Versuche und Experimente

Transkript

1 Sehr geehrte Lehrerinnen und Lehrer, im Schülerlabor an der Rheinischen Fachhochschule Köln haben Schülerinnen und Schüler die Möglichkeit verschiedene Bereiche der Automatisierungstechnik kennen und verstehen zu lernen. In dieser Broschüre erläutern wir Ihnen unsere Versuche und Experimente, damit Sie sich einen Eindruck über unsere Arbeit verschaffen können. Im Anschluss möchten wir Ihnen mögliche Tagesabläufe für einen Besuch im Schülerlabor an der Rheinischen Fachhochschule Köln vorstellen. Ergänzend zu unserem Angebot besteht selbstverständlich die Möglichkeit, nach vorheriger Absprache, an den Lehrplan angepasste Aufgabenstellungen anzubieten, welche das in der Schule vermittelte Wissen durch praktische Übungen vertiefen bzw. ergänzen. Die entsprechenden Kontaktdaten finden Sie am Ende dieser Broschüre. Versuche und Experimente Logische Verknüpfungen Grundlage für die Programmierung speicherprogrammierbarer Steuerungen (SPS) sind logische Verknüpfungen. Um den Schülerinnen und Schülern den Einstieg in die Programmierung möglichst einfach zu gestalten, setzen wir bei der Wissensvermittlung auf eine interaktive Darstellung und die Einbeziehung aller Gruppenmitglieder. Im Anschluss an die Vorstellung der grundlegenden logischen Verknüpfungen in der Großgruppe haben die Schülerinnen und Schüler die Möglichkeit das erlernte Wissen in Kleingruppen zu vertiefen. Hierfür steht uns im Schülerlabor neben speicherprogrammierbaren Steuerungen auch ein interaktives Whiteboard und speziell für den Lehrbetrieb entwickelte Visualisierungssoftware zur Verfügung.

2 Ablaufsteuerung - Ampel Zum Einstieg in die Programmierung speicherprogrammierbarer Steuerungen betrachten wir zusammen mit den Schülerinnen und Schülern zunächst den Ablauf einer Verkehrsampel. Ausgehend von diesem Ablauf wird zusammen mit den Schülerinnen und Schülern ein Ablaufplan erarbeitet, welcher in einem nächsten Schritt in die Programmiersprache SFC (Sequential Function Chart, IEC Teil3) überführt wird. Nachdem das Programm in der Großgruppe erstellt wurde, haben die Schüler wieder die Möglichkeit das gelernte Wissen anzuwenden, indem sie das Programm in Kleingruppen selbstständig entwerfen und programmieren. Abschließend wird das selbst erstellte Programm an einem Ampelmodell mit angeschlossener SPS getestet.

3 In Abhängigkeit von Gruppengröße und Lerngeschwindigkeit stehen weiterführende Übungen, wie die Programmierung einer Ampel- Kreuzung mit oder ohne Induktionsschleifenmodell zur Verfügung. Hierdurch haben wir die Möglichkeit den Umfang und die Schwierigkeit der Aufgaben individuell an die Schülergruppe anzupassen. Modellanlage Allgemeines Das Schülerlabor an der Rheinischen Fachhochschule Köln verfügt über eine eigene Modellanlage. Diese besteht aus zwölf Teilmodulen, welche mithilfe von Industriekomponenten und speicherprogrammierbaren Steuerungen sowohl fertigungstechnische, als auch grundlegende verfahrenstechnische Aufgaben realisieren. Zu Beginn Ihres Besuchs möchten wir Sie dazu einladen sich den verfahrens- und fertigungstechnischen Ablauf dieser Anlage näher

4 anzuschauen. Während eines Rundgangs erläutern wir Ihnen gerne die Funktion, sowie die Aufgaben jeder Teilanlage. Station Puffern Das Teilmodul Puffern hat die Aufgabe, die von der Roboterstation ankommenden Deckel auf Vorrat zu halten und einzeln an die nachfolgende Station weiterzuleiten. Zur Erfüllung dieser Aufgabe stehen eine speicherprogrammierbare Steuerung, mehrere optische Sensoren, ein elektrisch betriebenes Förderband, sowie eine pneumatisch betriebene Vereinzelungsmechanik zur Verfügung. Die Programmierung dieser und der nachfolgenden Stationen der Modellanlage erfolgt eigenständig. Die Schülerinnen und Schüler erhalten hierfür gut dokumentierte Versuchsunterlagen, die Schritt für Schritt durch die Programmierung führen. Bei Fragen und Problemen steht das Laborpersonal hilfsbereit zur Seite. Station Trennen Das Teilmodul Trennen hat die Aufgabe, die von der Station Puffern übergebenen Deckel auf ihre Lage hin zu untersuchen. Hierbei wird mittels eines optischen Abstandsensors überprüft, ob die Deckel korrekt auf dem Band liegen. Ist dies nicht der Fall werden fehlerhafte Deckel automatisch aussortiert.

