Arbeitsblätter & Unterrichtsmaterial für Elektroniker für Automatisierungstechnik

Ziele: Die Schülerinnen und Schüler informieren sich über Aufgaben, Arbeitsanforderungen, Tätigkeiten und exemplarische Arbeitsprozesse ihres Berufes. Die Schülerinnen und Schüler analysieren elektrotechnische Systeme auf der Anlagen-, Geräte-, Baugruppen- und Bauelementeebene sowie Wirkungszusammenhänge zwischen den einzelnen Ebenen. Dabei lesen und erstellen sie technische Unterlagen. Sie bestimmen Funktionen und Betriebsverhalten ausgewählter Bauelemente und Baugruppen und deren Aufgaben in elektrotechnischen Systemen. Die Schülerinnen und Schüler beschaffen dazu selbstständig Informationen und werten sie aus. Englischsprachige technische Dokumentationen werten sie unter Zuhilfenahme von Hilfsmitteln aus. Zur Analyse und Prüfung von Grundschaltungen und zum Erkennen allgemeiner Gesetzmäßigkeiten der Elektrotechnik ermitteln die Schülerinnen und Schüler elektrische Größen messtechnisch und rechnerisch, dokumentieren und bewerten diese. Die Schülerinnen und Schüler prüfen die Funktion elektrischer Schaltungen und Betriebsmittel. Sie analysieren und beheben Fehler. Die Schülerinnen und Schüler realisieren Aufgaben im Team und kommunizieren fachsprachlich korrekt. Sie wenden Methoden der Arbeits-, Zeit- und Lernplanung an. Sie handeln verantwortungsbewusst unter Berücksichtigung sicherheitstechnischer Aspekte. Inhalte: - Betriebliche Strukturen, Arbeitsorganisation, betriebliche Kommunikation - Produkte, Dienstleistungen - Schaltpläne, Schaltzeichen - Elektrische Betriebsmittel, Grundschaltungen, elektrische Grundgrößen - Verhalten und Kennwerte exemplarischer Bauelemente und Funktionseinheiten - Gefahren des elektrischen Stromes, Sicherheitsregeln, Arbeitsschutz - Messverfahren, Funktionsprüfung, Fehlersuche - Teamarbeit - Methoden der Informationsbeschaffung und -aufbereitung

Ziele: Die Schülerinnen und Schüler analysieren Aufträge zur Installation der Energieversorgung von Anlagen und Geräten. Die Schülerinnen und Schüler planen Installationen unter Berücksichtigung typischer Netzsysteme und der erforderlichen Schutzmaßnahmen. Sie erstellen Schalt- und Installationspläne auch rechnergestützt. Sie bemessen die Komponenten und wählen diese unter funktionalen, ökonomischen und ökologischen Aspekten aus. Die Schülerinnen und Schüler wenden Fachbegriffe der Elektroinstallationstechnik an. Sie werten Informationen auch in englischer Sprache aus. Die Schülerinnen und Schüler planen die typischen Abläufe bei der Errichtung von Anlagen. Dabei bestimmen sie die Vorgehensweise zur Auftragserfüllung, Materialdisposition und Abstimmung mit anderen Beteiligten, wählen die Arbeitsmittel aus und koordinieren den Arbeitsablauf. Sie ermitteln die für die Errichtung der Anlagen entstehenden Kosten, erstellen Angebote und erläutern diese den Kunden. Die Schülerinnen und Schüler errichten Anlagen. Sie halten dabei die Sicherheitsregeln unter Berücksichtigung der Unfallverhütungsvorschriften beim Arbeiten in und an elektrischen Anlagen ein. Sie erkennen mögliche Gefahren des elektrischen Stromes und berücksichtigen einschlägige Sicherheitsbestimmungen und Schutzmaßnahmen. Die Schülerinnen und Schüler nehmen Anlagen in Betrieb, protokollieren Betriebswerte und erstellen Dokumentationen. Sie prüfen die Funktionsfähigkeit der Anlagen, suchen und beseitigen Fehler. Sie übergeben die Anlagen an die Kunden, demonstrieren die Funktion und weisen in die Nutzung ein. Die Schülerinnen und Schüler bewerten ihre Arbeitsergebnisse zur Optimierung der Arbeitsorganisation. Sie erstellen für die bearbeiteten Aufträge eine Rechnung. Inhalte: - Auftragsplanung, Auftragsrealisierung - Energiebedarf einer Anlage oder eines Gerätes - Sicherheitsbestimmungen - Installationstechnik - Betriebsmittelkenndaten - Schaltplanarten - Leitungsdimensionierung - Arbeitsorganisation - Kostenberechnung, Angebotserstellung

