3.3. Alarmstufe Rot

VerzogerungDas Radar registriert die Annäherung von Eindringlingen; der Kapitän des Raumschiffes wird gewarnt. Das Schiff befindet sich in erhöhter Alarmbereitschaft. Die Nahfeldsensoren bemerken, dass die Waffen der Eindringlinge auf das Schiff gerichtet werden und versetzen das Schiff in höchste Alarmbereitschaft; es herrscht Alarmstufe ROT. Alles nur Science Fiction? Nicht ganz…

In der Automatisierung verrichten Roboter viele gefährliche Aufgaben, die für uns Menschen eine große Gefährdung bedeuten. Sie schweißen große Metallstücke zusammen oder schneiden Bleche. Wenn es keine Schutzvorrichtung geben würde, könnte eine Person von einem Roboter bei der Ausübung seiner Arbeitsaufgabe verletzt werden.

Daher arbeiten sie in speziellen Räumen, meistens sogar innerhalb von Käfigen. Es gibt Raumüberwachungssensoren oberhalb dieser Bereiche, die auf Bewegungen reagieren, wie die Öffnung einer Türe. Durch eine zugeschaltete Steuerung wird der Roboter dann aus seinem normalen Arbeitstempo herausgenommen und gezwungen, seine Bewegungen zu verlangsamen. Dieser Zustand wird „erhöhte Alarmbereitschaft“ genannt. Registrieren Nahbereichsensoren in unmittelbarer Nähe vor dem Roboter in diesem Modus eine Bewegung, befindet er sich in Alarmstufe ROT. Das bedeutet: Eine Person ist zu nah an den Arbeitsbereich, beispielsweise der Schwenkbereich eines Greifarms, herangekommen. Die Steuerung handelt augenblicklich und stoppt den Roboter.





Baue eine Sicherheitsschaltung mit mehreren Warnstufen und benutze hierfür: Zwei Taster und drei LED in roter, gelber und grüner Leuchtfarbe. Wenn Schalter 1 unbetätigt ist, befindet sich die Schaltung in Phase Grün. Wenn Schalter 1 eingeschaltet wird, bleibt die Schaltung in Phase Grün, bis Taster 1 gedrückt wird. Dann fängt Phase Gelb an, bis Taster 2 gedrückt wird, der die Schaltung in Phase Rot versetzt.

Die Schaltung hat drei Zustände die in einer Grafik (Zustandsdiagramm) dargestellt werden; jeder Kreis stellt einen Zustand dar und die Übergänge zwischen zwei Zustände, die durch den Schalter und/oder Taster ausgelöst werden, werden dort als Pfeile dargestellt.

 aufgabe11-weg-1

Dieses Zustandsdiagramm wird in eine Wahrheitstabelle umgewandelt:

Aktueller Zust.
[AZbit1 AZbit0]
Schalter 1
[S]
Taster 1
[T1]
Taster 2
[T2]
Nächster Zust.
[NZbit1 NZbit0]
Phase grün [0 0] an [1] aus [0] egal [-] Phase grün [0 0]
Phase grün [0 0] an [1] an [1] egal [-] Phase gelb [0 1]
Phase gelb [0 1] an [1] egal [-] aus [0] Phase gelb [0 1]
Phase gelb [0 1] an [1] egal [-] an [1] Phase rot [1 1]
Phase rot [1 1] an [1] egal [-] egal [-] Phase rot [1 1]
Phase rot [1 1] aus [0] egal [-] egal [-] Phase grün [0 0]
Übrige [1 0] egal [-] egal [-] egal [-] Phase grün [0 0]
jeder Zustand [- -] aus [0] egal [-] egal [-] Phase grün [0 0]

 
Der aktuelle Zustand kann mit 2 Bit kodiert werden. Da es nur 3 Zustände gibt, und bei 2 Bit-Kodierung vier mögliche Zustände gibt, gibt es eine “Übrige” Zustand, der sonst keine Funktion hat. Der nächste Zustand wird nun aus dem aktuellen Zustand und dem Status des Schalters und der Taster berechnet.

aufgabe11-weg-2

aufgabe11-weg-3

aufgabe11-weg-4

aufgabe11-weg-5

aufgabe11-weg-6

Nach einer sehr kurzen Zeit, wird der nächste Zustand zum aktuellen Zustand, also müssen AZbit1 und NZbit1 sowie AZbit0 und NZbit0 mit einander verbunden werden.

aufgabe11-schaltplan

aufgabe11-loesung