bestätigt) → Z4 (E bestätigt) → Z5 (R prüfen) → Z6 (AR nur mit Bedingungen) → Z7 (H bestätigt). Von Z2/Z6 führt eine fehlende notwendige Bestätigung nach der Lehrmodell-Überwachung zum ZH; von jeder Station kann eine erkannte Störung in ZH münden.

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Geprüftes Grundlagenvideo „SPS Grundlagen Schrittkette“ von Herr Schell erklärt (25.01.2021). Es erklärt Schrittketten allgemein und zeigt keine nachgewiesene Ehingen-Installation. Urheberrechte beim Kanal; keine freie Wiederveröffentlichung zugesichert.

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Geprüftes Lehrvideo „SPS-Programmierung #13: Ablaufsteuerungen“ von Christian Stöcker (09.09.2021), mit UML-Entwurf und Ablaufsteuerung. Fachliche Illustration ohne Bezug zu einer realen Liebherr-SPS. Urheberrechte beim Kanal; nur Verlinkung/Plattformeinbettung.

Testprotokoll und Übergabe

Pro Testfall protokollierst du: Zeitpunkt, Ausgangszustand, Eingänge B/F/G/P/E/R/H/X, geplanter Folgezustand, Antriebe AV/AR, erwartetes Ergebnis, tatsächliches Simulationsergebnis und Begründung. Eine Freigabe des Unterrichtsmodells ist an die Unterschrift oder Kennzeichnung einer zweiten prüfenden Person gebunden; sie ist ausdrücklich keine Betriebsfreigabe.

Prüfnachweis	Normal	Blockierte Folgestation	Positionsmeldung fehlt	Rücklauf gesperrt
Eingangskombination erklärt	B/F/G gültig	F = 0	P bei Modellgrenze = 0	R = 0
Erwartetes Antriebssignal	Nur passender Zustandsantrieb	AV = 0	AV = 0 im ZH	AR = 0
Begründung	Bestätigte Übergänge	Kein belegter Platz darf neu befahren werden	Ziel nicht nachgewiesen	Kein Rücklauf ohne Freigabe

Gute Dokumentation trennt Quellenfakten, Lehrannahmen, Simulationsbeobachtungen und offene Fragen in unterschiedlichen Spalten.

Interaktive Aufgaben

Multiple-Choice: Fachwissen prüfen

Welche Bedingung ist für den modellhaften Start des Vortransports notwendig? (Belegter Startträger und freie Folgestation und aktive Lehrfreigabe) (!Nur abgelaufene Wartezeit) (!Ein beliebiges Sensorsignal) (!Bereits laufender Rücktransport)

Was beschreibt die Vollert-Quelle für den Leerträger-Rücklauf? (Eine parallel angeordnete Seilzugstrecke) (!Dieselbe Farbleitung wie 2016) (!Einen zwingend gemeinsamen WAGNER Antrieb) (!Ausschließlich fahrerlose Bodenfahrzeuge)

Wie reagiert das Modell bei ausbleibender Zielposition nach der gesetzten Lehrgrenze? (Es schaltet die Modellantriebe aus und meldet Halt) (!Es setzt P automatisch auf eins) (!Es startet sofort den Rücklauf) (!Es überspringt die Zielstation)

Was bedeutet P gleich null im Lehrmodell? (Die Zielposition ist noch nicht bestätigt) (!Die Folgestation ist sicher leer) (!Die Entladung ist automatisch fertig) (!Die Anlage besitzt keine Sensoren)

Wann darf der Rücktransport im Lehrmodell beginnen? (Nach bestätigter Entladung und freigegebenem Rücklauf) (!Sobald der Vortransport startet) (!Allein nach 60 Sekunden) (!Bei noch belegtem Warenträger ohne Prüfung)

Welche Quelle belegt die Reibrad- und Seilzugfördertechnik im genannten Projekt? (Der Vollert Bericht vom Mai 2021) (!Die WAGNER Referenz ausschließlich zur Farbmischung) (!Ein beliebiges SPS Lehrvideo) (!Die Zeichnung eines Spielzeugmotors)

Welche Größe liefert zwölf Meter geteilt durch null Komma zwei Meter pro Sekunde? (Eine ideale Fahrzeit von sechzig Sekunden) (!Eine Masse von sechzig Tonnen) (!Eine Drehzahl von zwölf Umdrehungen) (!Eine Freigabe für die echte Anlage)

Welcher Grundsatz gilt für die Ausgänge eines Warenträgers im Modell? (Vortrieb und Rücklauf sind niemals gleichzeitig aktiv) (!Vortrieb und Rücklauf laufen ständig gemeinsam) (!Rücklauf benötigt keine Freigabe) (!Ein Sensorsignal ersetzt alle Bedingungen)

