Anhand einer realen Funktionseinheit - eines Umsetzers für Katalysatoren - werden in der Unterrichtseinheit Funktionsabläufe mithilfe der kostenpflichtigen Software LOGOSoft programmiert, an die Steuereinheit einer LOGO!8 der Firma Siemens übertragen und die Funktion an der vorhandenen Anlage überprüft.
Unterrichtsreihe "Programmierung von automatisierten Anlagen"
Unterrichtseinheit
Das "Sicherstellen der Betriebsfähigkeit von automatisierten Anlagen" ist ein Lernfeld für den Ausbildungsberuf zur Industriemechanikerin/ zum Industriemechaniker. In dieser Unterrichtseinheit erhalten Auszubildende einen Einblick in die Programmierung von SPS-Geräten.
- Technik / Sache & Technik / Metalltechnik
- Berufliche Bildung
- 24 Unterrichtsstunden
- Arbeitsblatt, Ablaufplan, Didaktik/Methodik, Software
- 56 Arbeitsmaterialien
Beschreibung der Unterrichtseinheit
Unterrichtsablauf
Inhalt
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1. und 2. Stunde
- Vorstellung verschiedener elektropneumatischer Anlagen als Beispiel für Teilkomponenten komplexer Systeme
- Die Schülerinnen und Schüler erläutern den Funktionsablauf am realen Objekt (dazu die Filme 8500 und 8502, auch auf Youtube).
- Einordnung der Themengebiete: Pneumatik, Elektropneumatik, SPS-Technik, Vorzüge und Nachteile
- benötigte Arbeitsmaterialien: Dateien 8003 bis 8011
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3. und 4. Stunde
- Einordnung der LOGO in die Gesamtsteuerung einer Produktionsanlage
- SPS-Anlagen als parallele / serielle Teilsysteme
- Komponenten der LOGO, Verdrahtung
- benötigte Arbeitsmaterialien: Dateien 8030 bis 8051
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5. und 6. Stunde
- Programmierbeispiel Teilemagazin
- Programmiersprachen: AWL, KOP, FUP
- benötigte Arbeitsmaterialien: Dateien 8060 bis 8064
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7. und 8. Stunde
- Handling Software LogoSoft und einfache Aufgaben
- Funktionsbausteine
- benötigte Arbeitsmaterialien: Dateien 8070 bis 8072
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9. und 10. Stunde
Erste Projektaufgabe: Programmierung Teilemagazin
- benötigte Dateien 8080 bis 8081 (Aufgabenstellung, Zuordnungsliste, Verdrahtung, auch Schülerblatt)
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11. und 12. Stunde
Projektaufgabe Umsetzer
- Schülerinnen und Schüler bearbeiten Einstiegsaufgaben (8105, Aufgaben 1 bis 5)
- Datentransfer an die LOGO8 und Funktionskontrolle an der Anlage möglich
- benötigte Dateien: 8100 bis 8101 und 8105
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13. und 14. Stunde
- Einführung Schrittkette, Merkerprogrammierung, Bedeutung GRAFCET
- gemeinsame Programmierung der ersten drei Schritte (Grafcet und FUP, Arbeitsmaterialien: 8110, 8111)
- Literatur: Tabellenbuch Europa, 46. Auflage, Seite 44, - Ablaufsteuerung mit SPS –
- benötigte Arbeitsmaterialien: Dateien 8100 bis 8111
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15. bis 20. Stunde
- Programmierung des Systems bis zum Ablegen des Werkstücks und zurück.
- Dokumentation, Präsentation, Bewertung der Ergebnisse
- Programmierung in Netzwerken
- benötigte Arbeitsmaterialien: Dateien 8100 bis 8121
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21. und 22. Stunde
Ergänzungsaufgabe: Funktionsbaustein "Zähler", Aufgabe "Umsetzer schütteln"
- benötigte Arbeitsmaterialien: Dateien 8130 - 8132
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23. und 24. Stunde
Klassenarbeit (Programmierung auch am Rechner sinnvoll)
Didaktisch-methodischer Kommentar
Anbindung an den Rahmenlehrplan
Zielgruppe der Unterrichtseinheit "Programmierung von automatisierten Anlagen" sind Auszubildende zur Industriemechanikerin / zum Industriemechaniker im dritten und vierten Ausbildungsjahr. Grundlage ist der Niedersächsische Rahmenlehrplan vom Juni 2004. Die Inhalte beziehen sich auf das Lernfeld 13: Sicherstellen der Betriebsfähigkeit von automatisierten Anlagen.
Auswahl des Lerninhaltes
Im ersten und zweiten Ausbildungsjahr zur Industriemechanikerin / zum Industriemechaniker dominieren im Bereich der Steuerungstechnik unter anderem die Pneumatik und die Elektropneumatik. In den Betrieben finden die Auszubildenden allerdings eher Steuerungen vor, die mit SPS-Geräten betrieben werden. Diesem Thema wird die Unterrichtseinheit gerecht. Den Schülerinnen und Schülern werden die Einfachheit der Programmierung der Anlagen, die Übersichtlichkeit des Systems sowie die Flexibilität der verwendeten SPS-Geräte verdeutlicht. Damit werden die Vorzüge der LOGO für abgeschlossene automatisierte Anlagen mit übersichtlichen Aufgaben dargestellt.
Voraussetzungen an der Schule
Die technischen Voraussetzungen für die Umsetzung der Unterrichtseinheit sind: Funktionsmodell, ausreichend Computerarbeitsplätze mit installierter Software LOGOSoft (Demoversion kostenfrei). An einem Rechner ist die kostenpflichtige Vollversion der Software LOGOSoft für den Datentransfer an die LOGO installiert. Die Inbetriebnahme weiterer Funktionsmodelle ist geplant.
Sozialform Programmiertätigkeit
Die einfacheren Programmieraufgaben werden in Einzelarbeit, die komplexeren in Partnerarbeit oder Dreiergruppenarbeit erledigt. Für die Komplexaufgabe (Blatt 8105, Aufgaben 6 und 7) werden die ersten drei Schritte in Grafcet und nach FUP gemeinsam an der Tafel erstellt.
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Unterrichtsmaterial "Programmierung von automatisierten Anlagen" zum Download
- programmieren-anlagen-materialien.zip
In diesem gezippten Ordner finden Sie alle Materialien der Unterrichtsreihe "Programmierung von automatisierten Anlagen" zum Herunterladen in einem Rutsch.
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Vermittelte Kompetenzen
Die Schülerinnen und Schüler
- entwickeln ein Verständnis für die Softwareprogrammierung von pneumatischen Anlagen.
- beherrschen die Programmierung von einfachen Programmen mittels Funktionsplantechnik.
- optimieren technische Systeme durch die Programmierung.
- lernen die Vorzüge der Softwareprogrammierung kennen.
Externer Link
- LOGO! Software
Hier erfahren Sie alles über die kostenpflichtige LOGO! Software, auf der die Unterrichtseinheit basiert. Eine Demoversion steht kostenfrei zur Verfügung.
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