Fachliche Vorbemerkungen
1. Fachspezifischer Bildungsauftrag (Bildungswert des Faches)
Die Automatisierungstechnik gehört zu den schnell wachsenden und sich stetig entwickelnden Bereichen der Elektrotechnik. Sie ist in den meisten Lebensbereichen ein wichtiger Faktor, von industriellen Produktionsprozessen (Industrie 4.0) bis zur Home-Automation (Smart Home). Sie leistet somit einen wichtigen Beitrag zur Digitalisierung der Arbeits- und Lebenswelt.
Zu den Teildisziplinen der Automatisierungstechnik gehören die Regelungstechnik, Sensorik, Aktorik, Softwareentwicklung und die klassische Steuerungstechnik (Verbindungsprogrammierbare Steuerungen). Durch die Verknüpfung der einzelnen Teilbereiche ergibt sich ein komplexes Arbeitsfeld, das eine Vielzahl von fach- und prozessbezogenen Kompetenzen abverlangt.
Ziel der Automatisierungstechnik ist es, auch zukünftig ökonomische Prozesse zu vereinfachen, zu optimieren und damit den Standort Deutschland im globalen Wettbewerb zukunftssicher zu machen. Durch den effizienten Einsatz von Ressourcen leistet die Automatisierungstechnik einen wichtigen Beitrag zum nachhaltigen Handeln unserer Gesellschaft.
2. Fachliche Aussagen zum Kompetenzerwerb, prozessbezogene Kompetenzen
Das Unterrichtsfach „Praktikum Automatisierungstechnik“ vertieft handlungsorientiert die theoretischen Inhalte des Faches Automatisierungstechnik.
Zur Lösung von Problemstellungen aus dem Bereich der Automatisierungstechnik benötigen die Schülerinnen und Schüler Kompetenzen, die sie neu erlernen oder vertiefen:
- Strukturieren und Vernetzen
- Modellieren und Implementieren
- Kommunizieren und Kooperieren
- Analysieren und Bewerten
Diese Kompetenzen bereiten die Schülerinnen und Schüler sowohl auf ihr zukünftiges Berufsleben als auch auf ein Studium vor.
Die Themen und Inhalte orientieren sich am aktuellen Stand der Steuerungstechnik, wie sie im industriellen Umfeld angewendet und eingesetzt werden.
3. Ergänzende fachliche Hinweise
Schuljahr 1
Die Schwerpunkte im ersten Schuljahr liegen auf der Vermittlung der Grundlagen der Verbindungsprogrammierten Steuerung sowie dem Aufbau und der Programmierung von Steuerungssystemen, die mittels einer Speicherprogrammierbaren Steuerung angesteuert werden. Als Lernsituationen werden dabei konkrete Anwendungsbeispiele aus dem Alltag der Schüler sowie klassische Beispiele industrieller Automatisierungsaufgaben bearbeitet. Die Simulation und praktische Umsetzung (Verdrahtung) der Anwendungen ergänzen die theoretischen Grundlagen und vermitteln den Umgang und die Handhabung steuerungstechnischer Betriebs- und Hilfsmittel.
Schuljahr 2
Die Schwerpunkte im zweiten Schuljahr konzentrieren sich auf die Implementierung von Programmstrukturen in Speicherprogrammierbaren Steuerungen sowie der Analyse und Umsetzung regelungstechnischer Anwendungen. Zusätzlich wird mit der Vermittlung der Vorgehensweise einer strukturierten Fehleranalyse von SPS-Programmen eine weitere essenzielle Grundkompetenz eines Automatisierungstechnikers bzw. einer Automatisierungstechnikerin gefördert.
4. Hinweise zum fächerübergreifenden Arbeiten
- Das Fach „Praktikum Automatisierungstechnik“ dient der Vermittlung der Inhalte. Die fachpraktische Umsetzung und Transferleistung der erworbenen Kenntnisse erfolgt im Fach „Praktikum Automatisierungstechnik“.
- Das Fach „Automatisierungstechnik“ sowie „Praktikum Automatisierungstechnik“ sind eng verknüpft mit dem Fach Informationstechnik und setzen 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.