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Steuerungen für Anlagen der Gebäude- und Automatisierungstechnik planen - Technischer Systemplaner - LF 11 ETS

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Einleitung

Du lernst im dritten Ausbildungsjahr als Technischer Systemplaner der Fachrichtung Elektrotechnische Systeme (ETS), eine Gebäude-Steuerungsaufgabe vom Auftrag bis zur kontrollierbaren Dokumentation zu planen. Der KMK-Rahmenlehrplan nennt für das Lernfeld 11 ETS 100 Stunden und fordert das Analysieren von Steuerungsabläufen, das Unterscheiden von Steuerung und Regelung, das Lesen und Ändern von Stromlaufplänen einschließlich elektrischer und elektropneumatischer Symbole, das Nutzen von Kleinsteuerungen und SPS, die Auswahl von Sensoren und Aktoren, Schrittkette, Drahtbruchsicherheit, NOT-HALT, computerunterstützte Dokumentation mit Bibliotheken sowie technische englische Produktbeschreibungen. Du dokumentierst jede Annahme und stellst keine nicht nachgewiesene Sicherheitsfunktion dar. Der Kurs dient dem Lernen mit fiktiven Beispielen; konkrete Ausbildungs- und Prüfungsregeln ergeben sich aus betrieblichem Ausbildungsplan, zuständiger IHK und Landeslehrplan, nicht aus diesem Kurs.

Leitauftrag: Plane eine 24-V-Simulationssteuerung für die Abluft eines fiktiven Technikraums. Arbeitsziel sind Anforderungsliste, I/O-Liste, nachvollziehbare Logik, Schrittkette, begründete Bauteilwahl, Berechnung, Testprotokoll und revidierte CAD-Dokumentation. Eingriffe an realen Elektroanlagen sind ausschließlich befugten Personen unter fachgerechter Aufsicht und Schutzmaßnahmen vorbehalten.

Aufträge analysieren und Steuerungsprinzipien verstehen

Lastenheft, Pflichtenheft und Funktionskette

Eine Gebäudeautomation erfasst Zustände und Messwerte, verarbeitet sie in einer technischen Steuerung und beeinflusst damit beispielsweise Licht, Lüftung, Heizung oder Verschattung. Formuliere im Lastenheft, was der fiktive Auftraggeber erreichen möchte, und im Pflichtenheft, wie du das technisch umsetzen und prüfen willst. Zu jeder Anforderung gehören Auslösebedingung, Sperrbedingung, Ausgangswirkung, Störreaktion und prüfbare Abnahme. Ein Wunsch wie „Abluft bei Wärme, jedoch nur während einer Freigabe“ ist ohne definierte Schaltschwelle, Diagnose und Betriebsverhalten nicht prüfbar. Eine eindeutige Signalbeschreibung verhindert unterschiedliche Interpretationen.

Als allgemeine Funktionskette gilt: Sensor oder Bediengerät → Eingang → logische Verarbeitung → Ausgang → Aktor → Wirkung. Ein Eingang ist keine Aussage über die tatsächliche Leistung des Aktors; eine Motor-Rückmeldung müsste gesondert erfasst werden. Lege deshalb die Systemgrenze zwischen Anforderung und physikalischer Rückmeldung offen.

Steuerung und Regelung unterscheiden

Eine Steuerung bestimmt eine Aktion nach Vorgaben, etwa eine einfache Grenzwertschaltung. Die beeinflusste Prozessgröße wird dabei nicht zwingend zur laufenden Korrektur derselben Größe zurückgeführt. Eine Regelung erfasst die Regelgröße, vergleicht sie mit dem Sollwert und korrigiert die Stellgröße im geschlossenen Wirkungsablauf. Beispiel: Ein Thermostat, der ab einer Schwelle eine Lüfteranforderung auslöst, kann als Zweipunktregelung wirken, wenn die zurückgeführte Raumtemperatur gerade durch den Lüfter beeinflusst wird; entscheidend ist die reale Rückkopplung, nicht allein das Vorhandensein eines Sensors. Ein kontinuierlich drehzahlgeregelter Lüfter ist ein anderes Regelkonzept. Benenne die Regelstrecke, Störgrößen und Ist-/Sollwerte ausdrücklich, statt die Begriffe nach Gerätegröße zu wählen.

Grafische Veranschaulichung eines rückgekoppelten Reglers, englisch beschriftet. Bildquelle und Lizenz stehen im Mediennachweis.

Plausibilitätskontrolle und Änderung

Prüfe normale Abläufe, Neustart nach Spannungsausfall, gleichzeitige Eingänge, Sensorausfall und unerwartetes Wiederanlaufen. Vermerke ungeprüfte Randbedingungen. Bei Planänderungen dokumentierst du Version, Datum, betroffene Bauteile, Freigabezustand und erforderlichen Wiederholungstest. Typischer Fehler: Eine Funktion wird im FUP geändert, nicht aber in Klemmenplan und I/O-Liste.

Sensorik, Aktorik und Schnittstellen planen

Digitale und analoge Eingänge

Digitale Signale stehen etwa für Taster betätigt/nicht betätigt. Analoge Signale bilden einen Messbereich ab, beispielsweise 0–10 V oder 4–20 mA. Vergleiche stets Sensorversorgung, Ausgangsart, Eingangsverträglichkeit, Genauigkeit, Umgebungsbedingungen und Diagnosemöglichkeiten des tatsächlichen Datenblatts. Die 4–20-mA-Signalart kann prinzipiell eine Leitungsunterbrechung erkennbar machen, wenn das Auswertegerät entsprechend ausgelegt und eingestellt ist; sie ist kein automatischer Sicherheitsnachweis.

Lichtschranke als Beispiel eines Sensors mit binär erfassbarem Zustand; die Temperaturmessung benötigt einen dafür vorgesehenen Messfühler.

Aktoren, Ausgänge und einfache Auslegung

Ein Aktor ist ein Wirkglied, beispielsweise Relais, Ventil, Jalousieantrieb oder Ventilator. Unterscheide potentialfreien Relaiskontakt und elektronischen Ausgang; prüfe Nennspannung, Bemessungsstrom, Lastart, Schutzanforderungen, Schaltvermögen sowie Herstellerangaben. Ein Logikausgang versorgt nicht ohne Weiteres einen Motor. Bei einer fiktiven Meldeleuchte mit 24 V Gleichspannung und 2,4 W ergibt sich idealisiert I = P/U = 2,4/24 A = 0,10 A. Ein angenommener Ausgang für 0,5 A ohmsche Dauerlast hätte rechnerisch 0,40 A Abstand zu diesem Betriebsstrom; Induktivität, Einschaltstrom, Leitungsschutz, Spannungsfall und reale Einbaubedingungen wurden damit nicht nachgewiesen.

Als weiteres Rechenbeispiel für eine ausschließlich simulierte Leitung mit Hin- und Rückweg von zusammen 24 m, A = 0,5 mm² und spezifischem Widerstand 0,0178 Ω·mm²/m gilt R = ρ · l/A = 0,8544 Ω. Bei 0,10 A ist der theoretische Spannungsabfall 0,08544 V. Das ist eine nachvollziehbare Abschätzung, aber keine VDE-gerechte Dimensionierungs- oder Installationsfreigabe.

Digitale Gebäudeautomation und Datenschutz

Schnittstellen wie KNX und BACnet verknüpfen Funktionen; sie ersetzen keine korrekte I/O-Liste, Geräteauswahl oder Übergabeprüfung. Für die hier behandelte Logik genügt eine vom produktiven Netz getrennte Simulation. In einem späteren Anlagenprojekt planst du Datenpunkte, Adressen, Zugangskontrolle, Updates und Netzsegmentierung. Vermeide personenbezogene Präsenz- oder Nutzungsprofile, wenn eine anonymisierte Zählung beziehungsweise ein Zustandssignal die Funktion erfüllt. Energieeffizienz entsteht durch nutzungsangepassten Betrieb, muss aber mit Komfort, Hygiene und Sicherheit abgestimmt werden.

SPS, Kleinsteuerung und Ablaufdarstellung

Zyklus, Speicher und logische Funktionen

Eine Speicherprogrammierbare Steuerung verarbeitet eingelesene Signale entsprechend dem Anwenderprogramm und aktualisiert Ausgänge. Bei zyklischer Ausführung wirken Eingangsaktualisierung, Programmlaufzeit und Ausgangsaktualisierung auf die Reaktion; konkrete Eigenschaften sind geräteabhängig. Kompakte Kleinsteuerungen eignen sich für einfache Logik. KOP (Kontaktplan) bildet Kontakte und Spulen ab, FUP (Funktionsplan) nutzt Funktionsblöcke. UND bedeutet, dass alle Bedingungen erfüllt sein müssen; ODER verlangt mindestens eine. Die Negation kehrt den logischen Wert um. Vermerke bei jedem Kontakt, ob er eine logische Bedingung darstellt oder die physikalische Ausführung eines Öffners/Schließers beschreibt. Normbezug der SPS-Sprachen ist IEC 61131-3; die jeweils gültige nationale Ausgabe ist vor Planung zu prüfen.

Schematisches Beispiel einer Kontaktplan-Struktur: Kontakte und Spulen grafisch nachvollziehen und mit der eigenen I/O-Tabelle abgleichen.

Jörn Loviscach: „Grundlagen der SPS“, deutschsprachige fachliche Einführung von 2015; keine aktuelle Normen- oder Sicherheitsanweisung.

Verriegelung, FUP und KOP am Modell

Wir definieren I1 = betriebliche Freigabe, I2 = Temperaturbedarf, I3 = Temperatursensor plausibel, Q1 = simulierte Lüfteranforderung und Q2 = Störanzeige. Die Grundlogik lautet Q1 = I1 UND I2 UND I3, ferner Q2 = NICHT I3. Bei I1=1, I2=1, I3=1 folgt Q1=1 und Q2=0; bei I3=0 ist Q1=0 und Q2=1, selbst wenn die anderen Eingänge 1 sind. Das ist eine gewöhnliche betriebliche Verriegelung und kein Ersatz für eine sicherheitsgerichtete Funktion. Zeichne die Bedingungen einmal als FUP und einmal als KOP. Ein häufiger Fehler ist, einen falsch benannten Eingang ohne Vergleich mit dem elektrischen Kontaktzustand zu invertieren.

Schrittkette und Zeitbedingungen

Eine Schrittkette beschreibt Schritte und Transitionen (Übergangsbedingungen). Ein vereinfachter Lüftungsablauf: S0 AUS → bei Freigabe S1 BEREIT → bei Bedarf S2 LÜFTEN → bei Bedarfende S3 NACHLAUF → nach 30 s zurück S1. Eine diagnostizierte Störung wechselt unabhängig vom Normalzustand nach S4 STÖRUNG; Q1 wird im Modell sofort abgeschaltet, Q2 leuchtet. Die 30 s gelten nur für das normale Beenden des Lüftens, nicht für eine Störung. Aus S4 führt eine quittierte und als plausibel geprüfte Wiederfreigabe erst in einen definierten Grundzustand. Die gleichzeitige Erfüllung mehrerer Transitionen muss durch Priorität eindeutig behandelt werden.

Französisch beschriftetes GRAFCET-Schaubild eines anderen Ablaufs; als Vergleich für Schritte und Übergänge, nicht als Bauplan für den Technikraum.

ronnie: „Siemens Logo Grundlagen, Ablaufsteuerung / Schrittkette Programmierung“, deutschsprachiges Tutorial von 2023; Versionsstand mit Herstellerdokumentation abgleichen.

Fehlerverhalten, Sicherheit und Dokumentation

Drahtbruch, sichere Zustände und Diagnose

Eine unterbrochene Leitung muss abhängig von Funktion und Gefährdung erkannt werden oder zum festgelegten sicheren beziehungsweise risikoarmen Zustand führen. Bei einem als Freigabe verwendeten, geeignet überwachten Ruhekontakt kann ein unterbrochener Leiter den Betrieb sperren; das erkennt nicht jede andere Fehlerart. Die Analyse unterscheidet Drahtbruch, Kurzschluss, Kontaktkleben, falschen Messwert und Versorgungsausfall. In der Simulation veränderst du nur das fiktive Diagnosebit und dokumentierst die erwartete Reaktion. Sicherheit darf nicht allein aus einer logischen NOT-Bedingung abgeleitet werden.

Beispiel eines NOT-HALT-Betätigers; Farbe und Form allein belegen keine normgerechte Sicherheitskette.

NOT-HALT und elektrische Schutzmaßnahmen

Bei gefährlichen Maschinen ist eine NOT-HALT-Funktion anhand der Risikobeurteilung und einschlägiger Anforderungen gesondert auszulegen, etwa im Kontext DIN EN ISO 13850 und DIN EN ISO 13849. Eine normale, nicht dafür nachgewiesene Kleinsteuerung mit gewöhnlichem SPS-Eingang darfst du nicht als Sicherheitssteuerung ausgeben. Bei einer tatsächlichen Gebäudeanlage müssen betroffene Schutz- und Brandschutzfunktionen, Energiequellen und Schnittstellen durch befugte Fachpersonen geprüft werden. DGUV Vorschrift 3 fordert geeignete Qualifikation beziehungsweise Leitung und Aufsicht; für Arbeiten an elektrischen Anlagen gelten die einschlägigen fünf Sicherheitsregeln. Hier beschränkst du dich auf einen berührungssicheren 24-V-Lehrstand unter Aufsicht oder reine Software-Simulation. Das sichere Prüfen geschieht zuerst ohne reale Last.

Zeichnungen, Bauteilbibliotheken und Fachenglisch

Die Dokumentation umfasst Funktionsbeschreibung, Stromlaufplan, Klemmenplan, Kabel- und Bauteilverzeichnis, I/O-Liste, Schrittkette, Gerätekatalogbezüge, Protokoll und Änderungen. Stelle elektrische und elektropneumatische Baugruppen mit der zum Projekt passenden aktuellen Symbolbibliothek dar und prüfe die Querverweise. Ein Kennzeichen muss in Plänen und Listen konsistent bleiben. Englische Begriffe für Datenblätter: input = Eingang, output = Ausgang, normally closed = im unbetätigten Zustand geschlossen, normally open = im unbetätigten Zustand offen, rated voltage = Bemessungsspannung, fault indication = Störanzeige, power supply = Versorgung. NC/NO beschreibt nicht automatisch die logische Software-Invertierung. Kontrolliere Begriff und Zahlenwert anhand des Originaldatenblatts.

VDI 3814 liefert eine Übersicht zur Gebäudeautomation; bei DIN Media ist die Reihe mit Ausgaben dokumentiert. Die deutsche DIN EN ISO 13850:2016-05 war in der geprüften Verlagsauskunft als aktuell bezeichnet; eine Norm gilt nur in ihrem Anwendungsbereich. Maßgeblich sind zum Projektzeitpunkt geltende Rechtsgrundlagen, anwendbare DIN-/VDE-/DGUV-Anforderungen, Vorgaben der Hersteller und die Fachplanung. Ein historischer KMK-Lernplan ist kein Nachweis der Aktualität einzelner Normen. Normtexte werden nicht kopiert.

Durchgearbeiteter Praxisfall: Abluftmodell im Technikraum

Auftrag und Anforderungsliste

Ein fiktiver Technikraum hat eine Abluftanforderung über einen angenommenen 24-V-Kleinsteuerungsaufbau. Die Unterrichtsschaltung steuert ausschließlich simulierte Ausgänge oder geprüfte Lehrstands-Meldeleuchten. I1 ist die Betriebsfreigabe, I3 eine gültige Sensordiagnose, I2 ein aus dem Temperatursignal berechneter Bedarf. Bei T ≥ 28 °C wird Bedarf gesetzt, bei T ≤ 26 °C zurückgesetzt; zwischen den Grenzwerten bleibt sein bisheriger Zustand bestehen. Diese Hysterese verhindert Schaltflattern. Bei T = 27 °C ist der Bedarf folglich nur mit seiner Vorgeschichte bestimmbar. Nach einem Neustart ist ein definierter Ausgangszustand vorzugeben. Eine reale motorische Ansteuerung sowie Feuer- und Rauchschutzfunktionen gehören ausdrücklich nicht zu diesem Modell.

Arbeitsplan und prüfbare Ergebnisse

Analysieren: Sechs Anforderungen festhalten: Freigabe, Messung, Hysterese, Diagnose, kontrolliertes Abschalten, dokumentierte Wiederfreigabe.
Signale planen: I1, I2, I3, Q1 und Q2 mit Symbol, Typ, Bedeutung, Quelle und Ziel in einer I/O-Liste dokumentieren.
Ablauf entwerfen: Die fünf Schritte AUS, BEREIT, LÜFTEN, NACHLAUF und STÖRUNG mit Transitionen sowie Fehlerpriorität ausarbeiten.
KOP/FUP zeichnen: Die logische betriebliche Verriegelung und die Störanzeige als eindeutig benannte Funktionsgruppen darstellen.
Kenngrößen nachrechnen: Für die Modelllampe 24 V und 2,4 W den Betriebsstrom zu 0,10 A berechnen, Lastart und Datenblattgrenzen vermerken.
Simulation testen: Erwartete und beobachtete Werte jedes Tests mit Datum, Softwareversion, Planrevision und Abweichung erfassen.
Übergabe erstellen: Freigegebene fiktive Pläne, I/O-Liste, Prüfbericht, Fachwörterliste und ausdrücklich ausgeschlossene Schutzfunktionen zusammenstellen.

Testmatrix, Schlussfolgerungen und typische Fehler

Fall	Vorgabe	Erwartung	Prüfnachweis
Normalbetrieb	I1=1, T=29 °C, I3=1	I2=1, Q1=1, Q2=0	Screenshot und Testprotokoll
Keine Freigabe	I1=0, T=29 °C, I3=1	Q1=0, Q2=0	Schaltfolge sichtbar
Hysterese	Nach T=29 °C folgt T=27 °C	Bedarf bleibt zunächst gesetzt	Signalhistorie
Bedarfende	T fällt auf 25 °C, I3=1	Bedarf aus, normaler Nachlauf gemäß Ablaufplan	Zeitprotokoll
Sensorfehler	I3=0, beliebige Temperatur	Q1=0 und Q2=1, erneute Freigabe erst nach Prüfung	Störfallprotokoll

Beispiel: Für I1=1, I2=1, I3=0 ergibt die UND-Funktion Q1 = 1·1·0 = 0. Q2 = NICHT I3 = 1. Bei I1=0, I2=1, I3=1 ist Q1 = 0 und Q2 = 0. Der Nachlauf benötigt einen gesonderten Zeit- und Zustandsbaustein; die einfache dreifache UND-Bedingung bildet ihn nicht selbst ab. Falsches Abschalten bei Sensorfehler, fehlende Initialisierung der Hysterese, unklare Kontaktpolarität und fehlende Testbelege sind typische Fehler. Das prüfbare Endprodukt ist ein vollständiger, widerspruchsfreier fiktiver Entwurfsordner mit nachvollziehbarer Revision.

Bewertungsraster

Kriterium	0 Punkte	1 Punkt	2 Punkte
Anforderungsanalyse und Grenze	Fehlend oder unsicher	Teilweise definiert	Vollständig und risikoarm
Signale und Komponenten	Unklar	Teilweise konsistent	Eindeutige I/O-Liste mit begründeten Annahmen
Logik und Schrittkette	Nicht nachvollziehbar	Grundfunktion vorhanden	Übergänge und Fehlerreaktion korrekt
Rechnung und Datenprüfung	Nicht vorhanden	Teilweise gerechnet	Mit Einheit und Geltungsgrenze geprüft
Dokumentation und Test	Keine Belege	Einzelne Belege	Fünf Tests, Revision und alle Pläne vorhanden

Gesamtwertung: maximal 10 Punkte. 9–10 Punkte: sehr gut begründete Modellplanung; 7–8: mit kleineren Verbesserungen tragfähig; 5–6: wichtige Teile nacharbeiten; 0–4: grundlegende Überarbeitung. Gefährliche Vorschläge zu realen Schutzfunktionen führen unabhängig von der Punktezahl nicht zu einer Praxisfreigabe. Diese Bewertung ist kein amtlicher Prüfungsbescheid.

Interaktive Aufgaben

Quiz: Fachwissen prüfen

Wodurch unterscheidet sich ein geschlossener Regelkreis von einer einfachen Steuerung? (Durch Rückführung der beeinflussten Prozessgröße) (!Durch den Einbau eines größeren Schaltschranks) (!Durch die ausschließliche Nutzung digitaler Signale) (!Durch eine zusätzliche Betriebsleuchte)

Was zeigt der fiktive Test bei I1 und I2 gleich 1 sowie I3 gleich 0? (Q1 aus und Q2 als Störanzeige ein) (!Q1 ein und Q2 aus) (!Beide Ausgänge ohne Bedingungen ein) (!Q1 bleibt unabhängig vom Diagnosebit ein)

Welchen idealisierten Strom hat eine 24-Volt-Leuchte mit 2,4 Watt? (0,10 Ampere) (!10 Ampere) (!2,4 Ampere) (!24 Ampere)

Welche Darstellungsform arbeitet mit Kontakten und Spulen? (Kontaktplan) (!Lageplan) (!Stückliste) (!Gebäudegrundriss)

Warum nutzen Zweipunktfunktionen häufig unterschiedliche Schaltschwellen? (Um Schaltflattern nahe dem Grenzwert zu reduzieren) (!Um jede Sensorstörung sicher zu erkennen) (!Um eine Sicherheitsprüfung zu ersetzen) (!Um die Nennspannung automatisch zu erhöhen)

Welche Angaben gehören zur Sensor- und Eingangsauswahl? (Signalart und elektrische Verträglichkeit) (!Nur die Gehäusefarbe) (!Ausschließlich der Einkaufspreis) (!Nur der Name des Gebäudes)

Was bezeichnet eine Transition einer Schrittkette? (Die Bedingung für den nächsten Schritt) (!Den Leiterquerschnitt) (!Den Hersteller des Aktors) (!Die Anzahl der CAD-Blätter)

Was gehört zur Auslegung eines realen NOT-HALT? (Eine gesonderte Risikobeurteilung und geeignete Sicherheitsplanung) (!Nur eine rote Taste am normalen Eingang) (!Allein ein UND-Baustein im Unterrichtsprogramm) (!Ein frei gewähltes Software-Kennwort)

Welche Information kennzeichnet eine nachvollziehbare Planänderung? (Revisionsstand und dokumentierte Änderung) (!Nur die Dateifarbe) (!Nur der Spitzname des Zeichners) (!Nur der neue Speicherort)

Wozu dient eine eindeutige I/O-Liste? (Zur Zuordnung von Kennung und Signalfunktion) (!Zum automatischen Nachweis jeder Schutzfunktion) (!Als Ersatz für das Prüfprotokoll) (!Zum direkten Bemessen jeder Motorlast)

Memory

Sensor	Erfasst einen Zustand oder physikalischen Messwert
Aktor	Bewirkt eine physikalische Aktion
Hysterese	Abstand zwischen Einschalt- und Ausschaltschwelle
Transition	Bedingung für den Wechsel eines Schrittes
Kleinsteuerung	Kompaktes Gerät für überschaubare Steuerungsfunktionen
Revisionsindex	Kennzeichnung einer dokumentierten Planfassung

Drag and Drop

Ordne die Fachbegriffe ihren Funktionen zu.	Passende Erklärung
Kontaktplan	Darstellung mit Kontakten und Spulen
Funktionsplan	Darstellung mit logischen Funktionsblöcken
Diagnosebit	Kennzeichen der Gültigkeit eines Eingangssignals
Störanzeige	Signal für eine erkannte Fehlfunktion
Prüfprotokoll	Aufzeichnung der Soll- und Ist-Ergebnisse von Tests

Kreuzworträtsel

Sensor	Gerät zur Erfassung von Zuständen oder Messwerten?
Aktor	Wirkglied, das eine Handlung ausführt?
Hysterese	Unterschied zwischen Ein- und Ausschaltgrenze?
Schrittkette	Modell für Schritte und ihre Übergangsbedingungen?
Kontaktplan	Grafische Steuerungsdarstellung mit Kontakten und Spulen?
Freigabe	Bedingung, ohne die eine betriebliche Anforderung gesperrt bleibt?

LearningApps

Suchergebnisse externer Übungen musst du vor Nutzung selbst auf fachliche Qualität prüfen.

Lückentext

Zuerst beginnst du eine Planung mit der

. Der messende Teil einer Anlage heißt

. Eine physische Stellhandlung übernimmt ein

. Eine speicherprogrammierbare Steuerung heißt kurz

. Kontakte und Spulen sind typische Elemente im

. Für den Wechsel eines Schrittes benötigst du eine

. Unterschiedliche Schaltschwellen bilden eine

. Die betriebliche Freigabelogik verwendet häufig eine

. Testresultate dokumentierst du im

. Nach Planänderungen vergibst du einen neuen

.

Offene Aufgaben

Leicht

Steuerung: Skizziere eine Steuerkette für eine Treppenhausleuchte vom Taster bis zum Aktor und erläutere die Signale.
Regelungstechnik: Vergleiche eine Grenzwertschaltung und einen echten geschlossenen Regelkreis an jeweils einem fiktiven Beispiel.
Sensor: Erfasse vier Gebäudesensoren in einer Tabelle mit Signalart, Messgröße und typischem Fehler.
Technische Dokumentation: Erstelle eine englisch-deutsche Wortliste aus sechs überprüfbaren Datenblattbegriffen.

Standard

Kontaktplan: Stelle die Modell-Verriegelung als KOP dar und dokumentiere ihre acht Eingangskombinationen.
Funktionsplan: Zeichne dieselbe Bedingung in FUP und erläutere den Vorteil konsistenter Signalnamen.
Schrittkette: Formuliere Übergänge für AUS, BEREIT, LÜFTEN, NACHLAUF und STÖRUNG.
Energieeffizienz: Vergleiche zwei simulierte Nutzungsprofile einer Lüftung und begründe die ressourcenschonendere Variante.

Schwer

Fehlermöglichkeits- und Einflussanalyse: Bewerte fünf denkbare Eingangs- oder Bedienfehler und benenne die Grenzen einer normalen Steuerungsdiagnose.
Gebäudeautomation: Plane eine sparsame Datenpunktliste mit Netztrennung und Zugriffsrechten für einen fiktiven Betreiber.
Elektropneumatik: Analysiere ein freigegebenes elektropneumatisches Beispielschaltbild und ergänze die I/O-Liste mit eindeutigen Kennungen.
Projektmanagement: Erstelle ein Übergabepaket aus CAD-Plan, Störfallanalyse, Simulation, Berechnung, Prüfprotokoll und Revisionsindex.