Ziele: Die Schülerinnen und Schüler planen Änderungen und Anpassungen von Steuerungen nach Vorgabe. Die Schülerinnen und Schüler analysieren Anlagen und Geräte und visualisieren den strukturellen Aufbau sowie die funktionalen Zusammenhänge. Sie bestimmen Steuerungen und unterscheiden zwischen Steuerungs- und Regelungsprozessen. Die Schülerinnen und Schüler unterscheiden Techniken zur Realisierung von Steuerungen und bewerten deren Vor- und Nachteile auch unter ökonomischen und sicherheitstechnischen Aspekten. Die Schülerinnen und Schüler ändern Steuerungen und wählen dazu Baugruppen und deren Komponenten nach Anforderungen aus. Sie nehmen die gesteuerten Systeme in Betrieb, prüfen die Funktionsfähigkeit, erfassen Betriebswerte messtechnisch und nehmen notwendige Einstellungen vor. Sie dokumentieren die technischen Veränderungen unter Nutzung von Standard-Software und anwendungsspezifischer Software. Die Schülerinnen und Schüler organisieren ihre Lern- und Arbeitsaufgaben selbstständig sowie im Team. Sie analysieren, reflektieren und bewerten dabei gewonnene Erkenntnisse. Sie werten englischsprachige Dokumentationen unter Nutzung von Hilfsmitteln aus und wenden auch englische Fachbegriffe zur schriftlichen Darstellung von Sachverhalten der Steuerungstechnik an. Inhalte: - Blockschaltbild, EVA-Prinzip, Sensoren, Aktoren, Schnittstellen - Wirkungskette, Funktionsbeschreibungen - Verbindungs- und speicherprogrammierte Signalverarbeitung - Logische Grundverknüpfungen, Speicherfunktionen - Normen, Vorschriften und Regeln - Technische Dokumentationen

Ziele: Die Schülerinnen und Schüler planen die Bereitstellung und die Erweiterung informationstechnischer Systeme nach Pflichtenheft. Sie analysieren Systeme, prüfen die technische und wirtschaftliche Durchführbarkeit der Aufträge und bieten Lösungen an. Sie recherchieren deutsch- und englischsprachige Medien durch Nutzung von Netzwerken. Die Schülerinnen und Schüler wählen Hard- und Softwarekomponenten unter Berücksichtigung von Funktion, Leistung, Einsatzgebiet, Kompatibilität, Ökonomie und Umweltverträglichkeit aus und beschaffen diese. Die Schülerinnen und Schüler installieren und konfigurieren informationstechnische Systeme sowie aufgabenbezogen Standard- und anwendungsspezifische Software und wenden diese an. Sie integrieren informationstechnische Systeme in bestehende Netzwerke und führen die dazu notwendigen Konfigurationen durch. Die Schülerinnen und Schüler berücksichtigen gesetzliche Bestimmungen zum Datenschutz und zum Urheber- und Medienrecht. Sie setzen ausgewählte Maßnahmen zur Datensicherung und zum Datenschutz ein. Die Schülerinnen und Schüler dokumentieren und präsentieren die Arbeitsabläufe und -ergebnisse zur Bereitstellung von informationstechnischen Systemen. Dazu setzen sie Software zur Textgestaltung, Tabellenerstellung, grafischen Darstellung und Präsentation ein. Inhalte: - Funktion und Struktur des Pflichtenheftes - Hardware, Betriebssysteme, Standard- und anwendungsspezifische Software - Beschaffungsprozess - Installations- und Konfigurationsprozesse von Hard- und Softwarekomponenten - Ergonomische Arbeitsplatzgestaltung - Werkzeuge und Methoden zur Diagnose und Fehlerbehebung - Lokale und globale Netzwerke, Datenübertragungsprotokolle - Datensicherung und Datenschutz, Urheber- und Medienrecht - Präsentationstechniken und -methoden

