Elektroda.pl
Elektroda.pl
X

Search our partners

Find the latest content on electronic components. Datasheets.com
Elektroda.pl
Computer Controls
Please add exception to AdBlock for elektroda.pl.
If you watch the ads, you support portal and users.

Omron CQM1 część 2, jednostka centralna CPU11

ArturAVS 07 Sep 2021 08:57 1428 20
  • Omron CQM1 część 2, jednostka centralna CPU11
    W pierwszej części zajrzeliśmy do wnętrza zasilacza systemu PLC CQM1 firmy Omron, tym razem będzie to jednostka centralna (CPU) o symbolu CPU11-E. Systemy PLC czyli programowane sterowniki logiczne swoją budową są bardzo zbliżone do typowych komputerów PC czyli zawierają pamięć RAM oraz (najczęściej w postaci pamięci ROM, EPROM czy też Flash w nowszych rozwiązaniach) "twardy dysk" zawierający system operacyjny sterownika a także procesor (mikroprocesor) wraz z układami peryferyjnymi odpowiadającymi za komunikację ze światem zewnętrznym. Oczywiście budowa ze względu na specyfikę (przemysł) pod względem wykonania znacznie się różni od PC. Nośnikami danych (programu) często są dedykowane karty/moduły pamięci, podobnie jest z rozszerzeniami systemu w postaci dedykowanych modułów rozszerzeń. Tu w przeciwieństwie do komputerów PC jesteśmy "skazani" na używanie tylko i wyłącznie na dedykowane moduły producenta przewidziane dla konkretnego modelu PLC. Pewną dowolność zapewniają nowoczesne magistrale komunikacyjne czy sieciowe (ModBUS, CAN, LAN etc.) jednak zależy to od konkretnych systemów. Przyjrzyjmy się zatem budowie jednostki centralnej, CQM1 były produkowane w różnych wersjach;


    Omron CQM1 część 2, jednostka centralna CPU11

    Jak widać na powyższym zestawieniu jednostka CPU11-E jest najsłabszą z całej rodziny CQM1 choć też zapewniającą spore możliwości. Wszystkie komponenty systemu włącznie z prezentowanym poprzednio zasilaczem umożliwiają skomponowanie własnego sytemu w postaci zgrabnego "pudełka" montowanego na szynę TS35mm lub za pomocą śrub przykręcanego do chassis obudowy całości;


    Omron CQM1 część 2, jednostka centralna CPU11

    Jednostka główna gabarytowo jest troszkę większa od zasilacza PD026, pod dwoma klapkami na froncie obudowy ukrywa baterię podtrzymującą pamięć, port komunikacyjny, przełączniki konfiguracji/pracy a także gniazdo modułu pamięci;


    Omron CQM1 część 2, jednostka centralna CPU11

    Na bocznych ściankach są umieszczone złącza zasilania oraz systemowe które oprócz zasilania zapewnia również komunikację z modułami rozszerzeń. Złącze zasilania;

    Omron CQM1 część 2, jednostka centralna CPU11

    Oraz złącze modułów rozszerzeń;

    Omron CQM1 część 2, jednostka centralna CPU11

    Aby dostać się do wnętrza musimy rozłączyć gniazdo wejściowe (CPU nie posiada wyjść);

    Omron CQM1 część 2, jednostka centralna CPU11

    Oraz zdemontować baterię wraz z modułem pamięci, następnie po podważeniu kilku zatrzasków podważamy i zdejmujemy frontowy panel obudowy;


    Omron CQM1 część 2, jednostka centralna CPU11

    Po rozłączeniu płytki interfejsowej (po lewej stronie) oraz wejść cyfrowych (prawa strona) i odpięciu jednego zatrzasku możemy wysunąć z obudowy płytę główną, poniżej z włożonymi modułami interfejsowym oraz wejściowym;

    Omron CQM1 część 2, jednostka centralna CPU11

    Oraz w rozwinięciu;

    Omron CQM1 część 2, jednostka centralna CPU11

    Zostawmy tymczasowo moduły pomocnicze i przyjrzyjmy się MB (płycie głównej);


    Omron CQM1 część 2, jednostka centralna CPU11

    Oraz strona druku;

    Omron CQM1 część 2, jednostka centralna CPU11

    Budowa wydaje się skomplikowana, jednak uwzględniając datę produkcji (połowa, wczesne lata 90-te ubiegłego wieku) wygląda raczej typowo.
    Co my tu mamy...