Welche Aussage beschreibt die Jahre 2016 und 2021 richtig? (Es sind getrennt dokumentierte Installationen ohne belegte gemeinsame Linie) (!Alle genannten Daten stammen aus einer einzigen SPS) (!Die Anlagen sind beweisbar physisch verbunden) (!Die Jahreszahlen sind im Modell beliebige Messwerte)

Was ist der richtige Umgang mit einem unplausiblen Positionssignal? (Sperren dokumentieren und fachlich prüfen) (!Den Sensorwert zum Weiterfahren erzwingen) (!Einfach die Zeitgrenze entfernen) (!Die Störmeldung ohne Prüfung zurücksetzen)

Memory: Fachbegriff und Funktion

Reibradförderung	Kontaktbasierter Vorschub am betrachteten Vorförderweg
Seilzugrücklauf	Transport des entladenen Trägers zum Ausgangspunkt
Positionsbestätigung	Nachweis der im Modell erwarteten Zielposition
Folgestationsfreigabe	Nachweis der freien nächsten Station
Haltzustand	Modellzustand mit abgeschalteten Transportausgängen
Ereignisspur	Zeitlich geordnete Folge von Eingangssignalen und Zuständen

Drag-and-drop: Prüfbedingung zuordnen

Ordne den gesuchten Begriff zu.	Modellbedingung
Belegter Warenträger	Vorfahrt beginnt erst bei bestätigter Anfangsbelegung
Freie Folgestation	Vorfahrt wird nicht in einen belegten Zielbereich gestartet
Entladung bestätigt	Der zuvor belegte Warenträger gilt erst danach als leer
Rücklauf freigegeben	Der Seilzug-Rückweg kann nur bei gültiger Freigabe angefordert werden
Position nicht bestätigt	Nach der Lehrüberwachungsgrenze folgt der Halt statt einer fiktiven Ankunft

Kreuzworträtsel: sechs Fachbegriffe

Reibrad	Welches Antriebselement überträgt die Kraft durch Kontakt?
Seilzug	Welches Prinzip nennt die Quelle für den parallelen Leerrücklauf?
Warenträger	Woran werden die Ballastteile zum hängenden Transport befestigt?
Freigabe	Welche Bedingung muss vor Beginn eines zulässigen Modelltransports vorliegen?
Sensor	Womit kann eine angenommene Positionsrückmeldung erfasst werden?
Haltzustand	Welcher Zustand schaltet im Modell beide Transportantriebe ab?

LearningApps: Übungen finden

Das Suchfenster dient zum Auffinden thematisch passender öffentlicher Lernaufgaben; es behauptet nicht, dass eine spezifische App zum Ehingen-Fördermodell bereits existiert.

Lückentext: den Umlauf erklären

Ergänze jeweils den fehlenden Fachbegriff.

Im Vollert-Projekt fördern fest installierte den Warenträger vorwärts.

Die parallel geführte Strecke transportiert einen leeren Warenträger per zurück.

Eine neue Vorfahrt benötigt eine als frei bestätigte .

Das Signal P steht im Modell für die bestätigte .

Vor dem Leerrücklauf muss die bestätigt sein.

Fehlt nach der Modellgrenze die Positionsrückmeldung, folgt ein .

Die modellierten Motorbefehle heißen und AR.

Ein unerwarteter Signalwert verlangt eine nachvollziehbare .

Ein sicherheitsgerichteter Nachweis kann nicht durch eine bloße ersetzt werden.

Die Lehrfahrzeit berechnest du aus Strecke geteilt durch .

Offene Aufgaben

Leicht

1. Förderweg-Skizze: Zeichne A bis G mit vorwärts belegtem Träger und getrenntem Leerrücklauf; markiere beide Richtungen.
2. Signal-Legende: Erstelle Karten für B, F, G, P, E, R, H und X und erkläre jeweils den Wert 1.
3. Zustandskarten: Lege Z0, Z1, Z2, Z3, Z4, Z5, Z6, Z7 und ZH auf Papier und ordne je eine Aktion zu.
4. Quellenvergleich: Notiere drei Vollert-Fakten und zwei WAGNER-Fakten und erläutere, warum daraus keine gemeinsame Linie folgt.

