Siemens LOGO! – Elacom GmbH

5. April 2021

GSM- Kommunikationsmodul LOGO! CMR2020 weiter verwenden?

Dieses Kommunikationsmodul kann nur in 2G- Netzen eingesetzt werden. In der Schweiz haben sowohl Swisscom als auch Salt die 2G- Netze per Dezember 2020 weitestgehend abgeschaltet. Deswegen mussten sehr viele funktionsfähige Module durch den Typ CMR2040 ersetzt werden, welcher auch 3G und 4G Technologie unterstützt.

Siemens LOGO! CMR2020

Müssen die CMR2020 (Siemens Nr. 6GK7142-7BX00-0AX0) nun entsorgt werden? Nicht unbedingt! Erstens bietet Sunrise noch die Aufrechterhaltung der 2G- Netze für M2M (Machine to Machine) Kommunikation bis mindestens Ende 2022 an. https://www.sunrise.ch/de/business/produkte-und-loesungen/connectivity/2G-weiterhin-nutzen-sunrise.html.
Zweitens kann immer noch der ebenfalls vorhandene GPS- Empfänger für Empfang und Übermittlung von exakter Uhrzeit und Datum an ein angeschlossenes LOGO! genutzt werden. Ebenso können Position und Höhe ausgelesen und z.B. von einem verbundenen LOGO! ausgewertet werden.

Dazu wird lediglich eine aktive GPS- Antenne benötigt. Eine günstige GPS- Antenne aus Asien mit passendem SMA- Stecker, bestellt bei Banggood für 12 CHF genügt für diese Zwecke.

GSM- Antenne mit 3m Kabel und Magnetfuss

Ein Versuch (Die Antenne hinter einer Fensterscheibe unter überhängendem Balkon) zeigte 9 bis 10 erkannte Satelliten. Position inkl. Höhe und Zeit wurden innerhalb weniger Sekunden aktualisiert.

20. Mai 201821. Mai 2018

Siemens LOGO! 8, Betrieb ab Batterie Teil 2

Wie im ersten Teil beschrieben funktioniert die LOGO! bis hinunter zu 9.6 Volt einwandfrei. Darunter wird es allerdings unschön: Das Gerät startet sich periodisch neu und schaltet wieder ab in einem Intervall von etwa 2 Sekunden. Dabei erreicht der Anlaufstrom Werte von über 100mA. Erst unterhalb 7.6 Volt hört dieser Anlaufeffekt auf und die Stromaufnahme sinkt dauerhaft unter 1 mA.

Dieses Verhalten ist schädlich für den angeschlossenen Bleiakkumulator, da er weiter entladen wird bis zu einer Zellenspannung von unter 1.27 VDC. Weil die Entladung periodisch mit Erholungszeiten erfolgt kann der Wert sogar auf 1.25 V sinken. Bei Bleiakkus wird in den Datenblättern je nach Typ eine Entladeschlussspannung von 1.6 bis 1.8 Volt angegeben.

Daher braucht es eine zusätzliche Schutzschaltung um den Akku unterhalb einer Schwellenspannung elektrisch von der LOGO! und den restlichen Verbrauchern zu trennen.

Dieser Schutzschalter sollte folgende Eigenschaften haben:

Elektronischer Schalter mit geringem Eigenverbrauch
(Konventionelle Relais verbrauchen geschaltet zu viel Strom,
Bereich von 30..100mA)
Sehr kleiner Stromverbrauch unterhalb der Schaltschwelle
(< 1mA erwünscht)
Genügend grosse Hysterese zur Vermeidung von Fehlanläufen
Einstellbare Schaltpunkte nicht notwendig aber wünschenswert

Als Beispiel der 12V Batteriewächter von KEMO Electronic .

Erfassung der Batteriespannung mit dem LOGO!

Bei dieser Anwendung ist geplant, die Batteriespannung auszuwerten und periodisch aufzuzeichnen. Dazu wird die Batteriespannung über einen Spannungsteiler auf einen Analogeingang der LOGO! geführt. Die eine Hälfte des Teilers bildet der interne Widerstand der LOGO!, die zweite Hälfte ein externer Vorwiderstand. Ein 2:1 Teiler wäre am elegantesten, 72kΩ Widerstände allerdings schlecht zu beschaffen. Ein Wert von 68kΩ 1% ist ein Standardwert welcher sich gut eignet.