    • TMS 27C210A-15 Pamięć EPROM 65536 x 16 bitów (zawiera system operacyjny PLC)
    • LC3564SM-10 pamięć SRAM o organizacji 8192x 8-bitów x 3 szt (jedna od strony druku) pełniące najprawdopodobniej rolę pamięci danych
    • Procesor HD6413003F12 (rodzina 8/16-to bitowych procesorów firmy Hitachi H8/300)
    • Omron TF262HF specjalizowany układ I/O produkowany na specjalne zamówienie Omrona
    • Generator kwarcowy serii SG-615P 24,0000MHz (główny zegar systemu)
    • 74HC153 Multipleksery analogowo/cyfrowe (zapewne przełączają magistralę danych/adresową) 2 szt.
    • 74AC00 poczwórna dwuwejściowa bramka NAND
    • Układ w obudowie SO-08 o oznaczeniu "1204" niezidentyfikowany
    • Układ w obudowie SO-08 o oznaczeniu "953" również niezidentyfikowany


    Serce systemu to 8/16/32 bitowy procesor firmy Hitachi (aktualnie Renesas Technology) z rodziny H8/300;


    Omron CQM1 część 2, jednostka centralna CPU11

    Jest to stosunkowo duża rodzina procesorów (mikrokontrolerów) obejmująca wiele wersji i wariantów;


    Omron CQM1 część 2, jednostka centralna CPU11

    Omron CQM1 część 2, jednostka centralna CPU11

    Omron CQM1 część 2, jednostka centralna CPU11

    Procesor choć obecnie raczej rzadko spotykany i zastąpiony przez nowsze modele jest czasem jeszcze używany. Budowa jest typowym przykładem systemu mikroprocesorowego czyli CPU, ROM i RAM oraz układy pomocnicze. Układ TF262HF sygnowany przez Omrona to zapewne dedykowany bufor/sterownik IO produkowany na specjalne zamówienie gdyż brak o nim jakichkolwiek informacji. Widoczne nieobsadzone miejsca są zapewne wykorzystywane w innych wersjach PLC. Wróćmy do modułu komunikacyjnego;


    Omron CQM1 część 2, jednostka centralna CPU11


    Omron CQM1 część 2, jednostka centralna CPU11

    Moduł ten zawiera jedynie 74HC14 (sześć inwerterów Schmitta) oraz poza kilkoma tranzystorami garstkę elementów RC. 20-pinowe złącze według dokumentacji służy do komunikacji i programowania, wygląda jednak na to że poziomy sygnałów są w standardzie TTL gdyż miejsce na płycie opisane jako MAX232A (konwerter poziomów TTL<->RS232) jest nieobsadzone. Moduł wejść cyfrowych z racji podobnej budowy do modułu rozszerzeń opiszę w kolejnej części. Bateria wygląda jeszcze na fabryczną i co ciekawe ładnie "trzyma" napięcie;


    Omron CQM1 część 2, jednostka centralna CPU11

    Bateria pochodzi z 95 roku (według nadruku 95-09);

    Omron CQM1 część 2, jednostka centralna CPU11


    Omron CQM1 część 2, jednostka centralna CPU11

    Karta pamięci programu zbudowana jest z zaledwie kilku elementów;

    Omron CQM1 część 2, jednostka centralna CPU11

    I druga strona;

    Omron CQM1 część 2, jednostka centralna CPU11

    Układ 74HC138 pełni funkcję dekodera adresów a pamięcią programu jest M5M28C64 (8k x 8 bitów), jest to równoległa pamięć EEPROM kompatybilna z EPROM 27C64. Na płytce widać również miejsce na drugą identyczną pamięć oraz układ MSM62X42BRS-A który to jest zegarem RTC przeznaczonym dla systemów mikroprocesorowych;

    Omron CQM1 część 2, jednostka centralna CPU11

    Jak widać budowa sterownika nie jest zbyt skomplikowana choć zapewne w nowszych konstrukcjach użyto więcej zaawansowanych układów. W kolejnej części zajmiemy się modułem wejść cyfrowych ID212 a także (ze względu na podobieństwo konstrukcyjne) modułem wejść cyfrowych zintegrowanym w CPU.


