Josef-Durler-Schule Rastatt

Aufbau der Lernfabrik

Technologieschema

Die Elektrotechnik-Labore der Josef-Durler-Schule sind nicht nur physisch sondern auch datentechnisch über das MQTT-Protokoll vernetzt. Bei der Ausstattung der Labore wurde großen Wert darauf gelegt, dass die eingesetzen Komponenten über das MQTT-Protokoll angesprochen werden können. Dort wo das nicht möglich ist kommen Schnittstellenkomponenten zum Einsatz, die das Protokoll verstehen und die Kommunikation weiterleiten können.

Hardwarekomponenten

SPS-Steuerungen Fa. Siemens
µC-Systeme ESP32, ESP8266, STM32…
Anwendugsmodelle Automation Fischertechnik…
SEW-Frequenzumrichter zur Motoransteuerung
Controllino-Steuerung für 24 V µC-Modelle
HMI-Module von Electronic Assembly
Arduino-Shields divers für Anwendungsaufgaben…
Pressesteuerung Murgtalmodul Fa, Fritz
igus-Lernroboter 5 Arm

Verwendete Software

TIA-Portal Siemens
STM32 Cube IDE
Arduino-ESP-DIE
MQTT-spy
MQTT-fx
igus-Robotik-Programmierung

Pädagogisches Konzept

Durch die didaktische Zusammenarbeit der Kolleginnen und Kollegen entstehen überfachliche und interdisziplinäre Lernsituationen, die die Technologien der Industrie 4.0 sicht- und begreifbar werden (siehe Beschreibung auf Homepage). Mit Hilfe des Lernmanagementsystems itslearning werden diese Lernsituationen von den beteiligten Lehrerinnen und Lehrern erarbeitet. Die Abstimmung erfolgt kooperativ in regelmäßigen Teamsitzungen.

Konkrete Umsetzung der Musterlösung-BW

Szenario 2 bis Anforderungsbereich 2
Szenario 3 Anforderungsbereich 1
Szenario 6 Anforderungsbereich 1

Schularten/Ausbildungsberufe, bei denen die Lernfabrik zum Einsatz kommt

EATElektroniker für Energie- und Automatisierungstechnik / Automatisierungstechnik, Netzwerktechnik
EBTElektroniker für Betriebstechnik / Automatisierungstechnik, Steuerungstechnik, Netzwerktechnik
EEGElektroniker für Energie- und Gebäudetechnik / Installationsbus, Netzwerktechnik
FI-SAE/ITFachinformatiker Systemintegration / Programmiertechnik, Netzwerktechnik
BKTK Berufskolleg Technische Richtung Programmiertechnik, Netzwerktechnik
TGI Technisches Gymnasium Informationstechnik Mikrocontrollertechnik, Netzwerktechnik
FTAM Fachschule Technik Automatisierungstechnik Mechatronik / Automatisierungstechnik, Netzwerktechnik
FTAM Fachschule Technik Automatisierungstechnik Mechatronik / Mikrocontrollertechnik, Netzwerktechnik

Kooperation mit anderen Standorten

  1. Carl-Benz-Schule, Gaggenau
  2. Fa. Daimler AG, Standort Gaggenau
  3. Fa. AddiData, Standort Baden-Airpark
  4. Fa. Fritz Automation, Standort Langenbrand
  5. Fa. W-Quadrat, Standort Gernsbach
  6. HLA-Rastatt, Standort Rastatt
  7. Universität Mannheim, Lehrstuhl für Wirtschaftspädagogik, Prof. Dr. Dirk Ifenthaler

Beschreibung der Kooperation

  1. Mit der CBS-Gaggenau tauschen wir Daten über MQTT von den Lernfabrik 4.0 mit unseren Laboren zur Lernwelt 4.0 aus. Des Weiteren gehen wir mit SuS des TG-I sowie der FTAM vor Ort um aktiv Netzwerktechnik in Bezug auf I4.0 durchzuführen. Zusätzlich haben wir in der Kooperation mit der IHK, und Fa. DB-Gaggenau ein "Murgtalmodul"entwickelt, was der 3 x der "Nachbau" einer Karosseriepresse der Fa. Daimler darstellt. Hier könnne wir mit SuS Grundlagen der Automatisieurngstechnik UND Datenaustausch über MQTT umsetzen…
  2. Wie unter 1. beschrieben, ist hier der Kern der "Produktions-Datenaustausch" über MQTT. Aktuell gibt es noch IT-Probleme um diese Funktion mit der Fa. Daimler zu nutzen…
  3. Mit der Fa. AddiData sind 2 Abschlußarbeiten der FS abgeschlossen, die zu einem Datenaustausch beitragen sollen, der aktiv noch nicht fertiggestellt ist…
  4. Die Fa. Fritz hat ebenso einen "Hardware-Zwilling" des Murgtalmoduls ebenso wie die CBS. Hier erhalten wir Unterstützung vom Industriepartner sowie ebenso Datenaustausch über MQTT…
  5. Kooperation noch in der Konzeptionsphase…
  6. Kooperation noch in der Konzeptionsphase…
  7. Evaluation der Lernwelt 4.0 durch wissenschaftliche Mitarbeiter der Universität Mannheim, Lehrstuhl für Wirtschaftspädagogik, Prof. Dr. Dirk Ifenthaler: Herr Michale Roll hat sein Evaluationskonzept vorgestellt, Unterrichtssequenzen sollen untersucht und evaluiert werden. Aufgrund der Pandemie-Situation herrscht an dieser Stelle Stillstand.    

Die Lernfabrik als außerschulisches Demonstrationszentrum

In der Josef-Durler-Schule kommt keine Lernfabrik im Sinne einer automatisierten Anlage zum Einsatz. Das Konzept der Lernwelt 4.0 wurde zu unterschiedlichen Anlässen (Besuch des Kreistags, Treffen mit den schulischen Kooperationspartnern) in Form von Lernstationen sicht- und erlebbar gemacht.

Die Kopplung mit der Lernfabrik der Carl-Benz-Schule wurde inclusive der Kopplung des sogenannten Murgtalmoduls der Fa. Fritz Automation realisiert.

Geplant sind verschiedene anschauliche Lernszenarien:  "Bratwurstfabrik": Bestellung und Steuerung der Produktion von Bratwürsten sowie "Smart@Home"-Anwendungen, die die Steuerung der Hausinstallationstechnik bei Schul-Events demonstrieren. 

Der Aufbau der Lernfabrik wurde durch das Wirtschaftsministerium (Förderaufruf 2018) gefördert.

Kontakt:
Josef-Durler-Schule Rastatt
Richard-Wagner-Ring 24
76437 Rastatt
www.jdsr.de

Ansprechperson:
Wuchner, Ralf

Homepage der Lernfabrik/Kooperation
www.jdsr.de/lernwelt-4-0