Um die richtige Spannung angezeigt zu bekommen wird in der Programmierung der Analogeingang um den Faktor 1,85 verstärkt und beim Meldetext 2 Nachkommastellen eingestellt.

8. Mai 2018

Siemens LOGO! 8, Betrieb ab Batterie, Teil 1

Aufgrund einer Anfrage befasste ich mich mit dem Thema, ob die LOGO! 8 geeignet ist für Batteriebetrieb, genauer dem Betrieb ab einem 12V Bleiakkumulator. Das Basisgerät LOGO! 12/24RCE ist für 12V Betrieb vorgesehen und eine Batterie sowieso die perfekte DC-Speisung. Von daher also beste Voraussetzungen.
In der Dokumentation sind folgende Angaben zur Speisung zu finden:
– Stromversorgung: Eingangsspannung 10.8 bis 28.8 VDC
– Stromverbrauch bei 12V: 50 bis 165 mA

Ich führte einige Messungen durch mit folgendem Resultat:

Angestrebt minimaler Eigenverbrauch, daher Displaybeleuchtung aus, kein Netzwerkanschluss, keine Last am Ausgang. Max. Batteriespannung 14.40V (Vollladung von 2.40V / Zelle), min. Batteriespannung 9.60V (entladene Zelle mit 1.60V).

DC-Spannung 14.40V:    Strom 33mA
DC-Spannung 13.20V:    Strom 36mA
DC-Spannung 12.00V:    Strom 39mA
DC-Spannung 10.80V:    Strom 44mA
DC-Spannung ~9.60V:    Strom 49mA

Der Strom nimmt bei abnehmender Spannung zu, typisches Verhalten eines Schaltreglers.
Die Leistungsaufnahme bei 12V beträgt annähernd 0.5 Watt.
Bei knapp 9.60V stellt die LOGO! ihren Betrieb ein.

Aufgrund der geringen Stromaufnahme ist die LOGO! bestens für den Batteriebetrieb geeignet (Die zu steuernde Last und die Eingangsbeschaltung nicht mitgerechnet, da in der Anwendung Lasten nur kurzzeitig in Betrieb sind).
Grob gerechnet kann bei moderaten Temperaturen (15-25°C) ein Akku mit 15Ah Kapazität die LOGO! für fast 18 Tage versorgen.

27. März 2018

Speichermedien für Siemens LOGO! ( MicroSD Karten)

Der externe Speicher der Logo ist eine MicroSD- Karte. Sie dient zum Programmtransfer und zur Datenaufzeichnung.
Es gibt eine Vielzahl von Typen mit unterschiedlicher Kapazität und Zugriffsgeschwindigkeit. Weiterhin unterscheiden sie sich im Temperaturbereich und dem internen Aufbau.
Die mit SLC bezeichnete Bauart speichert genau ein Bit pro Zelle. Dies ist die robusteste Bauart was Datenerhalt, Anzahl Schreibzyklen und Temperaturbeständigkeit betrifft. Sie wird häufig als «Industrial Grade» bezeichnet.

MLC und TLC bezeichnen Bauarten welche pro Zelle 2 oder 3 Bit speichern. Ihre Zuverlässigkeit ist kleiner als die der SLC, vor allem im Bezug auf Schreibzyklen und Langzeitstabilität. Dafür sind sie um einiges günstiger und mit höheren Kapazitäten verfügbar.

Die Speichergrösse in der Logo ist vor allem dann ein Kriterium wenn ein Datenlog aktiv ist. ¨Grob gerechnet kann eine Logo bis 1 Million Datensätze zu max. 1kB auf der Karte speichern. Je nach Grösse des einzelnen Datensatzes werden also bis 1GB Daten aufgezeichnet. Das bedeutet dass eine Karte von 2GB das sinnvolle Maximum darstellt.

Welcher Kartentyp ist also für welche Anwendung geeignet?

