Fachliche Vorbemerkungen
Die Automatisierungstechnik erstreckt sich über weite Anwendungsfelder, ausgehend von der Automatisierung industrieller Produktionsprozesse bis hin zur Home Automation (Smarthome). Sie leistet einen wichtigen Beitrag bei der Digitalisierung und Auswertung physikalischer Größen und übernimmt sowohl Steuerungs- als auch Regelungs- und Visualisierungsaufgaben.
Im Unterrichtsfach „Automatisierungstechnik“ eignen sich die Schülerinnen und Schüler systematische Strategien zur Lösung steuerungstechnischer Problemstellungen an. Die Themen und Inhalte orientieren sich am aktuellen Stand der Steuerungstechnik, wie sie im industriellen Umfeld angewendet und eingesetzt werden.
In den ersten Bildungsplaneinheiten werden Grundbegriffe der Steuerungstechnik exemplarisch anhand der Verbindungsprogrammierten Steuerung erarbeitet. Des Weiteren lernen die Schülerinnen und Schüler einige Ansteuerelemente und Aktoren der Elektropneumatik kennen.
Die Bildungsplaneinheiten des ersten Schuljahres vermitteln die Grundlagen der Speicherprogrammierbaren Steuerungen (Aufbau, Anschluss der Sensorik/Aktorik, Programmabarbeitung, Grundverknüpfungen). Die Funktionalität weiterer Programmierelemente wie z. B. Speicherfunktionen, Flankenauswertung und Zeitfunktionen werden erarbeitet. Dadurch sind sie in der Lage, einfache Steuerungsprobleme zu analysieren und zu strukturieren, um diese anschließend in einer geeigneten Programmiersprache nach IEC 61131-3 umzusetzen.
Im zweiten Jahr werden weitere elementare Funktionen einer Speicherprogrammierbaren Steuerung (SPS) erörtert.
Mit dem Prinzip der Schrittkette lernen die Schülerinnen und Schüler einen weiteren strukturierten Ansatz zur Programmierung von Ablaufsteuerungen kennen und realisieren damit die Ansteuerung mechatronischer Systeme.
Die Schülerinnen und Schüler können zwischen Steuerungs- und Regelungsprozessen unterscheiden. Sie sind imstande, das Verhalten von Regelstrecken zu analysieren, geeignete Regelparameter zu bestimmen und einfache Regelungen zu realisieren.
Hinweise:
- Das Fach „Automatisierungstechnik“ dient der Vermittlung theoretischer Inhalte. Die fachpraktische Umsetzung und Transferierung der erworbenen Kenntnisse erfolgt im Fach „Praktikum Automatisierungstechnik“.
- Das Fach „Automatisierungstechnik“ ist eng verknüpft mit dem Fach Informationstechnik und setzt eine Absprache der beteiligten Lehrkräfte voraus. Die Grundlagen der Digitaltechnik, die für die SPS-Programmierung benötigt werden, werden im Fach Informationstechnik vermittelt. Diese Kenntnisse werden ab der BPE 3 vorausgesetzt.
- Ab der BPE 3 sind nur die in der IEC-61131-3 definierten Programmiersprachen „Funktionsplan (FUP)“ und „Structured Text“(ST) bzw. „Structured Control Language“ (SCL) anzuwenden.
- Die Programmierung im industriellen Umfeld erfordert eine bibliotheksfähige Programmerstellung, um eine hohe Wiederverwendbarkeit der POE zu gewährleisten. Aus diesem Grund ist darauf zu achten, dass alle zu erstellenden Programme ab der BPE 3.3 allen Anforderungen der Bibliotheksfähigkeit entsprechen.
Hinweise zum Umgang mit dem Bildungsplan
Der Bildungsplan zeichnet sich durch eine Inhalts- und eine Kompetenzorientierung aus. In jeder Bildungsplaneinheit (BPE) werden in kursiver Schrift die übergeordneten Ziele beschrieben, die durch Zielformulierungen sowie in jeweils einer Inhalts- und Hinweisspalte konkretisiert werden. In den Zielformulierungen werden die jeweiligen fachspezifischen Operatoren als Verben verwendet. Operatoren sind handlungsinitiierende Verben, die signalisieren, welche Tätigkeiten beim Bearbeiten von Aufgaben erwartet werden; eine Operatorenliste ist jedem Bildungsplan im Anhang beigefügt. Durch die kompetenzorientierte Zielformulierung mittels dieser Operatoren wird das Anforderungsniveau bezüglich der Inhalte und der zu erwerbenden Kompetenzen definiert. Die formulierten Ziele und Inhalte sind verbindlich und damit prüfungsrelevant. Sie stellen die Regelanforderungen im jeweiligen Fach dar. Die Inhalte der Hinweisspalte sind unverbindliche Ergänzungen zur Inhaltsspalte und umfassen Beispiele, didaktische Hinweise und Querverweise auf andere Fächer bzw. BPE.
Der VIP-Bereich des Bildungsplans umfasst die Vertiefung, individualisiertes Lernen sowie Projektunterricht. Im Rahmen der hier zur Verfügung stehenden Stunden sollen die Schülerinnen und Schüler bestmöglich unterstützt und bei der Weiterentwicklung ihrer personalen und fachlichen Kompetenzen gefördert werden. Die Fachlehrerinnen und Fachlehrer nutzen diese Unterrichtszeit nach eigenen Schwerpunktsetzungen auf Basis der fächer- und bildungsgangspezifischen Besonderheiten sowie nach den Lernvoraussetzungen der einzelnen Schülerinnen und Schüler.
Der Teil „Zeit für Leistungsfeststellung“ des Bildungsplans berücksichtigt die Zeit, die zur Vorbereitung, Durchführung und Nachbereitung von Leistungsfeststellungen zur Verfügung steht. Dies kann auch die notwendige Zeit für die im Rahmen der Besonderen Lernleistungen erbrachten Leistungen, Nachbesprechung zu Leistungsfeststellungen sowie Feedback-Gespräche umfassen.