    Poprzednie części;

    Omron Sysmac CQM1 budowa systemu. Wstęp czyli co to jest PLC
    Omron CQM1 część 1, zasilacz PD026
    Omron CQM1 część 3, moduł wejść cyfrowych ID212

    Cool! Ranking DIY
    Ethernet jednoparowy (SPE) - rozwiązania w przemyśle. Szkolenie 29.09.2021r. g. 11.00 Zarejestruj się za darmo
    About Author
    ArturAVS
    Moderator of HydePark/Cars
    Offline 
    Z wykształcenia technik RTV, z zamiłowania elektronik/elektrotechnik konstruktor.
    Has specialization in: kf, audio, elektronika truck, inne dziwne konstrukcje
    ArturAVS wrote 13138 posts with rating 2359, helped 1464 times. Live in city Grajewo. Been with us since 2005 year.
  • Computer Controls
  • #3
    ArturAVS
    Moderator of HydePark/Cars
    Niestety, interfejsu nie mam. Gdzieś mi mignął ostatnio za około 800 zł, w zasadzie jakieś zastosowanie znalazłbym dla tego PLC choć trochę kłopotliwy byłby brak wejść analogowych.
  • Computer Controls
  • #4
    maciej_333
    Level 36  
    Interfejs do tego, to CIF01. Generalnie czasem gdzieś się pojawia. Mam takie sterowniki z tym interfejsem. Wprawdzie jest to dość wiekowe, ale nowy PLC o takiej liczbie linii I/O też tani nie jest. Stąd może być warto to uruchomić. Środowisko można znaleźć w Internecie.
    Omron CQM1 część 2, jednostka centralna CPU11
  • #5
    ArturAVS
    Moderator of HydePark/Cars
    O kur...tka! Byłbyś w stanie przerysować pinout tego gniazda 20-pinowego oraz ewentualnie zrobić zdjęcia wnętrza interfejsu? Podejrzewam że to zwykły konwerter RS232<-> UART TTL z opto-izolacją. Pewnie dałoby się skopiować bo inwestycja może być nieopłacalna.
  • #6
    maciej_333
    Level 36  
    Właśnie to rozebrałem. Widać, że to jakieś RS232 z izolacją albo RS422. Trochę sporo zachodu, żeby ten interfejs rozpracować. Jednak skopiowanie jest ewidentnie możliwe. Na płytce widać oprócz bramek transoptory, zapewne moduł jakiejś przetwornicy i trochę tranzystorów.
    Omron CQM1 część 2, jednostka centralna CPU11Omron CQM1 część 2, jednostka centralna CPU11 Omron CQM1 część 2, jednostka centralna CPU11 Omron CQM1 część 2, jednostka centralna CPU11 Omron CQM1 część 2, jednostka centralna CPU11 Omron CQM1 część 2, jednostka centralna CPU11

    Mam też chyba jeszcze starszy sterownik PLC:
    Omron CQM1 część 2, jednostka centralna CPU11 Omron CQM1 część 2, jednostka centralna CPU11
    Do tego nawet dorobiłem interfejs. Jest to w zasadzie RS422. Odpuściłem sobie jednak izolację galwaniczną. W Internecie nie ma do niego środowiska, ale mam je na płycie. Jest nawet pod Windows, chociaż działa tylko do Win Xp.
  • #7
    ArturAVS
    Moderator of HydePark/Cars
    Super! Dzięki wielkie! Co to za układ w obudowie SO-14? Transoptory to HCPL M600 zawierające wzmacniacz odczytu i wyjście typu otwarty kolektor. HIM-7000 to specjalizowany konwerter zawierający przetwornicę DC/DC.
  • #9
    krisRaba
    Level 31  
    Fajny patent na LEDy statusowe :D
  • #10
    ArturAVS
    Moderator of HydePark/Cars
    Kusi mnie podłączenie konwertera USB<->UART (choć RS232 też mam w warsztatowym PC) bezpośrednio do procesora tylko trzeba wybadać który port bo H8 ma dwa UART'y. Zapewne soft sprawdza stan dodatkowych linii do wykrycia ori interfejsu więc pewnie RS+konwerter poziomów byłby lepszy. Jak się uda to w niedzielę spróbuję, na razie brak czasu niestety.
  • #11
    maciej_333
    Level 36  
    Moderated By tmf:

    Część posta odwołującą się do usuniętych treści, dla spójności dyskusji usunąłem.



    ArturAVS wrote:
    Kusi mnie podłączenie konwertera USB<->UART (choć RS232 też mam w warsztatowym PC) bezpośrednio do procesora tylko trzeba wybadać który port bo H8 ma dwa UART'y. Zapewne soft sprawdza stan dodatkowych linii do wykrycia ori interfejsu więc pewnie RS+konwerter poziomów byłby lepszy. Jak się uda to w niedzielę spróbuję, na razie brak czasu niestety.

    Też jest to jakiś pomysł. Jednak raczej nie będzie to specjalnie łatwe, chociaż protokół komunikacyjny jest opisany w dokumentacji. Zatem jest to już pewna wskazówka, jak zacząć się bawić samym terminalem. Środowisko do tego, to Cxprogrammer.
  • #12
    ArturAVS
    Moderator of HydePark/Cars
    maciej_333 wrote:
    Środowisko do tego, to Cxprogrammer.