Standard

1. Transitionsplan: Formuliere Übergangsbedingungen für Z1 → Z2, Z2 → Z3, Z5 → Z6 und Z6 → Z7.
2. Testprotokoll: Simuliere B = 1 und F = 0; dokumentiere Zustand, Ausgänge und eine nachvollziehbare Begründung.
3. Fahrzeitberechnung: Berechne die Lehrfahrzeiten für 12 m bei 0,20 m/s und 18 m bei 0,15 m/s einschließlich Einheit.
4. Signalfehler-Fall: Zeichne eine Ereignisspur mit P = 0 nach 75 s und erkläre, warum das Modell nicht weitertransportiert.

Schwer

1. Offline-Simulationsmodell: Programmiere eine rein lokale Zustandsmaschine mit getrennten AV-/AR-Ausgängen und überprüfe deine Verriegelungsinvariante.
2. Grenzenanalyse: Erstelle ein Gegenüber von Prozesslogik und sicherheitstechnischer Maschinenbewertung ohne reale Sicherheitsfunktion zu behaupten.
3. Testplan mit Fehler-Injektion: Entwickle mindestens sechs Tests mit P-Ausfall, Rücklaufsperre und widersprüchlicher Belegung; lege erwartete Reaktionen fest.
4. Fachliche Übergabe: Fertige einen fünfminütigen Lernvortrag mit Quellenbild, Tabellen, Rechenweg, Modellgrenzen und begründetem Wiederanlaufkonzept an.

Musterlösungen und Bewertungshinweise zu den zwölf Aufgaben

Die folgenden Antworten sind Musterlösungen für die Simulation, keine Bedien- oder Programmieranweisungen für die reale Anlage.

Aufgabe	Erwartetes Lösungsmerkmal
L1	A belegt → B frei → C Vorfahrt → D P bestätigt → E E bestätigt → F Rücklauf freigegeben → G H bestätigt; getrennte Pfeile
L2	B = Start belegt; F = Folge frei; G = Lehrfreigabe; P = Ziel; E = entladen; R = Rücklauf frei; H = Rückkehr; X = Fehler
L3	Z0 bereit, Z1 prüfen, Z2 fahren, Z3 Ziel sichern, Z4 entladen, Z5 Rücklauf prüfen, Z6 rückfahren, Z7 zurück, ZH halten
L4	Vollert: Reibräder, Seilzug, 25 Träger; WAGNER: vier Kabinen und Farbleitungen. Keine Quelle verbindet beides als eine Linie
S1	Z1 → Z2 bei F und G; Z2 → Z3 bei P; Z5 → Z6 bei E, R und G; Z6 → Z7 bei H
S2	Z1 bleibt bestehen, AV = AR = 0, weil die Folgestation nicht bestätigt frei ist
S3	tV = 12 / 0,20 = 60 s; tR = 18 / 0,15 = 120 s; ideal zusammen 180 s ohne Nebenzeiten
S4	Nach 75 s P = 0: ZH, AV = AR = 0, Meldung und fachliche Prüfung statt erfundener Ankunft
H1	Bei Z2 nur AV zulässig; bei Z6 nur AR; in ZH beide aus; ohne Freigabe kein Ausgang
H2	Prozessmodell beschreibt Schritte; reale Sicherheit benötigt separate anlagenspezifische Bewertung und zugelassene Schutzfunktionen
H3	Testfälle Normal, F fehlt, P fehlt, E fehlt, R fehlt, unerwartetes H; jedem ist eine Sollreaktion zugeordnet
H4	Quellen getrennt, Stand 03.05.2021, zwei Zeitrechnungen, Sicherheitsgrenzen und Reset nur nach Prüfung genannt

Lernkontrolle

1. Zustandsübergang begründen: Prüfe, weshalb Z2 → Z3 ohne bestätigtes P unzulässig ist, und belege deine Antwort mit einem Signalprotokoll.
2. Ausgangslogik prüfen: Zeige anhand von drei Signalbelegungen, dass AV nur bei Z2, F, G und X = 0 aktiv sein darf.
3. Quellenkritik: Ordne zwei Fakten der WAGNER-Installation 2016 und drei der Vollert-Installation 2021 zu und erläutere die Grenze der Übertragbarkeit.
4. Fehlerszenario vergleichen: Vergleiche ein fehlendes P mit einem fehlenden R hinsichtlich Zustand, erwarteter Antriebe und Diagnose.
5. Rechenweg erklären: Erläutere 60 s Vorfahrt, 75 s didaktische Überwachungsgrenze und 120 s Rücklauf einschließlich der verschiedenen Bedeutungen.
6. Sicherheitsgrenze beurteilen: Warum stellt ein erzwungenes Nullsetzen der Modell-Ausgänge noch keinen geprüften Schutz realer bewegter Lasten dar?
7. Wiederanlauf bewerten: Entwickle einen dokumentierten Prüfablauf für einen Reset im Lehrmodell; begründe, weshalb ein automatischer Wiederstart ausgeschlossen bleibt.