Ziele: Die Schülerinnen und Schüler planen die Elektroenergieversorgung für Betriebsmittel und Anlagen. Sie analysieren und klassifizieren Möglichkeiten der Elektroenergieversorgung nach funktionalen, ökonomischen und ökologischen Aspekten. Die Schülerinnen und Schüler dimensionieren Anlagen unter Berücksichtigung von Netzsystemen und Schutzmaßnahmen. Dazu wählen sie Komponenten der Anlagen aus, bemessen diese und erstellen Schaltpläne unter Nutzung von Fachliteratur, Datenblättern und Gerätebeschreibungen, auch in audiovisueller und virtueller Form sowie in englischer Sprache. Die Schülerinnen und Schüler kontrollieren bei Errichtung, Inbetriebnahme und Instandhaltung von Anlagen der Elektroenergieversorgung und bei Betriebsmitteln die Einhaltung von Normen, Vorschriften und Regeln zum Schutz gegen elektrischen Schlag, zum Arbeitsschutz und zur Unfallverhütung. Die Schülerinnen und Schüler prüfen ortsfeste und ortsveränderliche elektrische Betriebsmittel und nehmen diese in Betrieb. Sie protokollieren Betriebswerte und Prüfergebnisse und ordnen diese in eine Dokumentation ein. Die Schülerinnen und Schüler weisen die Nutzer in das Betreiben der Anlagen ein. Inhalte: - Schalt- und Verteilungsanlagen - Umweltverträglichkeit - Spannungsebenen - Wechsel- und Drehstromsystem - Netzsysteme - Schutzeinrichtungen - Mess- und Prüfmittel - Prüfprotokolle - Schutzklassen, Isolationsklassen - Schutzarten - Nutzereinweisung

Ziele: Die Schülerinnen und Schüler bereiten die Prüfung automatisierter Anlagen vor. Dazu analysieren sie Anlagen mit mechanischen, elektrischen, pneumatischen und hydraulischen Komponenten unter Nutzung von Plänen und Dokumentationen auch in audiovisueller und virtueller Form. Sie fassen die Anlagenkomponenten zu Funktionseinheiten zusammen, definieren Schnittstellen und stellen die Funktionsstruktur von Anlagen grafisch dar. Sie untersuchen arbeitsteilig Signal-, Energie- und Stoffflüsse von Funktionseinheiten sowie deren Komponenten und leiten daraus deren Funktion und deren Übertragungsverhalten ab. Die Schülerinnen und Schüler führen Funktionsprüfungen, Sichtprüfungen und Messungen an einzelnen Komponenten und den Anlagen durch, speziell unter den Aspekten Betriebssicherheit und Personenschutz. Sie eignen sich die Handhabung der notwendigen Mess- und Prüfgeräte an und nutzen deren Betriebsanleitungen, auch in englischer Sprache. Sie dokumentieren und präsentieren die Ergebnisse der Prüfungen, erstellen und ändern Pläne auch mit digitalen Medien. Inhalte: - Verlegeplan, Stromlaufplan, Pneumatik- oder Hydraulikplan, Technologieschema - Baugruppen der MSR-Technik - Messung elektrischer und nichtelektrischer Größen, Messkette - Sensoren, Aktoren - Übertragungsfunktionen von Strecken - Schnittstellen - Steuer- und Hauptstromkreis - Betriebsarten - Start-Stopp-Funktionen - Vermeidung von unerwartetem Anlauf, Zweihandschaltung - Handlungen im Notfall - Berührungslos wirkende Schutzeinrichtungen - Redundanz und Diversität - aktuelle Kommunikationsmedien und -formen - interdisziplinäre Teamarbeit

Ziele: Die Schülerinnen und Schüler planen Anlagensteuerungen nach Pflichtenheft. Sie entwickeln Lösungsvarianten im Team auch interdisziplinär. Sie wählen dazu geeignete Lösungen sowie Baugruppen, Bussysteme, Sensoren und Aktoren aus. Die Schülerinnen und Schüler entwerfen und erstellen normenkonform Steuerungsprogramme auch mit bibliotheksfähigen Funktionen und Funktionsbausteinen. Sie testen und dokumentieren diese. Die Schülerinnen und Schüler programmieren Verknüpfungssteuerungen, auch mit Zeit- und Zählfunktionen. Sie entwickeln, testen und dokumentieren lineare und verzweigte Ablaufsteuerungen mit unterschiedlichen Betriebsarten. Die Schülerinnen und Schüler programmieren mehrachsige Bewegungsabläufe oder verfahrenstechnische Abläufe. Die Schülerinnen und Schüler erstellen umfangreiche Programme im Team, treffen notwendige Absprachen, definieren Übergabepunkte und fügen Programmteile zusammen. Sie nutzen zur Programmierung auch englischsprachige Softwareoberflächen. Die Schülerinnen und Schüler realisieren die Steuerungen, präsentieren diese den Betreibern und weisen in die Nutzung ein. Inhalte: - Kompakte, modulare und rechnerbasierte Steuerungen, Baugruppen - Bussystem auf Feldebene - Digitale und analoge Signalverarbeitung - Strukturierte Programmierung - Entwurfsverfahren - Schrittketten - Programmiersprachen, auch grafische - Variablendeklaration, Instanzierung, symbolische Adressierung - Datenformate - Prozess-Datenerfassung, und -speicherung - Programmsimulation, Fehlersuche, Fehleranalyse - Anlagensicherheit durch Hardware und Programmierung - Onlinehilfe

Ziele: Die Schülerinnen und Schüler wählen elektrische und pneumatische Antriebe sowie zugehörige Komponenten entsprechend den Prozessanforderungen aus. Sie bewerten die Antriebe hinsichtlich ihrer Eignung, auch unter ökonomischen Aspekten. Die Schülerinnen und Schüler installieren elektrische Antriebssysteme EMV-gerecht. Sie verbinden die Antriebssysteme mit den zu betreibenden Anlagenteilen und fassen diese zu Funktionseinheiten zusammen. Zur Realisierung der definierten Funktionen parametrieren sie elektrische und pneumatische Antriebssysteme. Die Schülerinnen und Schüler integrieren Antriebssysteme in Steuerungen und Regelungen und führen die notwendigen Parametrierungen durch. Dabei berücksichtigen sie die einschlägigen sicherheitstechnischen Normen und Schutzmaßnahmen. Die Schülerinnen und Schüler nutzen auch englischsprachige Fachbegriffe zur Darstellung von Sachinformationen der Antriebstechnik. Inhalte: - Baugruppen und Komponenten, Isolationsklassen - Analoge, digitale und programmierbare Sensoren - Stromrichter - Servoventile - Drehzahlregelung, Lageregelung - Standardregler - Reglereinstellungen - Bussysteme auf Feldebene - Kinematik - Handhabungsautomaten

Ziele: Die Schülerinnen und Schüler planen die Integration von Steuerungssystemen und Systemkomponenten über Kommunikationssysteme mit informationstechnischen Systemen. Die Schülerinnen und Schüler erfassen und analysieren den Datenaustausch zwischen den einzelnen Systemen sowie Komponenten. Dazu setzen sie Instrumente zur Programmentwicklung, Datenverwaltung und Visualisierung ein. Die Schülerinnen und Schüler kommunizieren unter Nutzung unterschiedlicher Medien mit den am Prozess beteiligten Personen, treffen Absprachen und Vereinbarungen. Sie nutzen auch englischsprachige Informationsquellen. Die Schülerinnen und Schüler vernetzen dezentrale Steuerungssysteme mit einem übergeordneten System. Sie wählen entsprechend den Prozessanforderungen Kommunikationssysteme und Schnittstellenkomponenten aus, konfigurieren und parametrieren diese. Die Schülerinnen und Schüler installieren, konfigurieren und parametrieren Anwendersoftware für übergeordnete Systeme, Maschinen- und Prozesssteuerungen unter Berücksichtigung der Betriebs- und Anlagensicherheit. Die Schülerinnen und Schüler dokumentieren die Arbeitsergebnisse. Inhalte: - Netzwerksysteme, -komponenten und -topologien - Übertragungsmedien - Netz- und Stationsadressen - Bustechnik: Monomaster- und Multimastersysteme - Zugriffsverfahren und Protokolle - Echtzeitfähigkeit - serviceorientierte Architektur - informationstechnische Schutzziele Verfügbarkeit, Integrität, Vertraulichkeit und Authentizität - Tabellarische und grafische Messdatenpräsentation - Mensch-Maschine-Interface - Produktionsplanung und -steuerung zu übergeordneten Datenbanksystemen

Ziele: Die Schülerinnen und Schüler prüfen arbeitsteilig die Funktionen der in Betrieb zu nehmenden Systemkomponenten mit Hilfe der technischen Unterlagen, auch in audiovisueller und virtueller Form. Die Schülerinnen und Schüler analysieren Verfahren zur Inbetriebnahme von automatisierten Systemen und legen die Vorgehensweise fest. Sie verknüpfen die einzelnen Komponenten zu funktionsfähigen Automatisierungssystemen und führen die Inbetriebnahme durch. Die Schülerinnen und Schüler führen prozessbedingte Änderungen an Steuerungen und Regelungen durch, nutzen die Möglichkeiten von Diagnosesystemen und interpretieren Funktions- und Fehlerprotokolle. Die Schülerinnen und Schüler prüfen, justieren und stellen Sicherheitseinrichtungen ein. Sie beachten dabei die Betriebssicherheit sowie die Vorschriften des Gesundheits- und Arbeitsschutzes. Die Schülerinnen und Schüler überprüfen Anlagen nach Qualitätsmerkmalen, erstellen Inbetriebnahmeprotokolle sowie Betriebsanleitungen und übergeben Anlagen. Inhalte: - Zeit-, Ressourcen- und Personenmanagement - Technische Dokumentationen, Onlinehilfe - Fehlermöglichkeitsanalyse - Diagnoseverfahren - Überprüfung von Hard- und Softwarekomponenten - Analoge, digitale und programmierbare Sensoren - Umrichter- und Reglerparametrierung - Prozessvisualisierung und virtuelle Inbetriebnahme - Anlagensicherheit, Betriebssicherheit - Inbetriebnahmeprotokolle - Nutzereinweisung - Kunden-Lieferanten-Beziehung, Gewährleistung