SLC für Anwendungen mit vielen Schreibzyklen, also häufiges Aufzeichnen von Daten über die Log- Funktion oder dort
wo die Temperatur erhöht ist / regelmässig stark schwankt.
MLC, TLC für Anwendungen mit wenigen oder keinen Schreibzyklen, z.B. als Transfer- oder Backupspeicher für Programme
und Daten, inkl. Webseiten

Karten mit bis zu 2GB könnten vom Hersteller bereits FAT16 formatiert sein. Dieses Dateiformat erkennt Logo nicht.
Deshalb diese Karten auf dem PC vorgängig mit FAT32 formatieren.
Was die Transfergeschwindigkeit betrifft: Siemens macht in den Handbüchern keine Angaben. Wir haben Karten mit Schreibgeschwindigkeiten ab Klasse 4 aufwärts eingesetzt und keinerlei Fehlfunktionen festgestellt.

24. März 201824. März 2018

Siemens LOGO! CMR2020, integrierter GPS- Empfänger

Das CMR2020 hat auch einen eingebauten GPS- Empfänger. Mit einer geeigneten externen Antenne extrahiert er aus den Satellitensignalen Zeit & Datum, Position und Höhe.
Die GPS- Zeit wird zur Systemzeit und steht ca. 2 Minuten nach dem Einschalten zur Verfügung, wenn mindestens 1 Satellit empfangen wird. Die Zeit wird auf die im Gerät eingestellte Zeitzone angepasst. Positions- und Höhendaten werden angezeigt, sobald vier oder mehr Satelliten empfangen werden.

Ein kurzer Test in bebautem Gebiet zeigte folgende Ergebnisse:

Im Innenbereich, ca. 1 Meter hinter dem Fenster:
Empfang 1 Satellit; Zeit wird erfasst
Fensterbrett, Innenseite:
Empfang 4 Satelliten; Zeit, Position und Höhe werden erfasst
Fensterbank, Aussenseite:
Empfang 8 Satelliten; Zeit, Position und Höhe werden erfasst

Nun ist die von Siemens angebotene GPS-Antenne, ANT895-6ML, Flachantenne ein guter Empfänger, aber mit nur 30cm Anschlusskabel und abweichendem Stecker (N-Female statt SMA Male) nicht direkt anschliessbar.

Deshalb auch hier wieder die Suche nach einer bezahlbaren Verlängerung.
Gefunden habe ich bei Distrelec:

– Adapter SMA to N/Male/Male, Artikel-Nr. 300-61-842
– Antennenkabel 5.00m SMA-male/SMA, Artikel-Nr. 300-45-711

Die Verlängerung ist aus dem gleichen Kabeltyp hergestellt wie das kurze Stück an der Antenne. Kosten für Adapter und Verlängerung ca. 20 CHF.

Es ist natürlich auch möglich eine andere GPS- Antenne zu verwenden. Für aktive Antennen liegt an der Antennenbuchse eine Versorgungsspannung von ca. 3.8 VDC an.

18. März 201818. März 2018

SMS Alarmierung mit Siemens LOGO! CMR2020

Bei diesem Projekt wurden Anlagen an verschiedenen Standorten in der Schweiz mit einer Alarmierung über SMS ausgestattet.
Die insgesamt 8 Alarmkontakte werden über ein Logo eingelesen, teilweise verzögert und vom angeschlossenen Kommunikationsmodul als SMS verschickt. Zur Kontrolle wird wöchentlich eine Statusmeldung abgesetzt.

Siemens LOGO! CMR2020

Bei der Realisierung haben wir einige Erfahrungen im Umgang mit diesem GSM-Modul sammeln können. Die Wichtigste war sicher, dass bei schwacher Signalstärke ( < -100dB) die SMS nicht mehr zuverlässig versandt werden. Während an der gleichen Antennenposition mit einem Mobiltelefon noch Gespräche geführt werden können, protokolliert das Modul im Fehlerspeicher sporadisch «Signal strength very weak or no signal available».
Schlussendlich wurden an allen Standorten die Antennen nach aussen verlegt. Dazu reichte die Länge des Antennekabels nicht. Bei der Suche nach einer geeigneten Verlängerung für die verwendete Stabantenne wurden wir hier fündig:

Brack.ch: Verlängerungskabel RP-SMA, 5m, (f-m) Artikel-Nr. 378349

Dieses Kabel hat eine geringe Dämpfung und ist praktisch identisch mit dem an der Antenne angebrachten Kabel.

