Vergleich von Siemens LOGO! und Moeller easy für den Einsatz in der Haupt- und Realschule

Vergleich von Siemens LOGO! und Moeller easy für den Einsatz in der Haupt- und Realschule S. 2

Vorwort   4

1.  Einleitung  5

1.1  Entwicklungsgeschichte der SPS  5

2.  Vorstellung von Siemens LOGO  6

2.1  Module der Siemens LOGO  6

2.1.1  Grundmodule  6

2.1.2  Erweiterungsmöglichkeiten  7

2.1.3  Stromversorgung  9

2.2  Zubehör  9

2.3  Software und Programmierung  11

2.3.1  Normen für Programmiersprachen  11

2.3.2  Kontaktplanprogrammierung  11

2.3.3  Funktionsplanprogrammierung  11

2.4  Kosten  12

3.  Vorstellung der Moeller easy  13

3.1  Module der Moeller easy  13

3.1.1  Moeller easy  13

3.1.2  Moeller easy  14

3.1.3  Moeller easy  15

3.1.4  Zusatzmodule der Moeller easy  15

3.1.5  Erweiterungsmöglichkeiten  15

3.1.6  Stromversorgung  16

3.2  Zubehör  17

3.3  Software und Programmierung  18

3.4  Kosten  18

4.  Entwicklung von Vergleichskriterien  19

4.1  Vorstellung der Kriterien  19

Verfasser:  Daniel  NA

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4.1.1  Kosten  19

4.1.2  Programmierbarkeit  20

4.1.3  Notwendige Vorkenntnisse  20

4.1.4  Verfügbarkeit  21

4.1.5  Für den schulischen Einsatz relevante Funktionen  21

4.1.6  Anleitung und Hilfefunktion  21

4.1.7  Materialien für den Lehrer  21

5.  Einsatz von Kleinsteuerungen in der Schule  22

5.1  Sachanalyse  22

5.2  Didaktische Überlegungen  23

5.3  Lernziele  24

5.4  Ablaufplan für die Unterrichtseinheit  24

5.5  Methodische Überlegungen  26

6.  Vergleich von Siemens LOGO und Moeller easy  27

6.1  Vergleich der Kosten  27

6.2  Vergleich der Programmierbarkeit  28

6.3  Vergleich der notwendige Vorkenntnisse  29

6.4  Vergleich der Verfügbarkeit  29

6.5  Vergleich der für den schulischen Einsatz relevante Funktionen  30

6.6  Vergleich der Anleitung und Hilfefunktion  31

6.7  Vergleich der Materialien für den Lehrer  32

7.  Fazit  33

8.  Anhang  35

8.1  Abkürzungsverzeichnis  35

8.2  Beispielprogramm für die Turnhallenbeleuchtung  36

8.3  Literatur und Quellenverzeichnis  38

8.4  Abbildungsverzeichnis  39

Verfasser:  Daniel  NA

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___________________________________________________________________ Verfasser: Daniel Klink

Vorwort

Ziel dieser Arbeit soll sein die beiden Marktführer im Bereich Kleinsteuerungen, Siemens LOGO! und Moeller easy, auf Unterrichtstauglichkeit zu untersuchen. Da ich im Rahmen meines Studiums im Fach Technik in mehreren Veranstaltungen der Automatisierungstechnik die beiden Steuerungen kennengelernt habe, will ich in dieser Arbeit anhand von mir erstellten Kriterien diese beiden Systeme vergleichen, um eine Empfehlung abgeben zu können, welches System in der Schule eher Verwendung finden könnte. In den von mir besuchten Veranstaltungen erhielt ich darauf keine Antwort und so entschloss ich mich diese Frage in meiner Bachelorarbeit zu behandeln. Während meines ersten Schulpraktikums nutzte ich die Gelegenheit mit Kollegen über den Einsatz von Kleinsteuerungen im Unterricht zu sprechen. Sie hielten dies für durchaus möglich. Das bestärkte mich darin, dieses Thema zu verfolgen.

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___________________________________________________________________ Verfasser: Daniel Klink 1. Einleitung

Diese Arbeit ist gegliedert in sechs Kapitel, die sich wie folgt aufteilen: Die Arbeit beginnt mit einer kurzen Einführung in das Thema und die Geschichte der Speicherprogrammierbaren Steuerungen. Daran anschließend wird im Kapitel zwei die Siemens LOGO! mit ihren Funktionsweisen, Modellvarianten etc. vorgestellt. In Kapitel drei wird dann gleichermaßen die Moeller easy vorgestellt. Im vierten Kapitel werden für den schulischen Einsatz maßgebliche Kriterien entwickelt, um die beiden Systeme miteinander vergleichen zu können. Um die beiden Kleinsteuerungen hinsichtlich ihrer Unterrichtstauglichkeit vergleichen und bewerten zu können, stelle ich im fünften Kapitel eine von mir entwickelte Unterrichtseinheit vor. Auf Basis dieser Unterrichtseinheit und der aufgestellten Kriterien werden die Systeme im Punkt sechs verglichen und die Kriterien im Hinblick auf Schule gewichtet, so dass am Ende der Arbeit eine Aussage getroffen werden kann, welches System eher für die Schule geeignet ist. 1.1 Entwicklungsgeschichte der SPS

