Jste zde

Tiny Embedded Controller - TinyPLC

TinyPLC jsou integrované obvody s funkcí PLC, které ve velikosti pouzdra DIP poskytují řízení

paralelních procesů, řízení krokových motorů, přímé ovládání displejů, přímou práci s klávesnicí a inteligentními

senzory, komunikaci RS-232, v kombinaci s jednoduchým programováním pomocí Ladder Relay diagramu

.

Klasické PLC (Programmable Logic Controler), které je hojně využívané pro řízení procesů v oblasti průmyslové automatizace, je typicky zařízení obsahující napájecí zdroj, řídící CPU, vstupní/výstupní (I/O) obvody apod. vše v jednom boxu. Pro rozšíření funkcí PLC se do systému vkládají potřebné jednotky. Naopak TinyPLC je trošku něco jiného. Lze jej přirovnat k CPU jádru klasického PLC. O proti obyčejnému mikroprocesoru nebo mikrokontroléru si však ponechává způsob programování a obsluhy jako klasické PLC, tedy pomocí tzv. Ladder Relay diagramu (řádkové reléové schéma) .

Porovnání TinyPLC s klasickým PLC a mikrokontrolérům

Rozdíly TinyPLC proti klasickému PLC:
  • Vývoj systému aplikaci na míru - uživatel si sám může navrhnout vhodná periferní zařízení dle potřeby aplikace
  • Uživatel si může volněji konfigurovat PLC ( směr I/O pinů atd.)
  • Přímá hardwarová i softwarová podpora řízení grafických LCD a 7-segmentových displejů (SGN displejů)
  • Přímá podpora připojení klávesnic a inteligentních senzorů
  • TinyPLC jsou v uživatelsky výhodných pouzdrech DIP
  • TinyPLC stojí pouze zlomek ceny klasického PLC

 

Rozdíly TinyPLC proti klasickému mikrokontroléru:
  • Jednoduché programování prostřednictvím Ladder Relay diagramu (řádkové reléové schéma)
  • Již zajištěný multitasking - paralelní zpracování
  • Paměť rozdělená na jednotlivé bloky (area) dle funkce
  • Není nutné se zabývat vnitřními registry a adresováním paměti
  • Automatický převod A/D a D/A převodníků bez nutnosti obsluhy programem
  • Přímá komunikace s PC přes RS-232 bez nutnosti realizace převodníku RS-232/TTL
  • Nahrávání programu přes RS-232
  • Real-time monitorování prostřednictvím PC a RS-232
Další vlastnosti
  • Vývojové prostředí a komunikační software pro Windows 98 až XP volně ke stažení.
  • Podpora ochrany zdrojového programu proti přečtení

 

Programování v Ladder Relay diagramu

Programování v reléovém diagramu poskytuje jednoduchý a rychlý způsob programování paralelně zpracovávaných dějů pomocí grafického zápisu. Například naprogramovat čítač do 100 čítající změny stavu na nějakém vstupu trvá jen několik kliknutí myší (viz. obrázek). Odpadá tím zdlouhavá deklarace proměnných a přímá práce s registry. Běžné naprogramování, například v asembleru, by trvalo mnohem déle.

Příklad naprogramovaného čítače v Ladder Relay diagramu

Použití TinyPLC

Použití pro:

  • řízení paralelních procesů a paralelního zpracování dat
  • rozsáhlá a víceúčelová bezpečnostní zařízení
  • ovládání a řízení pohonů
  • regulaci topných systémů
  • regulace chladících systémů
  • miniaturizace řídícího zařízení
  • přímé zpracování dat digitálních teplotních senzorů  DS1820

Základní parametry TinyPLC

Společné parametry

 

Hlavní parametry jednotlivých TinyPLC řady TPC

Poznámky :

Dané oblasti area jsou namapované bloky paměti patřící určité operaci (symbolu) v programovacím prostředí Ladder Relay. Hodnoty udávají velikost těchto paměťových bloků. Například Internal-relay (Interní relé) odpovídají bloku RAM paměti s klasickým bitovým adresováním, KEEP Relay je opět bitově adresovaná paměť pouze typu EEPROM. Délka 512 points odpovídá velikosti 512 bitů apod. Zde je ukázka mapy datové paměti TinyPLC TPC-26. Podrobné informace lze najít v dokumentaci.