    To udało mi się znaleźć, jakaś wczesna wersja jeszcze nawet nie próbowałem instalować. Fajnie by było uruchomić komunikację z nim (i możliwość programowania) bo nie ukrywam że w pierwszej chwili pomyślałem o wyrzuceniu z obudowy wszystkiego i po zrobieniu nowych PCB wstawić np. Arduino czy coś z ARM :D. Trzeba byłoby również przerobić moduły rozszerzeń ale to w sumie jest pikuś :D. Wolałbym jednak zostawić go w oryginale i w przyszłości być może użyć do sterowania "inteligentnym" zarządzaniem oświetleniem w domu (choć dużo tego nie ma). Być może jutro spróbuję coś podziałać bo trochę innych zajęć mam niestety.
  • #13
    maciej_333
    Level 36  
    ArturAVS wrote:
    maciej_333 wrote:
    Środowisko do tego, to Cxprogrammer.

    To udało mi się znaleźć, jakaś wczesna wersja jeszcze nawet nie próbowałem instalować.

    Instalowałem ten program. Działał bez problemu na Windows 7 64-bit z konwerterem USB->RS232.
  • #14
    ArturAVS
    Moderator of HydePark/Cars
    maciej_333 wrote:
    z konwerterem USB->RS232.

    Ale "pełnym" RS232 oraz oryginalnym interfejsem do programowania. Takim nie dysponuję a jedynie USB<->UART a zapewne CX-Programmer identyfikuje firmowy interfejs na podstawie innych linii RS'a, mam tylko TX i RX do dyspozycji więc tu może nic z tego nie wyjść.
  • #15
    krisRaba
    Level 31  
    ArturAVS wrote:
    bo nie ukrywam że w pierwszej chwili pomyślałem o wyrzuceniu z obudowy wszystkiego i po zrobieniu nowych PCB wstawić np. Arduino czy coś z ARM . Trzeba byłoby również przerobić moduły rozszerzeń

    Ała.. bez sensu. I zostanie Ci z tego wszystkiego tylko obudowa...

    Jak potrzebujesz pozostałych sygnałów, to może taki lub podobny kabel Cię poratuje https://www.tme.eu/pl/details/ttl-232r-3v3/moduly-usb/ftdi/
    Są różne warianty do wyboru.
  • #16
    ArturAVS
    Moderator of HydePark/Cars
    krisRaba wrote:
    Jak potrzebujesz pozostałych sygnałów, to może

    Widzisz aby cokolwiek zrobić trzeba pinout znać, a nie zamierzam inwestować w niepewny sprzęt (do końca nie wiem czy PLC działa, zdemontowany z autocysterny po wypadku).
    krisRaba wrote:
    Ała.. bez sensu. I zostanie Ci z tego wszystkiego tylko obudowa...

    Z włożonym do środka Arduino... Taka pierwsza myśl, choć patrząc na ceny takich sterowników i osprzętu to lepiej byłoby po prostu sprzedać. Od 6-tej rano zrobiłem "reverse engineering" i wyszło mi coś takiego;

    Omron CQM1 część 2, jednostka centralna CPU11


    UART0 to port główny, HC14 inwerter Schmidta tak że zwykły konwerter USB<->UART nie dałby rady (zanegowane sygnały). Spróbuję wlutować goldpiny i wpiąć się bezpośrednio w UART procesora a całość zasilić tymczasowo z USB. Wierzcie mi łatwo nie było jedną sprawną ręką :-(
  • #17
    maciej_333
    Level 36  
    ArturAVS wrote:
    UART0 to port główny, HC14 inwerter Schmidta tak że zwykły konwerter USB<->UART nie dałby rady (zanegowane sygnały). Spróbuję wlutować goldpiny i wpiąć się bezpośrednio w UART procesora a całość zasilić tymczasowo z USB. Wierzcie mi łatwo nie było jedną sprawną ręką :-(

    Te sterowniki są trochę "wymyślne". Naprawiałem kiedyś sterownik CPM1-30. Narysowałem nawet większość schematu zasilacza. Jak widać jest bardzo przekombinowany. Piszę o tym, ponieważ sterownik nie chciał pracować bez części napięć zasilania. Ewidentnie procesor jakoś to sprawdza, chociaż nie jest to robione tylko przez obwody zasilacza, ale także musi być coś na płycie głównej. Stąd sugerowałbym zasilać całość napięciem +24 V, jak to było oryginalnie. Pozwoli to chociaż zobaczyć, czy nie świeci się ERR/ALM.