Ziele: Die Schülerinnen und Schüler planen Maßnahmen zur Instandhaltung von Automatisierungssystemen. Sie analysieren und beurteilen Umgebungseinflüsse auf die Betriebssicherheit. Die Schülerinnen und Schüler führen Maßnahmen zur vorbeugenden und vorausschauenden Instandhaltung durch und benutzen dazu anlagen- und maschinenspezifische Inspektions- und Wartungspläne sowie Instandhaltungsprogramme. Die Schülerinnen und Schüler benutzen Diagnosesysteme und grenzen Fehler systematisch ein. Zur Ferndiagnose und Fernwartung bedienen sie sich informationstechnischer Systeme. Sie beseitigen Störungen und berücksichtigen dabei Möglichkeiten der internen und externen Leistungserbringung. Die Schülerinnen und Schüler justieren Sensoren und Aktoren, überprüfen und ändern Systemparameter und Steuerprogramme zur Optimierung und Selbstüberwachung von Steuerungs- und Regelungsprozessen. Die Schülerinnen und Schüler erstellen Fehler- und Schwachstellenanalysen mit Hilfe von Werkzeugen der Qualitätssicherung und der Datenverarbeitung und bereiten die Ergebnisse statistisch auf. Sie werten die Analysenergebnisse aus, leiten daraus Vorschläge für Inspektions- und Wartungsarbeiten ab und führen dafür eine Vorabschätzung der Kosten durch. Dazu nutzen sie Methoden aus dem Kommunikations- und Analysebereich. Inhalte: - Anlagenverfügbarkeit - Abnutzungsvorrat - Ersatzteile und Ersatzteilbeschaffung - Selbstdiagnose - Regeln für die Analyse technischer Störungen - Kreativitätstechniken - Reglereinstellungen - Prozessvisualisierung, Prozesssimulation - Prozessoptimierung - Datenerfassung, -analyse und -verarbeitung - Zertifizierung

Ziele: Die Schülerinnen und Schüler planen Projekte aus ihren Einsatzgebieten für die Errichtung und Änderung von Automatisierungssystemen. Sie definieren Projektziele, beschaffen Informationen, strukturieren Teilaufgaben und analysieren diese auch im Hinblick auf ihre Realisierungsmöglichkeiten. Die Schülerinnen und Schüler entwickeln praxisgerechte Lösungen. Sie erstellen technische Unterlagen, Arbeitsorganisations- und Zeitmodelle und kalkulieren die zu erwartenden Kosten. Dabei nutzen sie Möglichkeiten zur Beeinflussung der Qualität und wenden die für ihren Beruf wesentlichen Instrumente des Qualitätsmanagements und der Datenverarbeitung unter Beachtung der eigenen beruflichen Handlungen und Arbeitsergebnisse an. Die Schülerinnen und Schüler analysieren und bewerten in Intervallen den Planungsfortschritt. Inhalte: - Handbücher, Applikationen, Regelwerke, virtuelle und audiovisuelle Hilfsmittel - Projektmanagement, Projektsimulation - Pflichtenheft - Programmerstellung, Programmtest - Wirtschaftlichkeit, Organisations- und Produktionsabläufe - Anlagen- und Produktgestaltung - Normen, Bestimmungen und Vorschriften - Recycling - Qualitätsmanagement

Ziele: Die Schülerinnen und Schüler bereiten die Realisierung von Automatisierungssystemen und Anlagenkomponenten vor. Sie analysieren mit Hilfe von technischen Unterlagen den Aufbau von Automatisierungssystemen sowie deren technische Schnittstellen. Sie beschaffen auftragsbezogene Informationen, auch in englischer Sprache. Die Schülerinnen und Schüler realisieren Automatisierungssysteme und Anlagenkomponenten. Sie nehmen diese in Betrieb, prüfen Teil- und Gesamtfunktionen, analysieren Störungen und wenden Methoden, Strategien und digitale Hilfsmittel zur systematischen Fehlersuche und Fehlerbeseitigung an. Sie analysieren und bewerten in Intervallen den Projektfortschritt. Die Schülerinnen und Schüler erstellen und modifizieren Projektdokumentationen. Sie demonstrieren die Funktion der Systeme und der Anlagenkomponenten. Zur Übergabe der Anlagendokumentation und zur Präsentation nutzen sie Informations- und Kommunikationsmedien. Die Schülerinnen und Schüler beurteilen ihre Arbeitsergebnisse und den Handlungsprozess unter arbeitsorganisatorischen, technischen, ökonomischen und ökologischen Aspekten. Inhalte: - Programmimplementierung - Funktionsprüfung - Inbetriebnahme - Prozessdaten auslesen, verarbeiten und interpretieren - Prozessoptimierung - Fehlersuche, Fehlerbaum - Normen, Bestimmungen und Vorschriften - Projektdokumentation und -präsentation - Projektauswertung und -beurteilung