Elektroda.pl
Elektroda.pl
X
IGE-XAO
Proszę, dodaj wyjątek dla www.elektroda.pl do Adblock.
Dzięki temu, że oglądasz reklamy, wspierasz portal i użytkowników.

Sterownik PLC Made in Poland

08 Lis 2017 00:07 2916 16
  • Poziom 10  
    Witam
    Chciałbym przedstawić wam projekt sterownika PLC. Sterownik nie był systemem docelowym, został stworzony "przy okazji" prac nad innym projektem. Głównym zadaniem urządzenia było sterowanie procesem wtrysku płynnego metalu a przy okazji posiadając już "sprzęt" nawiązałem współpracę z Politechniką Rzeszowską w której stworzono oprogramowanie CPDev (wirtualny sterownik). Jest to oprogramowanie zawierające języki programowania zgodne z normą PN-EN 61131-3 tj. ST (Structured Text), LD (Ladder Diagram), IL (Structured Text),FBD (Function Block Diagram) oraz SFC (Sequential Function Chart) które generują kod dla wirtualnego sterownika. Ponadto umożliwiają debugowanie oraz ustawianie pułapek programowych. Oprogramowanie CPDev możliwe jest do zaimplementowania w dowolnym mikrokontrolerze, komputerze lub matrycy logicznej.

    Zrzuty ekranów edytorów CPDev:
    LD (Ladder Diagram)
    Sterownik PLC Made in Poland

    FBD(Function Block Diagram)
    Sterownik PLC Made in Poland

    ST (Structured Text)
    Sterownik PLC Made in Poland

    SFC (Sequential Function Chart)
    Sterownik PLC Made in Poland


    Schemat blokowy PLC:
    Sterownik PLC Made in Poland

    Jednostka centralna PLC
    Sterownik PLC Made in Poland

    Do którego można podłączyć moduły IO
    Sterownik PLC Made in Poland

    Maksymalna ilość modułów podłączonych do magistrali to 10.
    DInx8:
    1. Wejścia optoizolowane 24VDC
    2. 8 kanałów
    3. Obciążenie 20mA na kanał

    DOutx8:
    1. Wyjścia optoizolowane 24VDC
    2. 8 kanałów
    3. Obciążalność 0,5A na kanał

    AInx8:
    1. Wejścia analogowe optoizolowane
    2. 8 kanałów
    3. Częstotliwość próbkowania 10kHz
    4. Dostępne konfiguracje:
    a) Zakres pomiarowy +-10V
    b) Zakres pomiarowy +-5V
    c) Zakres pomiarowy +-2,5V
    d) Zakres pomiarowy 0,+10V

    AOutx4
    1. Wyjścia analogowe optoizolowane
    2. 4 kanały
    3. Czas ustalania sygnału 10us
    4. Dostępne konfiguracje napięć wyjściowych:
    a) Zakres napięć 0,+5V
    b) Zakres napięć 0, +10V
    c) Zakres napięć 0, +10,8V
    d) Zakres napięć +-5V
    e) Zakres napięć +-10V
    f) Zakres napięć +-10,8V
    5. Niezależna konfiguracja każdego kanału

    ENKx2
    1. Wejścia optoizolowane 24VDC
    2. 2 Liczniki 0-65535
    3. 100kHz
    4. Dodatkowe wejście zerujące


    Widok PLC z kilkoma modułami
    Sterownik PLC Made in Poland

    Jeśli ilość 10 modułów jest niewystarczająca to można rozszerzyć ich ilość o dodatkowe stacje modbus-owe umożliwiające podłączenie kolejnych modułów.

    Możliwości komunikacyjne:
    1. Modbus over TCP/IP - debugowanie, podłączenie panela
    a) IP ustawiane przez DHCP
    b) IP ustawiane na stałe
    2. Modbus RTU RS485 (master)- komunikacja z wyspami
    3. Modbus RTU RS485 (slave) - podłączenie panela
    4. PROFIBUS SLAVE DPV0 RS485 - tryb urządzenia slave w sieci profibus
    5. FLASH Loader USB - upgrade oprogramowania PLC oraz dodatkowe opcje np.: forsowania wejść/wyjść


    Umiejscowienie oraz kolejność modułów IO jest dowolna, wymagane jest przypisanie zmiennych z CPDev do konkretnych IO za pomocą konfiguratora (jak w HW_Config w STEP7). Oprogramowanie systemowe na bieżąco kontroluje czy wgrana konfiguracja jest poprawna.
    Rozłączenie lub wyciągnięcie modułu jest wykrywane przez system i sygnalizowane na wyświetlaczu a oprogramowanie PLC zostaje zatrzymane.
    Ponowne wykrycie moduły wznawia prace systemu.