Diese Massnahme erhöhte die Signalstärke um bis zu 20dB. Seither sind die Verbindungen stabil ohne Aussetzer.

Was leider nicht funktionierte war die Zeitsynchronisation über das GSM- Netz des Betreibers Swisscom. Dies ist um so bedauerlicher als Zeit- und Datumsinformationen des CMR2020 nach einem Spannungsunterbruch verloren gehen.

13. März 2018

Logo 8 mit Omron NB- Terminal

Versuch einer direkten Kopplung zwischen Logo! 8 und Omron NB- Terminal über Ethernet….
Funktioniert einwandfrei.
Als Steuerung wurde in der Projektierungssoftware des Panels die S7-200 von Siemens ausgewählt.

6. März 2018

Logo! 8 Kommunikation mit Modbus RTU

Die aktuelle Generation Logo! 8 ab Ausgabestand FS4 kann als Modbus- Master (bzw. Client) oder Modbus-Slave (bzw. Server) konfiguriert werden.
Die Verbindung erfolgt hierbei über die Ethernet Schnittstelle und das Modbus/TCP Protokoll. Es können sowohl Einzelverbindungen als auch Netze mit mehreren Teilnehmern projektiert werden.

Jetzt gibt es immer noch viele Modbus- fähige Geräte die über eine serielle Schnittstelle, -selten RS232, meistens RS485-, verfügen und das Modbus RTU (Remote Terminal Unit) oder ASCII- Protokoll unterstützen.

Damit Modbus RTU und Modbus/TCP Teilnehmer miteinander kommunizieren können wird ein entsprechender Umsetzer -ein Gateway- dazwischengeschaltet. Es gibt einige Gateways von spezialisierten Anbietern, die ab etwa 250 CHF aufwärts zu haben sind. Im Logo! Umfeld ein eher problematischer Preis.

Wir haben für ein Projekt eine günstigere Lösung gesucht und sind beim chinesischen Anbieter USRIOT fündig geworden. Das USR-M511 , ein Gateway für weniger als 100 CHF mit voller Funktionalität, DC- Speisung 5 bis 36 Volt und umschaltbarer serieller Schnittstelle (RS232 / RS422 / RS485).

Industrial Modbus Gateway, Serial to Ethernet converter modbus RTU gateway

Die Parametrierung erfolgt vollständig über den integrierten Webserver, der auch eine Monitorfunktion zum mitverfolgen der Datenübertragung beinhaltet.

Aus Erfahrung mit einem ähnlichen Gerät des selben Herstellers wissen wir dass sie sehr robust sind und über Jahre zuverlässig arbeiten.

27. Februar 2018

Logikmodul LOGO! von Siemens

Keine vergleichbare Kleinsteuerung hat sich seit der Markteinführung so weiterentwickelt wie die LOGO!.
War die erste Baureihe tatsächlich ein reiner Logik- und Zeitschaltbaustein
( 8 Eingänge, 4 Ausgänge nicht erweiterbar, einige grundlegende Logik-, Zeit-, Zähl- und Schaltuhrfunktionen), kamen bei jeder Generation neue Möglich-keiten dazu. Analog- und schnelle Zählereingänge, Erweiterungsmodule, mehr Speicher und Programmfunktionen.
Die aktuelle 8. Generation kommuniziert über Ethernet, verfügt über einen eigenen Webserver, kann Daten loggen (bis 1’000’000 Datensätze, selber probiert!), ist Modbus- Master oder -Slave. Jedes HMI mit S7-200 Protokoll kann angeschlossen werden.

Wir haben mittlerweile mehr als 100 Projekte mit der LOGO! realisiert, von der einfachen Lichtsteuerung bis zu sehr komplexen Apparatesteuerungen mit parametrierbaren Funktionen. Ebenso nutzen wir vor allem in der Gebäudetechnik die Möglichkeit der langfristigen Datenaufzeichnung.