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

Inhaltsverzeichnis

Vorwort

1. Einleitung
1.1 Entwicklungsgeschichte der SPS

2. Vorstellung von Siemens LOGO!
2.1 Module der Siemens LOGO!
2.1.1 Grundmodule
2.1.2 Erweiterungsmöglichkeiten
2.1.3 Stromversorgung
2.2 Zubehör
2.3 Software und Programmierung
2.3.1 Normen für Programmiersprachen
2.3.2 Kontaktplanprogrammierung
2.3.3 Funktionsplanprogrammierung
2.4 Kosten

3. Vorstellung der Moeller easy
3.1 Module der Moeller easy
3.1.1 Moeller easy
3.1.2 Moeller easy
3.1.3 Moeller easy
3.1.4 Zusatzmodule der Moeller easy
3.1.5 Erweiterungsmöglichkeiten
3.1.6 Stromversorgung
3.2 Zubehör
3.3 Software und Programmierung
3.4 Kosten

4. Entwicklung von Vergleichskriterien
4.1 Vorstellung der Kriterien
4.1.1 Kosten
4.1.2 Programmierbarkeit
4.1.3 Notwendige Vorkenntnisse
4.1.4 Verfügbarkeit
4.1.5 Für den schulischen Einsatz relevante Funktionen
4.1.6 Anleitung und Hilfefunktion
4.1.7 Materialien für den Lehrer

5. Einsatz von Kleinsteuerungen in der Schule
5.1 Sachanalyse
5.2 Didaktische Überlegungen
5.3 Lernziele
5.4 Ablaufplan für die Unterrichtseinheit
5.5 Methodische Überlegungen

6. Vergleich von Siemens LOGO! und Moeller easy
6.1 Vergleich der Kosten
6.2 Vergleich der Programmierbarkeit
6.3 Vergleich der notwendige Vorkenntnisse
6.4 Vergleich der Verfügbarkeit
6.5 Vergleich der für den schulischen Einsatz relevante Funktionen
6.6 Vergleich der Anleitung und Hilfefunktion
6.7 Vergleich der Materialien für den Lehrer

7. Fazit

8. Anhang
8.1 Abkürzungsverzeichnis
8.2 Beispielprogramm für die Turnhallenbeleuchtung
8.3 Literatur- und Quellenverzeichnis
8.4 Abbildungsverzeichnis
8.5 Kopie der E-Mail von der Firma Siemens

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.

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.

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 in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 1: Grundmodul mit Display (Siemens, 2008)

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

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 es unterschiedliche Module für die verschiedenen Betriebsspannungen und mit Relais- oder Transistorausgängen.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthaltenAbbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

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 in dieser Leseprobe nicht enthalten

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.

2.1.3 Stromversorgung

Bei den Varianten der Siemens LOGO!, die mit 230V betrieben werden, ist ein Anschluss mithilfe eines Netzkabels direkt an das Stromnetz problemlos möglich.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 5: LOGO! Power Module zur Stromversorgung (Siemens, 2008)

© Siemens AG 2008, Alle Rechte vorbehalten

Für die Varianten, die mit 12V bzw. 24V betrieben werden, ist die Verwendung eines Netzteils notwendig. Hierfür bietet Siemens passend zur LOGO! Module an. Diese heißen LOGO! Power (Abb. 5) und sind für beide Spannungen (12V und 24V) erhältlich.

2.2 Zubehör

Neben der Hardware, die im Abschnitt 2.1 vorgestellt wurde, gibt es noch einige Komponenten, die man als Zubehör erwerben kann. Einige dieser Komponenten sind unbedingt zu empfehlen. Dies ist z.B. das LOGO! PC-Kabel (Abb. 6), mit Hilfe dessen die Programme vom PC über die analoge Schnittstelle auf die Siemens LOGO! übertragen werden können.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 6: LOGO! PC-Kabel (Siemens, 2008) © Siemens AG 2008, Alle Rechte vorbehalten

Speziell für die Anwendung in Industrie und Handwerk gibt es ein Programmmodul. Mit Hilfe dieses kleinen Bausteins (Abb. 7) kann ein Programm schnell und einfach vervielfältigt werden. Es wird anstelle des PC Kabels auf den Anschluss des LOGO! Grundmoduls gesteckt. Um dieses Programmmodul mit dem PC beschreiben zu können benötigt man die LOGO! Prom (Abb. 8). Dies ist eine Art Tafel, in die die Programmmodule gesteckt werden, um anschließend das gewünschte Programm zu übertragen.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 7: LOGO! Programmmodule (Siemens, 2008) © Siemens AG 2008, Alle Rechte vorbehalten

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 8: LOGO! Prom (Siemens, 2008) © Siemens AG 2008, Alle Rechte vorbehalten

2.3 Software und Programmierung

Zur Programmierung der Siemens LOGO! gibt es grundsätzlich zwei Varianten. Zum einen können die Module mit Display direkt darüber und die über Tasten am Modul programmiert werden. Zum anderen besteht die Möglichkeit, die Programme mit der zugehörigen Software „Siemens LOGO! Soft Comfort“ zu erstellen. An dieser Stelle wird nur die Programmierung mithilfe der Software näher erläutert, da die Programmierung direkt am Gerät, wie bereits beschrieben, zu kompliziert ist.

2.3.1 Normen für Programmiersprachen

Die Norm für SPS-Programmiersprachen, die DIN 19239, unterscheidet zwischen zwei Arten der Programmierung. Zum einen die textuelle Sprache und zum anderen sind dies die graphischen Sprachen (Tröster, 2005, S. 449). Siemens LOGO! kann mit zwei der graphischen Programmiersprachen programmiert werden. Dies sind der Kontaktplan (KOP) und der Funktionsplan (FUP).

2.3.2 Kontaktplanprogrammierung

Bei der Programmierung als Kontaktplan wird das Programm als Verkettung von Schalt- und Relaiskontakten dargestellt. Das entspricht den früher gebräuchlichen Stromlaufplänen und Kontaktplänen von verdrahteten Steuerungen (Tröster, 2005, S. 449).

2.3.3 Funktionsplanprogrammierung

Die Programmierung mithilfe des Funktionsplans erfolgt durch Gattersymbole bzw. Funktionsblöcke, die beispielsweise logische Verknüpfungen wie UND, ODER etc. darstellen. Diese werden mit Wirkungslinien untereinander verbunden. Auch eine Negation einzelner Strecken ist möglich. Der Funktionsplan ist auch für Anwender, die nicht aus dem Fachgebiet der Automatisierungstechnik kommen gut verständlich und wird deshalb oft als Verständigungsmittel zwischen Anwender und Entwickler genutzt (Tröster, 2005, S. 454f.).

2.4 Kosten

Um einen Überblick über die Kosten für die Anschaffung von Siemens LOGO! zu bekommen, werden im Folgenden die Preise der für die Schule wichtigsten Komponenten tabellarisch aufgelistet.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Tabelle 1: Preise für exemplarische LOGO! Komponenten^[2]

[...]

^[1] http://support.automation.siemens.com/WW/llisapi.dll?func=cslib.csinfo&lang=de&objID=10805245&subtype=133200

^[2] Preise entnommen aus den Onlineshops www.conrad.de und www.christiani.de am 23.6.08