    Z pewnością zapytacie po co to komu? Od razu odpowiem:
    1. Jest to sterownik zrobiony przy okazji pracy nad zupełnie innym systemem i nie były brane tu kwestie finansowe (projektowanie urządzenia w celu sprzedaży).
    2. Duża część pracy to praca wykonana przez panów z POLITECHNIKI RZESZOWSKIEJ i tu szczere wyrazy podziwu dla nich.
    3. Zaimplementowałem CPDev do mikrokontrolera bo sprawiło mi to dużo frajdy.

    Aktualnie trwają prace nad uruchomieniem debugowania ...
  • IGE-XAO
  • Poziom 33  
    Będąc studentem PRz zajmowałem się implementacją CPDev na ATMEGA128. Z tego co pamiętam na dzień dobry potrzeba około 60kB FLASH ;)
    Jaki zastosowałeś mikrokontroler?
    W jaki sposób komunikujesz się z modułami?
    Można pomyśleć nad mudułem generującym impulsy STEP/DIR dla sterowania krokówkami. W oprogramowaniu CPDev nie ma gotowych bloczków do tego. Myślę, że można by je również stworzyć :)
    Widać tutaj duży wkład pracy i wysoką estetykę wykonania.

  • Specjalista Automatyk
    Temat jak najbardziej ok. Jestem zwolennikiem polskiej myśli technicznej. Rozwijajmy nasze umiejętności. Dobrze byłoby zaimplementować jak kolega wyżej wspomniał pewne przydatne funkcje. Myślę, że dzięki temu znajdą się potencjalni klienci.
  • IGE-XAO
  • Poziom 10  
    Użyty mikrokontroler to STM32F429, 192 MHz, kod programu zajmuje około 180 kB. Znajdują się w nim oprócz emulatora CPDev także protokoły komunikacyjne oraz obsługa IO. Transmisja pliku z CPDev po tftp. Komunikacja z modułami przez magistralę równoległą. Co do dodatkowych modułów to można zaprojektować co nam tylko do głowy wpadnie. Pytanie tylko czy będzie ktoś takimi modułami zainteresowany. Jak pisałem projekt elektroniki był wykonany wcześniej i implementacja CPDev-a nie wniosła praktycznie żadnych dodatkowych kosztów z wyjątkiem czasu który na niego poświęciłem.
    Co do mudułu procesora to posiada 1MB wewnętrznej pamięci FLASH w której znajduje się program obsługi całego systemu. Pamięć FLASH NAND 128 MB w której jest przechowywane wgrywane oprogramowanie oraz pliki konfiguracyjne. Miejsce przechowywania programu można wybierać pomiędzy wewnętrzną pamięcią NAND lub kartą pamięci SD. Po uruchomieniu systemu program CPDev ładowany jest do pamięci SDRAM o pojemności 32 MB i z niej jest uruchamiany. Więc jak widać nie ma tu problemu z objętością programu :) Prędzej wydajność systemu będzie zbyt niska niż zabraknie pamięci.

    W zasadzie zastanawiałem się nad wykonaniem modułu pomiaru termopar oraz modułu pomiaru prądu.
    Innym pomysłem było zrobienie z tego czegoś w rodzaju PLCduino.

    Wszystko zależy od tego jakie będzie zainteresowanie.
  • Poziom 9  
    Bardzo mnie się podoba ten projekt. Wygląda profesjonalnie - na prawdę. Zastanawia mnie gdzie idzie kupić tego typu obudowy jakie są zastosowane w projekcie ? Czy może jest robione pod zamówienie ? Czy będzie możliwość udostępnienia materiałów/jego części do wglądu ?
  • Poziom 10  
    Jak pisałem wcześniej projekt był wykonany do systemu sterowania wtryskiem płynnego metalu i nie będzie możliwości udostępnienia materiałów ze względu na użyte w nim know-how. Mogę wykonać zdjęcia zmontowanych płytek. Obudowy można kupić w phoenixcontact. Do obudów można dokupić również szyny magistrali.