5 Station Handhaben Das Teilmodul Handhaben hat die Aufgabe, die fehlerfreien Deckel an die Station Abfüllen zu übergeben. Hierfür stehen ein pneumatisch betriebener Greifarm, sowie mehrere induktive und optische Sensoren zur Verfügung. Station Warenein-/ausgang Das Teilmodul Warenein-/ausgang hat die Aufgabe fertig produzierte Warenträger vom Förderband zu nehmen und auf die Ausgaberampen zu verteilen, sowie neue Warenträger vom Zuführband auf das Förderband zu transportieren. Hierfür stehen ein elektrisch betriebenes Förderband, sowie ein pneumatisch betriebener Greifarm zur Verfügung.

6 Zeitplan / Ablauf der Versuche und Experimente An dieser Stelle möchten wir Ihnen gerne einen möglichen Tagesablauf vorstellen, sowie darauf eingehen, zu welchem Zeitpunkt welche Versuche und Experimente durchgeführt werden. Bitte beachten Sie, dass dies lediglich ein Vorschlag unsererseits ist und wir gerne, nach Absprache mit Ihnen, einen individuellen Plan erstellen. Möglicher Tagesablauf Uhrzeit Thema 9:00 Uhr Ankommen, Vorstellung des Teams, Laborregeln etc. 9:15 Uhr Informationen über die Rheinische Fachhochschule Was ist ein Ingenieur? 10:00 Uhr Rundgang um die Modellanlage Erläuterung Funktion und Aufgaben der Teilmodule 10:20 Uhr Frühstückspause 10:40 Uhr Logische Verknüpfungen - Zunächst in der Großgruppe - Anschließend in Kleingruppen - Vergleichen der Ergebnisse 11:30 Uhr Ablaufsteuerung Ampel - Was ist eine Ablaufsteuerung?

7 - Wie gehe ich ein Projekt an? - Erstellen des Ablaufplans in der Großgruppe - Erstellen des Ablaufplans in Kleingruppen 12:15 Uhr Mittagspause 12:45 Uhr Ablaufsteuerung Ampel - Erstellen des Ablaufplans in Kleingruppen - Testen der Programme - Verteilen weiterer Versuche (Ampelkreuzung), je nach Fortschritt - Testen der Programme 13:45 Uhr Treffen in der Großgruppe Klären von Fragen Ausfüllen der Feedback-Bögen 14:00 Uhr Abschluss Ablauf der Versuche und Experimente Da es nicht möglich ist alle Versuche und Experimente an einem Tag zu behandeln möchten wir Ihnen nachfolgend einen möglichen Ablauf der Versuche und Experimente aufzeigen. In Klammern ist jeweils die eingesetzte Programmiersprache nach IEC Teil3 angegeben. Termin Versuche und Experimente 1 Vorstellung der Rheinischen Fachhochschule Logische Verknüpfungen Ablaufsteuerung Ampel (SFC) Ablaufsteuerung Ampelkreuzung (SFC) 2 Station Puffern (SFC) Station Trennen (SFC) 3 Evtl. Station Trennen (SFC) Station Handhaben (SFC) Evtl. Station Warenein-/ausgang (SFC/FBS) 4 Station Warenein-/ausgang (SFC/FBS) 5 Übergang SFC nach FBS/LD/IL Für Ihre Fragen und Anregungen stehen wir Ihnen gerne jederzeit zur Verfügung! Nehmen Sie Kontakt zu uns auf!

8 zdi-schülerlabor an der Rheinischen Fachhochschule Köln Aline Hübben Vogelsanger Str Köln Tel.: 0221/ Weiterführende Informationen finden Sie ebenfalls im Internet, unter: Wir freuen uns auf eine spannende, erlebnisreiche Zeit mir Ihnen und Ihren Schülerinnen und Schülern! Kooperationspartner ist das zdi-zentrum Köln: zdi-zentrum Köln Inga Fokken Lernende Region Netzwerk Köln Julius-Bau-Str Köln [email protected]