Auch dieses Jahr stand für unsere Junior Ingenieure der 8. Klasse wieder ein Workshop zum Thema Mess- und Regeltechnik auf dem Programm. Und da auch dieses Jahr die pandemiebedingten Einschränkungen einen Besuch am Lehrstuhl Mess- und Regeltechnik der Universität Bayreuth leider nicht zuließen, waren wir alle sehr glücklich, dass sich Herr Prof. Fischerauer und sein Mitarbeiter Herr Bifano am 11.2. auf den Weg zu uns machten.
So startete der Workshop um 9:30 Uhr zunächst mit einer rund 60 Minuten dauernden Vorlesung vom Lehrstuhlinhaber Prof. Fischerauer, in der er zusammen mit den Schülerinnen und Schülern das Grundprinzip eines Regelkreises entwickelte und Fachbegriffe wie “Regelgröße”, “Stellgröße”, “Störgröße” und “Regelstrecke” einführte. Ausgehend davon wurden dann die Schwierigkeiten, die sich zum Beispiel aus der zeitlichen Verzögerung zwischen dem Messvorgang und dem Greifen des angestoßenen Regelvorgangs ergeben, mit einer einprägsamen Schüleraktivität verdeutlicht.
Ein bisschen erschrocken haben sich unsere Schülerinnen und Schüler, als sie von einer Studie erfuhren, nach der lediglich rund 30% aller in der Industrie verbauten Regelungen zufriedenstellend funktionieren! Wenn das kein Ansporn ist, sich genauer mit der Mess- und Regeltechnik auseinanderzusetzen und das Fach vielleicht später sogar zu studieren.
Im zweiten Teil des Workshop ging es dann um die praktische Umsetzung des Gelernten. Ziel war es eine Temperaturregelstrecke aufzubauen, die Mikrocontroller-gesteuert einen vorgegebenen Temperaturwert einstellt und hält. Hierzu standen den in Zweiergruppen arbeitenden Junior-Ingenieuren ein Heizwiderstand, ein Lüfter und ein Temperatursensor zu Verfügung.
Um die Schülerinnen Schritt für Schritt der Problemlösung näher zu bringen, hatte Herr Bifano sein bewährtes Skript ein weiteres Mal überarbeitet und die neueste Version an die Teilnehmer verteilt. Beim gemeinsamen Bearbeiten der darin gestellten Aufgaben konnten unsere Schülerinnen und Schüler hautnah erfahren, dass die vielen Dinge, die sie in ihrem aktuellen Matheatikunterricht gelernt hatten, eine unmittelbare Anwendung gefunden haben! Gut, wer sich mit Geradensteigungen und Achsenabschnitten gut auskennt, waren diese doch Voraussetzung zum Aufstellen des Regelalgorithmuses, damit der Mikrocontroller die Temperatur stabil halten kann.
Am Ende hatten alle Teilnehmerinnen und Teilnehmer die Regelstrecke fehlerfrei aufgebaut und konnten sich von den zuvor beschriebenen Schwierigkeiten beim Einpegeln der Regelung überzeugen, zeigten sich doch sehr schön die Überschwinger beim Regeln der Temperatur mit diesem einfachen P-Controller.
Gegen 17:00 Uhr endete die Veranstaltung und unsere Schülerinnen und Schüler durften nach einem langen Tag sichtlich erschöpft aber um viele neue Erkenntnisse reicher nach Hause.
Wir sagen nochmals ganz herzlich “Dankeschön” an Herrn Bifano und Herrn Prof. Fischerauer für die Zeit, die sie sich genommen haben unsere Jungingenieure in die Grundlagen der Mess- und Regeltechnik einzuführen und freuen uns schon auf das nächste Jahr, dann aber hoffentlich wieder am Lehrstuhl in Bayreuth!
(Wolfgang Lormes)
