MINT üben

Was ist Automatisierung?

Übungen zu automatisierten Prozessen — Sensor, Steuergerät und Aktor, Steuerung und Regelung.

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Übungsaufgaben

Dreißig Übungen in gemischter Reihenfolge — du klickst, ziehst, ordnest, rechnest und knobelst. Jede Übung gibt dir sofort eine Rückmeldung, und zu jeder Aufgabe gibt es zwei gestufte Tipps: Der erste zeigt die Richtung, der zweite den entscheidenden Schritt. Die Chips zeigen das Anforderungsniveau: AFB I heißt wiedergeben und direkt anwenden, AFB II selbst entscheiden und verknüpfen, AFB III begründen, beurteilen oder eine Falle durchschauen. Aufgaben mit dem Chip Mix verbinden Wissen aus früheren Unterkapiteln, bei Trick steckt eine Falle drin. Fährst du über ein unterstrichenes Arbeitswort, siehst du, was es genau von dir verlangt.

A1
Die Schiebetür im Supermarkt
AFB I

Ordne jedem nummerierten Teil der automatischen Schiebetür seine Rolle oder seinen Namen zu. Nicht jedes Schild wird gebraucht.

Ziehe jedes passende Etikett auf seine Markierung — oder klicke erst das Etikett und dann die Markierung. Tastatur: Etikett mit Enter wählen, dann die Ziffer der Markierung drücken; 0 legt es zurück. Nicht jedes Etikett wird gebraucht.
Der Bewegungsmelder über der Tür ist der Sensor, die Platine links wertet sein Signal aus (Steuergerät), und der Motor rechts ist der Aktor, der die Glastür verschiebt. Display und Akku gehören nicht in diese Abbildung.
Frage dich bei jedem Teil: Misst es, entscheidet es oder bewegt es etwas?
Der Kasten mit dem Auge in der Mitte misst nur. Der Motor rechts bewegt die Türflügel.
A2
Die Regelschleife einer Heizung
AFB II

Eine Heizungssteuerung hält die Raumtemperatur konstant. Erkläre die Regelschleife, indem du die fünf Schritte in die richtige Reihenfolge bringst.

Ziehe die Karten in die richtige Reihenfolge — mit der Tastatur: ↑/↓ verschiebt, Shift+↑/↓ wechselt nur den Fokus.
1 Der Temperaturfühler misst die aktuelle Raumtemperatur.
2 Das Steuergerät vergleicht den Messwert mit dem eingestellten Sollwert.
3 Es entscheidet, ob geheizt werden muss.
4 Das Ventil wird entsprechend geöffnet oder geschlossen.
5 Nach kurzer Zeit wird erneut gemessen.
Entscheidend ist der letzte Schritt: Weil erneut gemessen wird, entsteht ein Kreis statt einer Kette. Genau das unterscheidet eine Regelung von einer bloßen Steuerung — die Regelung merkt, ob ihre eigene Maßnahme gewirkt hat.
Der Kreis beginnt mit einer Messung.
Nach der Entscheidung handelt der Aktor. Danach läuft alles von vorn, weil wieder gemessen wird.
A3
Wie automatisch ist es?
AFB I

Zeichne jedes Beispiel an der passenden Stufe des Automatisierungsgrads ein: Stufe 1 = von Hand, Stufe 2 = mit Werkzeug, Stufe 3 = teilautomatisch, Stufe 4 = vollautomatisch.

Ziehe jede Karte am Griff ⠿ auf den Zeitstrahl — sie rastet an der nächsten Marke ein. Ohne Ziehen: Karte antippen, dann auf den Zeitstrahl tippen. Tastatur: Enter nimmt die Karte, ←/→ (oder ↑/↓) springt von Marke zu Marke, Enter setzt, Entf legt zurück.
Stufe 1, von Hand: Der Mensch macht alles. Stufe 2, mit Werkzeug: Er nutzt ein Hilfsmittel. Stufe 3, teilautomatisch: Die Maschine macht einen Teil allein, der Mensch lädt und startet. Stufe 4, vollautomatisch: Es läuft nach festen Regeln von selbst. Der Kaffeevollautomat heißt zwar „voll“, braucht aber noch einen Menschen — er ist teilautomatisch.
Frage dich: Wer erledigt den größten Teil der Arbeit — der Mensch oder die Maschine?
Wenn der Mensch noch einlädt oder startet, ist es höchstens teilautomatisch.