Příklad signálů na vývodech ( TPC-26 )

Popis vývodů:

P0:X až P3:X  -  vstupy/ výstupy
P2:0 až P2:7 - analogové vstupy k 8 kanálovému A/D převodníku
DRX, DTX - RS-232C pro komunikaci s PC
RX, TX - sériová komunikace s HOST
485TE - uvolňovací signál pro RS-485
CLK - výstup hodinového signálu pro rozšíření
DIN, DOUT - datový vstup/výstup pro rozšíření
OSCIN, OSCOUT - vývody pro krystal oscilátoru (7.3728MHz)
AVCC, AGND, AREF - napájecí svorky A/D převodníku

Poznámky:
Další obvody TCP 3x obsahují navíc vývody pro A/D nebo D/A převodník apod. Podrobný popis jednotlivých pinů všech obvodů řady TPC je v dokumentaci 

Komunikace s PC

Komunikace s PC primárně zajišťuje nahrávání programu do TPC a real-time monitoring v interakci s programovým vývojovým prostředím.  Zatímco všechny TPC 3x  komunikují s PC přímo prostřednictvím RS-232 a k propojení stačí pouze kabel, TPC-26 neobsahuje konvertor úrovní RS-232/TTL a je proto nutné použít externí (MAX232).  Dále je nutné přivést napájení a +5 V a připojit oscilátor hodinového signálu (dle obrázku).

 

Propojení TinyPLC s PC prostřednictvím RS-232. Mimo TPC-26 (zapojení vlevo) není nutné implementovat převodník RS-232/TLL 

Vývojové programy pro TinyPLC

 

pro 

zvětšení klikněte na obrázekTinyPLC Studio

TinyPLC studio je vývojový nástroj pro PC, který je plně kompatibilní s Microsoft Windows 9X/ME/NT/2000/XP. Poskytuje nástroje k editování, emulaci a monitorování Ladder programů ve spojení s TinyPLC modulem a  prostřednictvím sériové komunikace RS-232. Proti jednoduššímu programu MPGL 2 nabízí propracovanější uživatelské menu jako jsou různá bloková vkládání a přesouvání v diagramu, nastavování fontů apod.

Na vedlejším obrázku je pak základní okno programu při programování.

 

 

 

MPGL 2 (Micro Plc Grafic Loader)

MPGL 2 je opět vývojový nástroj pro PC, který je plně kompatibilní s Microsoft Windows 9X/ME/NT/2000/XP. Jde o jednodušší program než TinyPLC Studio, ale umožňuje základní věci : návrh a editaci Ladder diagramu, překlad a nahrání programu do TPC a monitorování spuštěného programu ve spojení s TinyPLC modulem a  prostřednictvím sériové komunikace RS-232.      

Na vedlejším obrázku je okno programu při real-time monitoringu.

 

 

Periferní moduly pro TinyPLC - Single board, Basic board, Training kit

Firma CONFILE Technology dodává mimo samotných TinyPLC i desky periferních obvodů pro možnost okamžitého použití některého z TinyPLC.

Single board

Obecně obsahuje moduly a periferie (počet závisí na typu desky a TPC ) :

  • TPC
  • Napájecí zdroj AC 85 - 265V/ DC +24V a +5V
  • Základní desku s periferiemi:
    • DC 24 V vstupy
    • Výstupní relé
    • Relé 250V, 3A
    • Porty pro komunikaci s grafickým LCD a 7-segmentovým displejem
    • Vysokorychlostí vstup pro čítač
    • Vestavěné RS-485 komunikační rozhranní

 

Basic board

Obecně obsahují:

  • DC 24V vstupy
  • Analogové vstupy
  • Reléové výstupy
  • D/A převodník (dle TinyPLC)
  • Vestavěné rozhranní RS-232
  • EIO rozšiřující moduly

 

 

  pro 

zvětšení klikněte na obrázek

 

 

 

 

 

 

 

 

Training kit - TinyPLC PnP Board

Vývojový kit pro TPC-26,TPC33 a TPC 37 obsahuje:

  • DC 24V vstupy
  • Analogové vstupy
  • Reléové výstupy
  • D/A převodník (dle TinyPLC)
  • Vestavěné rozhraní RS-232
  • EIO rozšiřující moduly

 

 

 

ZÁVĚR

IO TinyPLC jsou především výhodné pro aplikace, kdy na vstup přicházejí signály (analogové nebo digitální) od mnoha zdrojů a úkolem je podle algoritmu řídit výstupy pro pohyb akčních členů nebo zobrazení na displejích. V těchto případech se významně využije již uvnitř implementovaný multitasking (paralelní zpracování), který je i přímo podporován programováním pomocí Ladder Relay diagramů. Programování pouhým klikáním myší je velmi jednoduché a velmi rychlé. I úplnému začátečníkovy by neměl trvat déle než několik desítek minut k jeho zvládnutí.

Antonín Vojáček
vojaceka1@ seznam.cz

Odkazy a datasheety

Hodnocení článku: