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Speicherprogrammierbare Steuerungen und intelligente Steuerungssysteme

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Zielgruppe: Auszubildende im 2. bis 3. Ausbildungsjahr. Voraussetzungen: Grundkenntnisse in Mechanik und Elektrotechnik sowie Z2-Datenkompetenz. Das Spezialthema wird fachlich begleitet. Lernzeit: etwa 6–9 Unterrichtsstunden einschließlich selbstständiger Simulation. Lernziel: Du entwirfst, prüfst und begründest einen Zustandsautomaten für ein virtuelles Fördermodell einer flexiblen Kleinserienzelle. Du demonstrierst Start–Stopp, Sensorausfall und Neustartsperre. Die Aufgaben benötigen weder reale Maschinen noch ein bezahltes KI-Konto. Wichtige Grenze: Dies ist ausschließlich ein Lernmodell und keine Anleitung zur Steuerung, Umrüstung, Inbetriebnahme oder Sicherheitsfreigabe realer Anlagen. Die virtuelle Freigabebedingung ersetzt weder eine sicherheitsgerichtete Steuerung noch Risikobeurteilung und fachkundige Abnahme. Unabhängiges Bildungsangebot: Keine offizielle Liebherr- oder IHK-Zertifizierung, keine Verbindung zu einem Hersteller. Alle Prozessdaten und Aufträge sind erfunden.

Einleitung

In einer Smart Factory werden kleine Lose unterschiedlicher Produkte gefertigt. Für eine einfache virtuelle Förderzelle brauchst du keine komplizierte Maschine, sondern ein eindeutiges Modell aus Eingängen, Zuständen, Übergängen und Ausgängen. Der entscheidende Lernschritt ist nicht das Schalten eines Motors, sondern das nachvollziehbare Festlegen, wann ein Fördervorgang beginnen, stoppen, auf Störung gehen und nach einer Störung wieder freigegeben werden darf. Aktiviere kurz deine Grundlagen aus dem vorhandenen MOOCwiki-Lernangebot. Der Seiteninhalt war beim Quellenabruf nicht zuverlässig lesbar; deshalb werden keine konkreten Aussagen daraus übernommen. Wiederhole die Begriffe Stromkreis, binäres Signal und Eingabe–Verarbeitung–Ausgabe in drei eigenen Sätzen. Als Ersatz funktioniert diese Einführung vollständig eigenständig.

SPS-Grundlagen für virtuelle Abläufe

Was eine SPS leistet

Eine Speicherprogrammierbare Steuerung (SPS, englisch PLC) verarbeitet Eingangssignale nach einem gespeicherten Programm zu Ausgangssignalen. Im typischen zyklischen Ablauf werden Eingänge erfasst, Logik ausgeführt und Ausgänge aktualisiert. Zyklus meint eine wiederkehrende Programmbearbeitung; zeitkritische Sonderfälle können davon abweichen. Ein Prozessabbild ist eine intern verwendete Momentaufnahme von Ein- oder Ausgängen, kein Ersatz für den realen Sensorwert. Eingang: Ein virtueller Lichtschrankenwert meldet, ob ein Teil erkannt wurde. Logik: Ein Zustandsautomat prüft den aktuellen Zustand und die Bedingungen. Ausgang: Das simulierte Förderband wird als eingeschaltet oder ausgeschaltet angezeigt. Merker speichern etwa, dass nach einem Fehler eine neue Startanforderung benötigt wird.

Bild: SPS-Blockschema; Quelle, Urheberschaft und Lizenz siehe Mediennachweise. Offline-Alternative: Eingabe → Logik und Zustand → Ausgabe.

Programmierkonzepte und Norm

Nach IEC 61131-3:2025, Ausgabe 4, sind insbesondere Strukturierter Text (ST), Kontaktplan (LD), Funktionsplan (FBD) und die Strukturierung mit Sequential Function Chart (SFC) relevant. Die Begriffe beschreiben Darstellungen und Bausteine; die konkrete Umsetzung hängt von Laufzeitumgebung und Hersteller ab. Eine Zustandsmaschine ist als verständliches, werkzeugunabhängiges Denkmodell geeignet. Die Logische Verknüpfung UND bedeutet: Alle genannten Bedingungen müssen wahr sein. ODER bedeutet: Mindestens eine Bedingung trifft zu. NICHT kehrt einen Wahrheitswert um. Ein Startsignal allein darf bei unserem Modell nie den Fehlerzustand oder die Neustartsperre umgehen. Geführter Minischritt: Schreibe die drei Bedingungen „Start neu angefordert“, „Sensordaten gültig“ und „virtuelle Freigabe vorhanden“ auf. Formuliere daraus eine UND-Verknüpfung. Die vollständige Ausgabelogik berücksichtigt zusätzlich den Zustand „Fördern“.

Digitale Signale und Datenqualität

Bits, Sensoren und Zeitstempel

Ein digitales Signal besitzt im einfachen binären Modell genau zwei Werte: 0 und 1. „1“ bedeutet jedoch nicht immer „alles in Ordnung“; die Bedeutung muss in einer Signalliste ausdrücklich dokumentiert sein. Für die Übung gibt es START, STOP, SENSOR_TEIL, SENSOR_GUELTIG und QUITTIERUNG. STOP=1 bedeutet hier ausdrücklich „Stopp angefordert“, nicht den Kontaktzustand eines realen Tasters. Signalqualität gehört zum Datenwert: Ein dauerhaft feststehender, ausbleibender oder widersprüchlicher Sensorwert kann als ungültig markiert werden. Ein Zeitstempel zeigt, wann ein Datensatz erfasst wurde; ein alter Wert darf nicht stillschweigend als aktuelle Beobachtung gelten. Ein einzelner binärer Sensor kann nicht aus sich heraus beweisen, dass ein Teil vorhanden ist oder fehlt.

Virtueller Sensorausfall

Im Übungsmodell wird ein Ausfall durch SENSOR_GUELTIG=0 simuliert. Die Steuerung erkennt dies unabhängig vom gemeldeten SENSOR_TEIL und wechselt nach STÖRUNG. So lernst du Fehlererkennung von Fehlerursache zu unterscheiden. Zusätzlich kannst du einen „eingefrorenen“ Wert simulieren: Bleibt der Sensor trotz modellierter Teilbewegung unverändert, entsteht ein Verdacht; ohne unabhängige Referenz ist die Diagnose unsicher. Gazebo Sim Harmonic: Sensor-Tutorial zeigt unter anderem Kontakt-, IMU- und LiDAR-Sensoren in einer Simulationsumgebung. Diese sind Anregungen, keine bereits implementierten Komponenten unserer einfachen Förderzelle. Für die Grundaufgaben reicht Papier, Tabellenkalkulation oder ein offline ausführbares Zustandsdiagramm. Hilfestellung: Notiere zu jedem Signal Bedeutung, zulässige Werte, Quelle und Reaktion bei Ungültigkeit.

Modellfall: flexible Zelle für kleine Lose

Fiktiver Auftrag und Rüstwechsel

Das Unternehmen „Modellwerk Lernfabrik“ existiert nur im Kurs. Eine Losgröße von vier Modellbauteilen A wird gefolgt von drei Teilen B. Ein Rüstwechsel ist das geplante Umstellen der virtuellen Zelle auf die nächste Variante, einschließlich neuer Auftragskennung und Prüfbedingungen.

Auftrag	Variante	Sollmenge	Virtuelle Prozessdaten
L-101	Modellteil A	4	Kennung, Startzeit, Anzahl, Sensorstatus
L-102	Modellteil B	3	Kennung, Rüstfreigabe, Anzahl, Störgrund

Das Fördermodell transportiert in der Simulation jeweils nur ein Teil. Während eines Rüstwechsels ist Fördern nicht erlaubt. Ein Zähler erhöht sich erst bei einer im Modell bestätigten Passage; ein ungültiger Sensor darf keinen erfolgreichen Durchlauf vortäuschen.

Bild: Prinzip eines Riemenantriebs, nicht die Steuerlogik der virtuellen Zelle. Offline-Alternative: Zwei Rollen und ein umlaufendes Band skizzieren.

Ein- und Ausgangsliste

Variable	Typ	Bedeutung im Lernmodell
START_NEU	Eingang, Boolesch	Genau eine neue Startflanke nach vorherigem Loslassen
STOP	Eingang, Boolesch	Virtuelle Stoppanforderung
SENSOR_GUELTIG	Eingang, Boolesch	Sensorinformation als verwendbar markiert
SENSOR_TEIL	Eingang, Boolesch	Modellierte Teilpassage
RUeSTFREI	Eingang, Boolesch	Rüstwechsel simulativ abgeschlossen
QUITTIERUNG	Eingang, Boolesch	Bewusste Bestätigung nach behobener Störung
BAND_AN	Ausgang, Boolesch	Anzeige des virtuellen Förderzustands
MELDUNG	Ausgang, Text	Status, Fehlerursache und Sperrgrund

Die Eingänge sind frei gesetzte Testdaten, keine echten Signale. Eine Quittierung hebt eine Sperre nur dann auf, wenn der Fehler beseitigt ist und die Starttaste anschließend neu betätigt wird.

Zustandsautomat des virtuellen Fördermodells

Zustände und Übergänge

Ein Zustand beschreibt, in welcher Betriebsphase sich das Lernmodell befindet; ein Übergang benennt ein Ereignis und seine Bedingungen. Verwende die Zustände BEREIT, FOERDERN, HALT, STOERUNG und NEUSTARTSPERRE. Der Anfangszustand beim Laden oder Rücksetzen ist NEUSTARTSPERRE mit BAND_AN=0. Der Wechsel zu BEREIT verlangt eine Freigabe des virtuellen Betriebs, gültigen Sensorstatus und START=0. Von BEREIT nach FOERDERN führt nur eine neue bewusste Startflanke mit RUeSTFREI=1 und SENSOR_GUELTIG=1.

Ausgangszustand	Ereignis und Bedingung	Zielzustand	BAND_AN
NEUSTARTSPERRE	Start losgelassen, virtuelle Freigabe und gültige Daten	BEREIT	0
BEREIT	Neue Startflanke, Rüstfreigabe, gültige Daten, kein Stopp	FOERDERN	1
FOERDERN	STOP=1 oder Auftragsmenge erreicht	HALT	0
FOERDERN oder BEREIT	SENSOR_GUELTIG=0	STOERUNG	0
STOERUNG	Fehler beseitigt und bewusst quittiert	NEUSTARTSPERRE	0
HALT	Start losgelassen und Bedingungen gültig	BEREIT	0
Beliebiger Zustand	Neustart der Simulation	NEUSTARTSPERRE	0

Prioritätsregel: Ungültige Daten und Stopp haben Vorrang vor Start; der Ausgang ist nur im Zustand FOERDERN bei gültigen Freigabebedingungen 1. Ansonsten ist er 0. Im echten Anlagenbau sind zusätzliche technische Schutzfunktionen nötig; hier sind dies ausschließlich Simulationsregeln.

Allgemeines Zustandsdiagramm mit Knoten und gerichteten Übergängen

Bild: Allgemeines Zustandsdiagramm aus der Informatik, kein fertiger Schaltplan der Förderzelle. Offline-Alternative: fünf Kreise mit Pfeilen gemäß Übergangstabelle zeichnen.

Pseudocode und Schrittfolge

Der folgende Pseudocode ist bewusst nicht direkt an eine SPS oder einen Aktor anschließbar. Jeder Zeitschritt verwendet einen vollständigen Satz virtueller Testwerte.

bei SIMULATIONSSTART:
  zustand := NEUSTARTSPERRE
  band_an := FALSCH
bei jedem TESTSCHRITT:
  startflanke := START und NICHT vorheriger_START
  wenn NICHT SENSOR_GUELTIG:
      zustand := STOERUNG
  sonst wenn STOP:
      zustand := HALT
  sonst wenn zustand = STOERUNG und QUITTIERUNG:
      zustand := NEUSTARTSPERRE
  sonst wenn zustand = NEUSTARTSPERRE
       und NICHT START und RUeSTFREI:
      zustand := BEREIT
  sonst wenn zustand = HALT
       und NICHT START und RUeSTFREI:
      zustand := BEREIT
  sonst wenn zustand = BEREIT
       und startflanke und RUeSTFREI:
      zustand := FOERDERN
  sonst wenn zustand = FOERDERN
       und (SOLL_ERREICHT oder NICHT RUeSTFREI):
      zustand := HALT
  band_an := (zustand = FOERDERN)
             und SENSOR_GUELTIG
             und RUeSTFREI
             und NICHT STOP
  vorheriger_START := START

Für die Vertiefung modellierst du Vorrang, Abbruch und Wiederanlauf als vollständige Übergangsfunktion. Im Pseudocode ist „SIMULATIONSSTART“ eine explizite Initialisierung; ein physischer Reset ist nicht Gegenstand des Kurses. Achtung: Wenn STOP während FOERDERN gesetzt wird, bleibt das Programm in HALT, bis START losgelassen wurde. Wer START festhält, erhält keine neue Flanke.

Lernprodukt: nachvollziehbarer Zustandsautomat

Liefer ab: (a) Diagramm mit fünf Zuständen, (b) Übergangstabelle mit Vorrangregeln, (c) Signalliste, (d) Simulationstabelle mit Zeit- oder Schrittnummer, (e) eine begründete Fehleranalyse. Das Produkt darf als Papierdiagramm, Textdatei oder offline bearbeitbare Tabelle vorliegen. Freiwillige Erweiterung: Umsetzung in einer lokalen, rein virtuellen Simulationsumgebung.

Prüfen, begründen und intelligente Assistenz abgrenzen

Drei verbindliche Testfälle

Test A – Start und Stopp: Schritt 0: Neustartsperre, START=0, SENSOR_GUELTIG=1, RUeSTFREI=1. Schritt 1: BEREIT. Schritt 2: START wechselt von 0 auf 1: FOERDERN, BAND_AN=1. Schritt 3: STOP=1: HALT, BAND_AN=0. Schritt 4: START bleibt 1, STOP=0: kein unbeabsichtigter Wiederanlauf. Schritt 5: START=0: BEREIT. Schritt 6: neue Startflanke: FOERDERN. Begründung: Ein Stopp soll die Förderung beenden und erst eine neue Handlung darf sie erneut beginnen. Test B – Sensorausfall: Während FOERDERN setze SENSOR_GUELTIG=0 bei beliebigem SENSOR_TEIL. Erwartet: STOERUNG, BAND_AN=0, verständliche Fehlermeldung. Nach Wiederherstellung genügt ein dauerhaftes START=1 nicht: erst Quittierung, Neustartsperre und eine neue Startflanke ermöglichen Fortsetzung. Begründung: Ein zweifelhafter Messwert darf nicht als gültige Prozessinformation dienen. Test C – ungewollten Neustart verhindern: Starte die Simulation neu, während START=1 vorliegt. Erwartet: NEUSTARTSPERRE und BAND_AN=0. Erst START=0, gültige Rüst- und Sensordaten sowie eine neue Startflanke aktivieren FOERDERN. Begründung: Ein erhaltenes oder hängendes Startsignal ist keine neue ausdrückliche Bedienhandlung. Die Prüfungen sind didaktische Akzeptanztests eines Modells. Sie bescheinigen keine Maschinensicherheit. Für einen absichtlich fehlerhaften Modellfall entferne testweise nur in einer Kopie die Startflankenerkennung. Dokumentiere, wie Test C dadurch scheitert; gib niemals Code für reale Maschinen frei.

Assistenz ist nicht Kontrollkern

Kontrollkern heißt hier: deterministische Zustandsübergänge, Eingangsvalidierung, feste Prioritäten und virtuelle Ausgangsentscheidung. Assistenz heißt: Ein separates System darf Prozessdaten zusammenfassen, Rüsthinweise anbieten oder nach einem Fehler Verdachtsursachen formulieren. Es darf weder BAND_AN direkt setzen noch die Sperr- und Freigabebedingungen eigenständig umschreiben. Beispiel: Eine Assistenz bemerkt mehrere simulierte Stillstände bei Los L-102 und schlägt „Sensor prüfen“ vor. Der Kontrollkern bleibt wegen SENSOR_GUELTIG=0 in STOERUNG. Selbst ein überzeugender Assistenztext ist keine Quittierung. Die Entscheidung, neu zu starten, folgt der festgelegten Testlogik und einer bewussten Handlung. Die Liebherr-Veröffentlichung „Unser Weg zur Smart Factory“ (Magazin 02/2025) dient nur als Branchenbeispiel für Variantenvielfalt, Daten und Automatisierung; sie belegt nicht die Eignung unseres erfundenen Kontrollmodells. Das Bildungsangebot bleibt herstellerunabhängig. Anspruchsvolle Vertiefung: Trenne Eingangsereignisse, Zustandsverwaltung, Diagnosemeldungen und Assistenzempfehlung als vier Schnittstellen. Begründe, weshalb Zeitstempel, Protokollversionen und beobachtbare Testspuren wichtig sind. Prüfe eine fehlerhafte Assistenzbehauptung gegen die unveränderliche Übergangstabelle.

Medien zum Vertiefen

Video: Jörn Loviscach, „Grundlagen der SPS“, veröffentlicht 11.07.2015; deutschsprachige Grundlagen. Die öffentliche Video-Metadatenseite wurde gefunden, die Abspielbarkeit im jeweiligen Land oder Schulnetz kann nicht garantiert werden. Offline-Alternative: Textabschnitte „SPS-Grundlagen“ und „Digitale Signale“ dieses Kurses.

Audio: Historischer mechanischer Federhammer mit motorischem Riementrieb (Work With Sounds / Technical Museum of Slovenia, CC BY 4.0); nur als Beispiel für hörbare Maschinenvorgänge, nicht als Messwert der virtuellen Förderzelle. Offline-Alternative: Den Unterschied zwischen Geräuschbeobachtung und digitalem Sensorsignal schriftlich erklären.

Interaktive Aufgaben

Quiz: Teste dein Wissen

Beantworte zunächst alle Fragen. Im unterstützten Quizformat markiert die Plattform richtige und falsche Antworten; die Lösungen stehen hier nicht als offene Lösungsliste. Überprüfe bei einer falschen Wahl, welche Eingangsbedingung oder Zustandsregel du übersehen hast.

Was beschreibt die Grundfunktion einer SPS am besten? (Sie verarbeitet Eingänge programmgesteuert zu Ausgängen) (!Sie misst ausschließlich Temperatur) (!Sie ersetzt grundsätzlich jede Risikobeurteilung) (!Sie benötigt keine definierten Signale)

Was bedeutet SENSOR_GUELTIG gleich null im Modell? (Der Sensormesswert darf nicht als verlässlich verwendet werden) (!Das Förderband läuft besonders schnell) (!Das Modellteil ist sicher anwesend) (!Die Auftragssumme wurde erreicht)

Was ist ein Zustandsübergang? (Ein Wechsel zwischen definierten Betriebszuständen unter einer Bedingung) (!Eine beliebige grafische Farbe des Modells) (!Die physische Position jeder Schraube) (!Ein dauernd eingeschalteter Ausgang)

Wann ist BAND_AN im definierten Modell wahr? (Nur im Zustand FOERDERN bei gültigen Freigabebedingungen) (!Immer wenn START jemals betätigt wurde) (!Immer bei einem Sensorausfall) (!Auch während des Rüstwechsels)

Was muss eine neue Startflanke kennzeichnen? (Den Wechsel von nicht gedrückt zu gedrückt) (!Eine dauerhaft gedrückte Starttaste) (!Eine zufällige Sensoränderung) (!Eine automatisch wiederkehrende Fehlermeldung)

Wie reagiert das Modell bei ungültigem Sensordatensatz während des Förderns? (Es geht in STOERUNG und schaltet BAND_AN aus) (!Es ignoriert den Wert und zählt alle Teile weiter) (!Es überträgt die Kontrolle an die Assistenz) (!Es setzt automatisch die Starttaste)

Warum führt Quittierung allein nicht direkt zum Fördern? (Weil eine Neustartsperre und eine neue bewusste Startanforderung nötig sind) (!Weil der Stückzähler automatisch gelöscht werden muss) (!Weil ein Video angesehen werden muss) (!Weil das Rüstprotokoll nie angepasst werden darf)

Welche Angabe gehört zu überprüfbaren Prozessdaten? (Auftragskennung und protokollierter Sensorstatus) (!Nur die Lieblingsfarbe des Bedieners) (!Ein nicht überprüfbares Qualitätsversprechen) (!Die Vermutung einer ungeprüften Assistenz)

Welche Aufgabe gehört zur intelligenten Assistenz? (Hinweise aus historischen Simulationseinträgen vorschlagen) (!Ungefragt den virtuellen Kontrollkern umgehen) (!Die Neustartsperre selbsttätig entfernen) (!Die Sensorvalidierung abschalten)

Was beweist ein bestandener virtueller Start Stopp Test? (Dass die modellierten Übergänge in diesem Testfall erwartungsgemäß funktionieren) (!Dass jede reale Maschine nun sicher ist) (!Dass kein weiterer Fehler denkbar ist) (!Dass keine Fachbegleitung erforderlich ist)

Rückmeldung zur Selbstkorrektur: Ordne jede unsichere Antwort einer konkreten Stelle der Signalliste, der Übergangstabelle oder der Testprotokolle zu; prüfe dann mit einem selbst gewählten Gegentest. Bei Fehlannahmen über Sicherheit beachte die ausdrückliche Trennung von Simulation und realer Anlage.

Memory: Begriffe verbinden

SPS	Programmierbare Verarbeitung von Eingängen zu Ausgängen
Startflanke	Wechsel einer Eingabe von falsch zu wahr
Zustandsautomat	Modell mit Zuständen und bedingten Übergängen
Neustartsperre	Zustand ohne Förderung bis zur neuen Startanforderung
Sensorvalidität	Kennzeichen für die Nutzbarkeit eines Messwerts
Rüstwechsel	Geplante Umstellung auf die nächste Produktvariante

Drag and Drop: Folgen zuordnen

Gesuchter Begriff	Beschriebener Modellfall
Störung	Sensorwert wird als ungültig markiert
Halt	Stoppanforderung beendet den Fördervorgang
Bereit	Start wurde losgelassen und virtuelle Freigaben liegen vor
Fördern	Neue Startflanke bei gültigen Bedingungen
Neustartsperre	Simulation wird neu geladen

Kreuzworträtsel

Sensor	Gerät zur Erfassung einer Prozessgröße
Aktor	Element zum Ausführen einer Stellhandlung
Zyklus	Wiederkehrende Programmbearbeitung
Merker	Variable zum Speichern eines Zwischenzustands
Flanke	Änderung eines binären Signalwerts
Ruestung	Geplante Umstellung einer Fertigungsvariante

LearningApps

Suche geeignete Zuordnungsübungen. Externe Suchergebnisse sind keine geprüften Kursinhalte.

Lückentext

Eine speicherprogrammierbare Steuerung heißt abgekürzt

.

Ein digitaler Eingang hat im einfachen Modell einen binären

.

Der geordnete Wechsel zwischen definierten Betriebsphasen heißt

.

Bei einem ungültigen Sensor wechselt unser Modell nach

.

Ein bewusstes Bestätigen nach einem behobenen Fehler heißt

.

Ein geplanter Wechsel zu einem anderen Modellteil ist ein

.

Die Erkennung eines Wechsels von null zu eins nennt man

.

Das getrennte System für unverbindliche Hinweise heißt

.

Offene Aufgaben

Leicht

SPS-Signalweg: Zeichne das virtuelle EVA-Schema mit Starttaste, Modelllogik und Bandanzeige und erläutere jeden Pfeil.
Digitale Signale: Erstelle eine Tabelle mit den fünf wichtigsten Eingangsvariablen und ihrer Bedeutung für wahr und falsch.
Zustände erkennen: Beschrifte die fünf Zustände und beschreibe, wann BAND_AN gleich null sein muss.
Fördermodell skizzieren: Skizziere zwei Rollen, ein Band und eine virtuelle Lichtschranke; kennzeichne alle Elemente als Simulation.

Standard

Übergangstabelle entwerfen: Übertrage die Zustände in ein gerichtetes Diagramm und verknüpfe jede Kante mit einer prüfbaren Bedingung.
Start und Stopp testen: Erstelle eine siebenzeilige Simulationstabelle für Test A und begründe die notwendige neue Startflanke.
Sensorausfall testen: Simuliere Test B mit SENSOR_GUELTIG gleich null und dokumentiere Zustand, Ausgabe und Fehlermeldung.
Rüstwechsel planen: Simuliere die Aufträge L-101 und L-102 und ergänze eine prüfbare Rüstfreigabe mit Prozessdaten.

Schwer

Ungewollten Neustart nachweisen: Stelle Test C einem absichtlich fehlerhaften Diagramm ohne Flankenerkennung gegenüber und erkläre den Unterschied.
Testabdeckung prüfen: Ergänze Grenzfälle für gleichzeitiges STOP und START sowie Stopp und Sensorausfall und begründe die Priorität.
Assistenz und Kontrollkern trennen: Entwirf eine Architektur mit unveränderlichen Kontrollregeln und einer nur lesenden Assistenzschnittstelle.
Unvollständige Prozessdaten beurteilen: Diskutiere, warum ein konstanter Sensormesswert nicht automatisch einen Ausfall beweist, und schlage eine zweite Informationsquelle vor.

Lernkontrolle

Bedingungslogik prüfen: Begründe anhand eines Gegenbeispiels, warum START allein keine ausreichende Bedingung für BAND_AN ist.
Übergänge begründen: Erkläre, warum nach einer Störung erst Quittierung und dann eine neue Startflanke nötig sind.
Drei Testfälle dokumentieren: Lege Ein- und Ausgaben für Start–Stopp, Sensorausfall und Neustartsperre tabellarisch fest und notiere beobachtete Ergebnisse.
Fehlerfall analysieren: Analysiere ein Modell, das nach Neustart mit START gleich eins sofort fördert; benenne die verletzte Regel.
Prozessdaten interpretieren: Beurteile anhand eines erfundenen Datensatzes, ob ein gezähltes Teil wirklich bestätigt ist.
Architekturtransfer: Entscheide, ob ein Assistenzvorschlag den Kontrollkern beeinflussen darf, und erkläre deine Entscheidung.

Lernnachweis

Dein eigenständiger Lernnachweis besteht aus einem Zustandsdiagramm, einer Signalliste, einer Übergangstabelle, drei Testprotokollen und einer kurzen Fehlerbegründung. Die Testprotokolle enthalten mindestens Schritt, Ausgangszustand, Eingangskombination, Folgezustand, BAND_AN, erwartetes und beobachtetes Ergebnis. Kennzeichne ausdrücklich den Test, in dem ein ungewollter Neustart verhindert wurde. Bewertungskriterien: fachliche Richtigkeit, vollständige Bedingungen, nachvollziehbare Zustandsübergänge, reproduzierbare drei Tests, Erklärung des fehlerhaften Neustarts und klare Trennung von Kontrollkern und Assistenz. Dein Artefakt gilt als Unterrichtsleistung, nicht als technische Freigabe. Ohne Rechner kannst du alle Tests in einer Papiertabelle simulieren.

OER und Wikipedia

Quellenstand: 21.10.2026. Normstand ist IEC 61131-3:2025, Ausgabe 4.0 vom 22.05.2025 (verbindlicher Normtext teils kostenpflichtig); die frei einsehbare PLCopen-Zusammenfassung dient als ergänzender Einstieg. Ältere Lehrmaterialien können vom aktuellen Ausgabestand abweichen. Gazebo Sim, Harmonic: Sensors erklärt Simulationssensoren, ohne eine Sicherheitsbewertung unserer Übung zu liefern. Liebherr: Unser Weg zur Smart Factory, 02/2025 liefert Branchenkontext für kleinere Lose. Wikipedia: Speicherprogrammierbare Steuerung liefert eine frei zugängliche Einführung, ist aber kein Normersatz.

Mediennachweise und Nutzung: Alle folgenden Dateiseiten sind echte Wikimedia-Commons-Dateiseiten. Die vorgeschriebenen Urheber- und Lizenzhinweise sind beim Weiterverwenden zu beachten; insbesondere ist bei CC BY-SA eine Bearbeitung entsprechend zu kennzeichnen. Bildvorschauen erscheinen durch Einbindung der genannten Dateien. Offline sind die zugehörigen Bildbeschreibungen, Signal- und Übergangstabellen nutzbar.

Datei	Commons-Dateiseite	Urheberschaft	Lizenz
File:PLC Block Diagram.jpg	Original	ProVision; Metadaten auch Mithil Kadam	CC BY-SA 4.0
File:Riemengetriebe.svg	Original	Kmhkmh	Lizenzangabe der Datei
File:Finite-state machine state-diagram.png	Original	Maggyero	CC BY-SA 4.0
File:WWS Mechanicalspringhammersmaller.ogg	Audiodatei	Work With Sounds / Technical Museum of Slovenia; Ton: Dušan Oblak	CC BY 4.0

Video-Nachweis: Grundlagen der SPS, Jörn Loviscach, YouTube, 11.07.2015; Wiedergaberechte und regionale Erreichbarkeit können sich ändern. Das Video wird verlinkt/eingebettet, nicht als OER zur Weiterbearbeitung ausgegeben. Es sind keine eigenen Bilder, Ton- oder Animationsdateien erzeugt worden. Unsicherheiten: Die vorhandene MOOCwiki-Grundlagenseite war beim Abruf nicht zuverlässig verfügbar; der Kurs ersetzt eine Detailüberprüfung dieser Seite durch eine kurze eigenständige Wiederholung. Ein Commons-Schema und das SPS-Video sind illustrative Quellen, keine Validierung unseres Modells. Audio, Bilder und Video sind optional; die Lernziele sind ohne Zugriff darauf bearbeitbar.