    Sterownik PLC Made in Poland32067_2000...int_04.jpg Download (17.55 kB)
  • Poziom 9  
    Nie miałem na myśli dostępu do np. kodu programu. Jednak schematy płytek etc. chętnie bym obejrzał.
  • Poziom 28  
    Witam,
    Widzę że niezłe wykonanie ale trzeba by przejrzeć dokładnie schematy.
    Poza tym określ cenę i pewnie znajdą się chętni na zakup jak będzie dobrze wyważona.
    Całość fajnie wygląda, oczywiście na TCP/IP Modbus RTU dostępny co podnosi rangę całości.
    Oprogramowania nie znam ale z zawodowej ciekawości zobaczę co też na tej uczelni powstało. Oprogramowanie wbrew pozorom jest bardzo ważne i należy je rozwijać. Jest to droga do przyszłego sukcesu całości.
    Dopracować rozwiązanie i sprzedawać. W końcu musimy mieć coś swojego a nie tylko opierać się na rozwiązaniach z poza PL i dziwić się że u nas tylko cienko płatne fabryczki budują.
    W domowych zastosowaniach może być to dobre rozwiązanie. A jak się sprawdzi to można próbować do przemysłu w mniej istotnych aplikacjach na początek.
    Pozdrawiam i życzę sukcesu :)
  • Użytkownik usunął konto  
  • Poziom 10  
    Nie zamierzam wygryzać SIEMENS-a z rynku. Sam pracuje jako automatyk w przemyśle i świetnie zdaje sobie sprawę że firmy stawiają na sprawdzone elementy.

    Do projektu zamierzam dołożyć wykonane kiedyś moduły komunikujące się przez RS485, są to moduły do sterowania inteligentnym budynkiem, trzeba tylko podorabiać funkcje do ich obsługi w CPDev.

    Moduł CBOX
    Moduł do sterowania żarówkami 12V lub 24V. Możliwość sterowania intensywnością świecenia za pomocą wypełnienia (PWM). Wartości w zakresie od 0 do 255. Można sterować żarówkami żarowymi, ledowymi, taśmami LED mono lub taśmami LED RGB. Moduły te mogą służyć też jako zwykły włączniki załącz wyłącz. Moduł ma 3 sekcje o obciążalności 24W na kanał. Moduł te ma dwa dodatkowe wejścia. Mieści się w puszcze podtynkowej.

    Moduł DBOX
    Moduł wejść:
    Moduł posiada 8 wejść o funkcjonalności konfigurowanej : enkoderowe, licznikowe. Domyślnie są to zwykłe wejścia binarne (12V lub 24V).

    Moduł sterowania żarówkami 230V:
    Moduł do sterowania żarówkami 230V lub żarówkami ledowymi. Możliwość sterowania intensywnością świecenia za pomocą wypełnienia. Wartości w zakresie od 0 do 255. Mogą służyć też jako zwykłe włączniki załącz wyłącz. Moduł ma 2 sekcje o obciążalności 250VA na kanał w przypadku żarówek żarowych, lub 50VA na kanał w przypadku żarówek ledowych. Moduł posiada diagnostykę podłączenia zasilania 230V, kontrolę częstotliwość sieci, oraz przekroczenia temperatury radiatora.

    Moduł sterowania żarówkami 12V lub 24V:
    Moduł do sterowania żarówkami 12V lub 24V lub żarówkami ledowymi. Możliwość sterowania intensywnością świecenia za pomocą wypełnienia. Wartości w zakresie od 0 do 255. Można sterować żarówkami żarowymi, ledowymi, taśmami LED mono lub taśmami LED RGB. Mogą służyć też jako zwykłe włączniki załącz wyłącz. Moduł ma 8 kanałów o obciążalności 24W każdy.

    Moduł przekaźnikowy:
    Moduł ten ma 4 wyjścia przekaźnikowe oraz 4 wejścia binarne. Każde z tych wyjść może pracować osobno.