Lernnachweis

Der Lernnachweis umfasst (1) Wissen: Reibrad- und Seilzugprinzip mit klarer Quellentrennung; (2) Können: Eingangs-/Ausgangsliste, Zustandsdiagramm, Übergangstabelle und Fahrzeitberechnung; (3) Produkte: sauber beschriftete Lehrskizze, sechs Testprotokolle, Ereignisspuren und Bewertungsraster; (4) Transfer: begründete Diagnose bei fehlendem P oder R, begrenzte Aussagekraft des Modells und Schutz vor unbeabsichtigtem Wiederanlauf im Unterrichtsmodell.

Als Mindestanforderung sollen Lernende den vollständigen Normalfall und mindestens die Sperrfälle „Folgestation belegt“, „Position unbestätigt“ und „Rücklauf nicht frei“ widerspruchsfrei erklären. Die Lehrperson bewertet Verständlichkeit, korrekte Quellenzuordnung, Rechenweg mit Einheiten, Nachvollziehbarkeit der Übergänge und dokumentierte Grenzen. Es werden keine personenbezogenen Daten verlangt.

OER und Wikipedia

Primärquellen und Quellenstand:

• Vollert, 03.05.2021: Mühelose Ballast-Beschichtung bei Liebherr – direkt belegte Angaben zu Reibrädern, parallelem Seilzugrücklauf, Warenträgern und Umlauf; Herstellertext und Fotos unter Herstellerrechten.
• WAGNER: Liebherr – Nasslackbeschichtung von Kranen – separate, seit Oktober 2016 betriebene Lackierstrecke; nicht als Beleg für die Vollert-Förderlogik verwenden.
• Vollert: Friction wheels transport large gearboxes for painting – anderer Anwendungsfall zur allgemeinen Technik, ausdrücklich nicht identisch mit Ehingen.
• SPS Tutorial: Schrittketten und Ablaufketten verstehen und planen – zusätzliche öffentlich zugängliche didaktische Erklärung; Rechte beim Anbieter.
• HubbS: Ablaufketten nach GRAFCET erstellen – berufsschulbezogene Materialien, Lizenz am Angebot kontrollieren.

Wikipedia zur Vertiefung:

Die eingebetteten Enzyklopädieartikel sind allgemeine Fachgrundlagen und keine Dokumentation der Ehingen-Anlage. Für eigene Weiterverwendung sind jeweils die konkreten Lizenzbedingungen zu beachten.

Nachweise der tatsächlich geprüften Commons-Dateien:

Videoquellen (reine Plattformeinbettung, keine OER-Lizenz behauptet):

Videoadresse	Geprüfte Quelle	Kanal/Autor	Rechtehinweis
https://www.youtube.com/watch?v=6iCtu0lWatg	SPS Grundlagen Schrittkette, 25.01.2021	Herr Schell erklärt	Rechte beim Kanal, YouTube-Nutzungsbedingungen, kein Reupload
https://www.youtube.com/watch?v=wDNiReGEZGs	SPS-Programmierung #13: Ablaufsteuerungen, 09.09.2021	Christian Stöcker	Rechte beim Kanal, YouTube-Nutzungsbedingungen, kein Reupload

Eigene Medien: Ablaufskizze, Ausgangs-/Eingangstabelle, Zustands-/Transitionstabelle, Zeitvergleich und Bewertungsraster in diesem Kurs sind eigenständige didaktische Lehrmodelle. Sie geben keine geheimen Betriebsdaten, Freigaben oder realen Stromlaufpläne wieder.

Verknüpfte Lernbereiche

Liebherr-Maschinen und Ausbildung Ausbildung – Mechatroniker: Antrieb, Sensorik, Diagnosen und Zustandsfolge Ausbildung – Elektroniker für Betriebstechnik: Signale, SPS-Konzept, Verriegelung und Simulation Ausbildung – Industriemechaniker: Warenträger, Förderprinzip, mechanische Übertragung und Fehlerursachen Fördertechnik: Reibradförderung und separater Rücklauf Speicherprogrammierbare Steuerung: Zustandsautomat, GRAFCET und überprüfbare Übergänge Arbeitssicherheit: Grenzen von Prozessmodell und realer Schutzfunktion

Bildungsnetz-Hinweis: Die berufliche Zuordnung, Jahresfolge und Kursverknüpfung sind redaktionelle Lernempfehlungen; geeignete Lernfelder müssen Betrieb und Berufsschule gemeinsam abstimmen.

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