Aufgabe Vorschlag C - 3.2 - GRAFCET-Ablaufpläne · Abitur Hessen Mechatronik LK 2022
Thema: GRAFCET-Ablaufpläne · Aus der Prüfung LK (2022)
Aufgabenstellung
Material 3
Hinweis: Das Kaffeepulver fällt während des Mahlvorgangs aus dem Mahlwerk (J) in den Siebträger (K). Dieser muss dann von Hand unter dem Brühkopf (L) eingesetzt werden.
Kaffee-Zubereitung
Brühvorgang:
Nach Betätigung des POWER-Schalters wird der Thermoblock eingeschaltet und die Pumpe pumpt drei Sekunden lang Wasser aus dem Wassertank in den Thermoblock, um es dort zu erhitzen. Sobald die Brühtemperatur erreicht ist (Temperatursensor B1 liefert 1-Signal), leuchten die Tasten „Einfache Tasse“ (F) und „Doppelte Tasse“ (G) und signalisieren dadurch die Bereitschaft.
Nun wird der mit Kaffeepulver gefüllte Siebträger unter dem Brühkopf eingesetzt und mit Betätigung einer der beiden Tasten „Einfache Tasse“ (F) oder „Doppelte Tasse“ (G) der Brühvorgang gestartet. Bei geschlossenem Auslassventil (1-Signal), werden die Pumpe eingeschaltet und der Druck aufgebaut. Nach vier Sekunden öffnet das Auslassventil und das heiße Wasser wird in den Siebträger gepumpt. Wurde „Einfache Tasse“ gewählt, leuchtet die Taste „Einfache Tasse“ (F) und der Pumpvorgang dauert 15 Sekunden, bei „Doppelte Tasse“ hingegen leuchtet die entsprechende Taste und der Pumpvorgang dauert 30 Sekunden.
Wird nun der Taster „Weiterer Kaffee“ (E) betätigt und ist die Brühtemperatur erreicht, kann eine weitere Tasse Kaffee aufgebrüht werden.
Mahlvorgang:
Während das Wasser erhitzt wird, können bereits Kaffeebohnen gemahlen werden. Dazu muss der Siebträger in die Halterung unter dem Mahlwerk gesetzt werden. Der Taster B2 wird dadurch aktiviert (1-Signal) und das Mahlwerk in Gang gesetzt. Wenn der Bitmerker M_SD (vgl. Abbildung 3.2) gesetzt ist, endet der Mahlvorgang nach 10 Sekunden, anderenfalls nach 5 Sekunden.
3.2 GRAFCET-Ablaufplan für den Brühvorgang
In Abbildung 3.4 ist der Beginn einer Schrittkette als GRAFCET-Ablaufplan dargestellt. Entwickeln Sie gemäß der Funktionsbeschreibung in Abbildung 3.1 die Fortsetzung des GRAFCET ausschließlich für den Brühvorgang der Kaffeezubereitung und stellen Sie die entsprechenden Schritte dar. [14 BE]
Lösung
Nach den offiziellen Korrekturhinweisen
3.2 Entwickeln Sie gemäß der Funktionsbeschreibung in Abbildung 3.1 die Fortsetzung des GRAFCET ausschließlich für den Brühvorgang der Kaffeezubereitung und stellen Sie die entsprechenden Schritte dar.
Lösung: Beschreibung des Ablaufs: - Schritt 3: Speichernd wirkende Aktion `Pumpe := 0` bei Schrittaktivierung. - Transition nach Schritt 3: `B1_Temp` (Brühtemperatur erreicht). - Schritt 4: Kontinuierlich wirkende Aktionen für Kontrollleuchten `LS_Einfach` und `LS_Doppelt` (Bereitschaftssignalisierung). - Verzweigung: - Linker Zweig (Einfache Tasse): Transition `S_Einfach * NOT(S_Doppelt)` führt zu Schritt 8. - Rechter Zweig (Doppelte Tasse): Transition `S_Doppelt * NOT(S_Einfach)` führt zu Schritt 5. - Schritte 8 und 5: Kontinuierliche Aktion `Ventil` und speichernd wirkende Aktion `Pumpe := 1` (Vorbrühen bei geschlossenem Auslassventil / Druckaufbau für 4 Sekunden). - Transitionen nach Schritt 8 / 5: `4s/X8` bzw. `4s/X5`. - Schritte 10 und 11: Ausgabe von `LS_Einfach` (Schritt 10) bzw. `LS_Doppelt` (Schritt 11), Heißwasserdurchlauf. - Transitionen nach Schritt 10 / 11: Zeitbedingungen `15s/X10` bzw. `30s/X11`. - Zusammenführung in Schritt 12: Speichernd wirkende Aktion `Pumpe := 0` bei Schrittaktivierung, Übergang zur Synchronisationslinie vor Schritt 13.
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