Lernkontrolle

Funktionsanalyse: Leite aus einem neuen Auftrag fünf messbare Prüfkriterien ab und ordne jedem einen Nachweis zu.
Wahrheitstabelle: Berechne alle Ausgangswerte einer dreifachen UND-Bedingung und begründe, welche Fehler unentdeckt bleiben.
Ablaufsteuerung: Überprüfe gleichzeitige Transitionen einer Schrittkette und begründe eine eindeutige Prioritätsregel.
Arbeitssicherheit: Erkläre, warum ein gewöhnlicher SPS-Eingang keine nachgewiesene NOT-HALT-Funktion liefert.
Elektrische Leistung: Ermittle den idealisierten Modellstrom bei 24 V und 4,8 W und erläutere, was dieser Wert nicht beweist.
Technisches Englisch: Übersetze rated voltage, normally closed und fault output und erläutere ihre Bedeutung im Datenblatt.

Lernnachweis

Du lieferst ein vollständiges fiktives Projekt mit Anforderungsblatt, dokumentierter Systemgrenze, I/O-Liste, FUP oder KOP, Schrittkette, symbolischer elektrischer und gegebenenfalls elektropneumatischer Darstellung, exemplarischer Berechnung, Vergleich der Datenblätter, fünf nachprüfbaren Simulationstests, Fehlerreaktion, Sicherheitsabgrenzung, Versionierung und englisch-deutschem Fachwortverzeichnis. Prüfe dich anhand des Zehn-Punkte-Rasters und notiere einen Verbesserungsvorschlag. Es werden weder echte Personen-, Kunden- noch Betriebsdaten verwendet. Eine reale Inbetriebnahme erfordert qualifiziertes Personal und die sachgerechten Prüfungen.

OER und Wikipedia

Geprüfte fachliche Quellen und Rechtsbezüge (Abruf Oktober 2026):

KMK-Rahmenlehrplan, Druckseite 40: Lernfeld 11 ETS – Kompetenzrahmen und Zeitrichtwert; keine aktuelle Normfassung.
BIBB-Berufsprofil Elektrotechnische Systeme – mit Verordnung und Änderungen. Andere Fachrichtungen werden nur verglichen.
DGUV Vorschrift 3 und DGUV Information 203-001 – gültige Fassung beim Unfallversicherungsträger klären.
VDI 3814 Gebäudeautomation sowie DIN Media Normenüberblick – technische Einordnung und Versionsprüfung.
DIN EN ISO 13850, Ausgabe 2016-05 – vom Verlag als aktuell ausgewiesene maschinenbezogene Gestaltungsgrundlagen; Anwendung im Einzelfall prüfen.
Wikipedia SPS sowie Wikipedia Gebäudeautomation – offen zugängliche Zusatzlektüre, nicht normativ.

Commons-Medien, überprüfte Dateiseiten mit Namen und Lizenz:

Datei	Quelle	Urheber	Lizenzhinweis
File:PID en updated.svg	Commons	TravTigerEE	CC BY-SA 3.0
File:Photoelectric sensor.jpg	Commons	Honmingjun	CC BY-SA 3.0
File:Ladder logic diagram.jpg	Commons	Mithilrkadam	CC BY-SA 4.0
File:Example Grafcet SFC-fr.svg	Commons mit Lizenzangaben	Original Julien.ch, Bearbeitung Aumars	Lizenzangabe
File:Emergency stop button.jpg	Commons	Cjp24	CC BY-SA 3.0

Verifizierte deutschsprachige Videoseiten: Grundlagen der SPS, Jörn Loviscach, 2015 und Siemens Logo Grundlagen: Ablaufsteuerung/Schrittkette, ronnie, 2023. Die Rechte bleiben bei den Video-Urhebern; das Einbetten bedeutet keine freie Nachnutzung. Keine Sofatutor-Medien.

Verknüpfte Lernbereiche

Gebäudeautomation in ETS

Die zugehörigen Lernbereiche sind Elektrotechnik und Berechnung, Informatik und Boolesche Algebra, Technisches Englisch, Datenschutz, Energieeffizienz sowie Projektmanagement. Die betrieblichen und landesrechtlichen Ausbildungsbezüge bleiben zusätzlich zu beachten.