    Moduł sensorów:
    Moduły czujników o wymiarach 7x7 cm. Czujniki do montażu natynkowego. Dostępne są następujące czujniki: PIR, ciśnienie atmosferyczne, temperatura, wilgotności, gazu, oświetlenia, IRDA, czytnik RFID.
    IRDA - nadajnik/odbiornik
    RFID - UNIQUE lub Mifare
  • Poziom 5  
    Szczerze gratulując autorowi wykonanej pracy, ciekaw jestem jak dalej potoczyły się sprawy.
    Z przykrością podzielam sceptycyzm Art.B. Jest ogromna przepaść między tym, co są w stanie wykonać zdolni konstruktorzy a uruchomieniem technicznie i ekonomicznie uzasadnionej produkcji. To nie tylko procesy walidacyjne, badania odporności EMC (elektromagnetyczne) czy LVD, ale badania potrzeb rynkowych itp. Po wielu latach pracy w firmie konstrukcyjno ? produkcyjnej, od 16 lat oferuję proste sterowniki Array. I poprzednio i obecnie potwierdzają mi się pewne zasady określone przez system TQM. Np. że cechy nieoczekiwane (a występujące w produkcie) postrzegane są jako wada. Przyjmuję do wiadomości (w przeciwieństwie do wielu konstruktorów), że nie każdy ma czas na studiowanie opasłych instrukcji i jest zmuszony osiągnąć szybko efekt. Dlatego zamiast dokładać kolejne możliwości (i komplikować produkt), może warto określić profil typowanego odbiorcy. Jak to mówi znane powiedzenie: klient jest w stanie zwolnić każdego, nawet właściciela firmy. Myślałem, że po minionych czasach ograniczeń nastąpi wysyp legendarnych projektów chowanych w szufladach. Ale coś nie zadziałało?
  • Poziom 11  
    Art.B napisał:
    Jeśli chodzi o walor edukacyjny, projekt super! Natomiast sukcesu rynkowego nie wróżę. Wygląda na to, że (jeśli czegoś nie przegapiłem) sterownik ten posiada zbliżoną funkcjonalność do rozwiązań powszechnie dostępnych na rynku. W segmencie tanich i średnich sterowników ceną chińczyków nie przebijesz. Na argumencie "Dobre, bo Polskie" niestety sukcesu nie odniesiesz. Btw. jest to jedno z głupszych haseł. Za wschodnią granicą z jakiegoś powodu kochają Siemensa, mimo, że mają u siebie "łebskich" ludzi. Sens ma konstruowanie sterowników specjalizowanych, produkowanych w małych seriach, pod konkretne aplikacje. Jak w tej głupiej reklamie "jak coś jest do wszystkiego, to jest do niczego". Typowe PLC jest właśnie do wszystkiego. Z tego powodu istnieje np. firemka, obecnie wykupiona chyba przez Lenze, produkująca specjalizowane "elektroniczne krzywki" liczące w czasie rzeczywistym parametry ruchu osi Y w zależności od prędkości i położenia osi X. Zabawka taka na podstawie sygnału z enkodera inkrementarnego (oś X) zadaje analogowo wartość momentu obrotowego na przemiennik osi Y mając z niego feedback z enkodera. Tworzy praktycznie w czasie rzeczywistym odwzorowanie y=f(x) (bezczasowe). W tym segmencie masz przewagę nad Chinami, oni są, lub też do niedawna byli mniej elastyczni, jak również nad producentami z Europy zachodniej i USA, gdzie koszty opracowania i wdrożenia projektu są wyższe.


    Krzywki elektroniczne tak zwane CAM ma większość serw dostępnych na rynku w środku, a te firmy które nie mają zaimplementowanych w sobie mają dedykowane sterowniki. Na co komu by było serwo bez takiej funkcjonalności?
  • Poziom 28  
    Radzio M. napisał:
    Proszę o przykłady.


    Bramka Mitsubishi MR-MQ100 sterująca wzmacniaczem serwo.
  • Poziom 11  
    Radzio M. napisał:
    Proszę o przykłady.


    ABB nextmove(sterownik) ABB microflex, delta ASDA A2(tu wszystko w tanim serwie cam 1000punktowy, mozna napisac prosty program itp.

  • Specjalista Automatyk
    Odgrzebuję temat, jak wyglądają postępy autora z projektem?