    Możesz mi też wysłać ten sterownik. Podłączę go do CIF01 i sprawdzę jego działanie.
  • #18
    ArturAVS
    Moderator of HydePark/Cars
    maciej_333 wrote:
    Stąd sugerowałbym zasilać całość napięciem +24 V, jak to było oryginalnie.

    Tak też musiałem podłączyć, na samo +5V z USB CPU nie reagował.
    maciej_333 wrote:
    Pozwoli to chociaż zobaczyć, czy nie świeci się ERR/ALM

    Podłączyłem bez karty pamięci i baterii, ERR świeci ciągle. Dopiero zestawienie wszystkich modułów w oryginalnej konfiguracji powoduje zgaśnięcie ERR (przy braku baterii ERR miga). Wpięcie się z liniami RX i TX bezpośrednio do UART0 i włączenie automatycznego połączenia z PLC w CX Programmer (oczywiście po wybraniu odpowiedniego modelu CPU i portu w PC) nic nie daje oprócz mignięcia kilka razy diodą COM1 w CPU. Wpięcie się w gniazdo Peripheral powoduje ciągłe świecenie COM1 i również brak komunikacji. Muszę przeanalizować resztę sygnałów do HC14 (np. z pinu 3 Peripheral) bo chyba jakaś identyfikacja podłączonego interfejsu jest.
    maciej_333 wrote:
    Możesz mi też wysłać ten sterownik. Podłączę go do CIF01 i sprawdzę jego działanie.

    Dzięki Macieju :D Jak do końca tygodnia nic nie wymyślę to tak zrobię, będę miał pewność że jest sprawny.
  • #19
    maciej_333
    Level 36  
    ArturAVS wrote:
    Podłączyłem bez karty pamięci i baterii, ERR świeci ciągle.

    Tu nie ma nic dziwnego.

    ArturAVS wrote:
    Dopiero zestawienie wszystkich modułów w oryginalnej konfiguracji powoduje zgaśnięcie ERR (przy braku baterii ERR miga).

    Dziwne, że musi być wszystko, łącznie z modułami rozszerzeń, by nie było błędu. Konfiguracje tych modułów dodatkowych jakoś się ustawia w CX Programmer. Na pewno jakoś to jest potem zapisane w sterowniku, ale wyjęcie baterii powinno wykasować konfigurację i cały program. Stąd sam sterownik teoretycznie powinien wystarczyć. Ponadto jak się świecie ERR, to może nie być komunikacji. Oczywiście zależy to od rodzaju błędu z jakim mamy do czynienia.
  • #20
    ArturAVS
    Moderator of HydePark/Cars
    maciej_333 wrote:
    Dziwne, że musi być wszystko

    Kurcze tak nie do końca, jednego modułu wyjść nie wpiąłem bo akurat do zdjęć zdemontowany. W ostatnim panelu z prawej strony jest taka maleńka płytka jakby terminująca magistralę systemową, bez niej też ERR.

    maciej_333 wrote:
    Tu nie ma nic dziwnego.

    Wiesz, praktycznie rzecz biorąc z PLC nigdy nie pracowałem a jedyna moja przygoda to EASY Moellera.
    maciej_333 wrote:
    wyjęcie baterii powinno wykasować konfigurację i cały program

    Ale w karcie pamięci jest EEPROM więc to nie powinno mieć znaczenia. Fakt że aby prześledzić układ połączeń na płytce głównej wylutowałem kondensator podtrzymujący (lecz on i tak wystarcza na kilkanaście minut). Kiedyś takie kasowanie pamięci+ustawień widziałem chyba w S7 Siemensa, ale ręki nie dam. Pamiętam że jak nie wymieniło się baterii na czas to program szedł w pi...u znaczy się w krzaki i musiał serwis producenta przyjeżdżać.
  • #21
    Wawrzyniec
    Level 36  
    ArturAVS wrote:
    W ostatnim panelu z prawej strony jest taka maleńka płytka jakby terminująca magistralę systemową, bez niej też ERR.
    Ta płytka zamykająca musi być, bez niej sterownik nie będzie pracował.
    ArturAVS wrote:
    Pamiętam że jak nie wymieniło się baterii na czas to program szedł w pi...u znaczy się w krzaki i musiał serwis producenta przyjeżdżać.
    Tutaj też tak jest, ale długo wrzeszczy na wyświetlaczu że ma słabą baterię. A przy wymianie baterii po odpięciu starej jest 20 min na podłączenie nowej. I robimy to przy wyłączonej maszynie bo inaczej sterownik nie zauważy nowej baterii.