Erstellen einer Wendeschützschaltung (WSS) für eine dreiphasige Asynchronmaschine

Kompetenzbereich/Fach:
Berufsfachliche Kompetenz

Klasse/Jahrgangsstufe:
2. Ausbildungsjahr

Schulart/Berufsfeld/Beruf:
Berufsschule / Elektrotechnik / Elektroniker/Elektronikerin für Automatisierungstechnik

Lehrplan-/Lernfeldbezug:
LF 7, Steuerungen für Anlagen programmieren und realisieren
LF 8, Antriebssysteme auswählen und integrieren

Zeitumfang:
4 UE

Betriebssystem/e:
Tablet mit Android-Version 7.0, MS Windows

Apps:
Fachlich: Simulationsprogramm VPS Relais1, Zeichenprogramm auf dem Tablet
Überfachlich: YouTube

Technische Settings:
Beamer, Auszubildendentablets Samsung Galaxy Tab A (2016), Laptop, WLAN

Kurzbeschreibung und Lernziele dieser Unterrichtssequenz für den Tablet-Einsatz :
Im Lernfeld 7 „Steuerungen für Anlagen programmieren und realisieren“ und im Lernfeld „Antriebssysteme auswählen und integrieren“ werden die verschiedenen Umsetzungsmethoden der Automatisierungstechnik beschrieben. Als praktisches Unterrichtsbeispiel für den Tablet Unterricht wird hier die Wendeschützschaltung einer Drehstromasynchronmaschine beschrieben. Die Schülerinnen und Schüler (SuS) erhalten zunächst das Unterrichtsmaterial (Videos, Arbeitsblätter, Schaltpläne) in digitaler Form. Anhand des Einführungsvideos wird zunächst eine dreiphasige Asynchronmaschine (ASM) am Drehstromnetz im Betrieb gezeigt und die Fragestellung erörtert welche Möglichkeiten sich ergeben, um die Drehrichtung der ASM zu ändern. Es wird gezeigt, dass durch vertauschen zweier Außenleiter die Drehrichtung der ASM sich ändern lässt. Der Aufbau in einer Verbindungsprogrammierte Steuerung (VPS) wird anhand des vorliegenden Schaltplans (Steuerstromkreis) erarbeitet und soll anschließend praktisch aufgebaut und von den SuS präsentiert werden (z.B. kurzes Video mit dem Tablet). Der Hauptstromkreis der Wendeschützschaltung wird zeichnerisch in die bereitgestellten Unterlagen eingezeichnet.
Der Steuerstromkreis der VPS kann mit der Softwaresimulation Relais1 am Tablet nachgebildet und beliebig erweitert werden (z.B. Wendeschützschaltung mit direkter Drehrichtungsumkehrung oder nur nach STOP usw.)
Das abschließende Unterrichtsgespräch, die Ergebnissicherung und die Lernzielkontrolle werden der Lehrkraft überlassen.

Ausblick für weitere Unterrichtseinheiten: Die VPS soll durch eine Speicherprogrammierbare Steuerung (SPS) ersetzt werden. Aufgabe der SuS ist es die Eingänge (Ein-Aus-Taster, Sensoren) und Ausgänge (Aktoren, Schütze) zuzuordnen. Die anschließende Umsetzung der Automatisierung erfolgt mit der Software TIA Portal der Firma Siemens.