Die in dieser Arbeit vorgestellten Kleinsteuerungen Siemens LOGO! und Moeller easy sind in ihrer Funktion und Anwendung ähnlich den größeren Speicherprogrammierbaren Steuerungen, kurz SPS. Nachdem die ersten SPS zu Beginn der 70er Jahre des 20. Jahrhunderts auf den Markt kamen, setzten die SPS zu einem Siegeszug an. Auf der Hannover Messe 1979 stellte die Firma Siemens die erste Variante ihrer, heute noch bekannten, SPS Simatic vor (Eisenbeiss, 2008, S. 56f.). Heutzutage finden sich SPS Anwendungen in fast allen industriellen Bereichen. Sie haben aufgrund ihrer größeren Flexibilität und des geringeren Aufwands an Material die verbindungsprogrammierte Steuerung weitgehend abgelöst. Für kleinere Anwendungen im industriellen Bereich, aber auch im privaten Haushalt, wurden in den letzten Jahren kleine Steuerungen entwickelt. Diese sogenannten Kleinsteuerungen haben den Vorteil, dass die Anschaffungskosten im Vergleich zu den gängigen SPS wesentlich geringer sind.

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von Siemens LOGO! und Moeller easy für den Einsatz in der Haupt- und Realschule S. 6 ___________________________________________________________________ Verfasser: Daniel Klink 2. Vorstellung von Siemens LOGO!

Im folgenden Abschnitt werden die grundlegenden Modellvarianten von Siemens LOGO! vorgestellt. Hierzu zählen auch die Preise für die Beschaffung der jeweiligen Modelle. Diese Aufstellung wird sich auf die wichtigen Varianten und Zubehörteile beschränken, da eine vollständige Auflistung den Rahmen übersteigen würde. Eine tabellarische Auflistung aller Varianten befindet sich im Anhang. Desweiteren werden die Möglichkeiten zur Programmierung der Siemens LOGO! erläutert. 2.1 Module der Siemens LOGO!

Bei der Siemens LOGO! gibt es Grundmodule für Spannungen von 12V, 24V und 230V. Daneben gibt es noch verschiedene Erweiterungsmodule, um z. B. zusätzliche Ein- und Ausgänge zur Verfügung zu haben. Für die Stromversorgung der 12V und der 24V Variante sind extra Module vorhanden. Die verschiedenen Module werden in den folgenden Unterpunkten vorgestellt.

2.1.1 Grundmodule

Neben der Unterscheidung durch die verschiedenen Betriebsspannungen gibt es noch einen weiteren, optisch sichtbaren Unterschied. Abbildung 1: Grundmodul mit Display (Siemens, 2008)

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von Siemens LOGO! und Moeller easy für den Einsatz in der Haupt- und Realschule S. 7 ___________________________________________________________________ Verfasser: Daniel Klink Abbildung 2: Grundmodul ohne Display (Siemens, 2008) © Siemens AG 2008, Alle Rechte vorbehalten

Es gibt ein Grundmodul mit Display und Tastenfeld, genannt LOGO! Basic (Abb. 1), und ein Grundmodul ohne Display, genannt LOGO! pure (Abb. 2). Die Variante mit Display hat den Vorteil, dass man sie auch direkt am Gerät programmieren kann und somit kleine Änderungen ohne PC sehr schnell vorgenommen werden können. Eine vollständige Programmierung wäre zwar auch möglich, erscheint jedoch auf Grund des kleinen Displays als zu umständlich. Die Grundmodule haben jeweils acht Eingänge und vier Ausgänge. Je nach Variante sind die Ausgänge als Relaisausgänge oder als Transistorausgänge ausgeführt. Bei einigen Modellen sind die Eingänge I7 und I8 als analoge Eingänge nutzbar, über die z.B. Temperaturen oder Spannungen ausgewertet werden können. Nähere Informationen bezüglich der genauen Spezifikationen der einzelnen Module können im Internet auf der Homepage der Firma Siemens eingesehen werden 1 . 2.1.2 Erweiterungsmöglichkeiten

Um mehr Eingänge bzw. mehr Ausgänge, als am Grundmodul vorhanden, nutzen zu können, gibt es verschiedene Erweiterungsmodule. Diese Module werden mit Hilfe einer Steckverbindung direkt an das Grundmodul angeschlossen und müssen dann noch mit Spannung versorgt werden. Digitale Erweiterungsmodule stehen mit vier bzw. acht Eingängen und dementsprechend vier bzw. acht Ausgängen zur Verfügung (Abb. 3). Auch hier gibt 1 http://support.automation.siemens.com/WW/llisapi.dll?func=cslib.csinfo&lang=de&objID=10805245&s ubtype=133200

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___________________________________________________________________ Verfasser: Daniel Klink es unterschiedliche Module für die verschiedenen Betriebsspannungen und mit Relais- oder Transistorausgängen. Abbildung

3: Digitale Erweiterungsmodule (Siemens, 2008) © Siemens AG 2008, Alle Rechte vorbehalten Analoge Erweiterungsmodule gibt es für eine Aufstockung der analogen Eingänge oder für eine Erweiterung der analogen Ausgänge (Abb. 4). Abbildung 4: analoges Erweiterungsmodul (Siemens, 2008) © Siemens AG 2008, Alle Rechte vorbehalten

Der Vollständigkeit halber muss an dieser Stelle noch das Kommunikationsmodul erwähnt werden. Da dies aber für den schulischen Einsatz nicht von Belang ist, wird auf eine genauere Erläuterung verzichtet. Ein Erweiterungsmodul, das das Grundmodul sowohl um analoge Ein- und Ausgänge gleichzeitig ergänzt, gibt es nicht.