Návrh a realizácia jednočipového PLC: Rozdiel medzi revíziami
| (7 medziľahlých úprav od jedného ďalšieho používateľa nie je zobrazených) | |||
| Riadok 3: | Riadok 3: | ||
Ing. Viliam Šimovič, PhD.| | Ing. Viliam Šimovič, PhD.| | ||
2009/2010 | 2009/2010 | ||
| − | | | + | |Diplomová práca |
|Mechatronika | |Mechatronika | ||
}} | }} | ||
| − | {{Praca_uvod|1|Návrh a realizácia jednočipového PLC|Programovateľné logické automaty|Hardvér|Softvér 1PLC|Funkčné bloky programu pre 1PLC|Prepojenie 1PLC s počítačom||||||}} | + | {{Praca_uvod|1|Návrh a realizácia jednočipového PLC|Programovateľné logické automaty|Hardvér (jednočipové PLC)|Softvér 1PLC|Funkčné bloky programu pre 1PLC|Prepojenie 1PLC s počítačom||||||}} |
__TOC__ | __TOC__ | ||
{{Abstrakt | {{Abstrakt | ||
| − | | | + | |V úvode práce je spracovaná teória PLC automatov a rozobrané vlastnosti mikrokontrolérov AVR. Hlavná časť práce je venovaná návrhu operačného systému pre jednočipové PLC. Sú v nej rozpracované jednotlivé časti navrhovaného operačného systému sprístupňujúce hardvér mikrokontroléra užívateľskému programu. Ďalej sa zaoberá implementáciou príkazov jazyka STL pre použitie v mikrokontroléri. V poslednej časti je rozobrané pripojenie periférnych zariadení, návrh terminálového modulu a vstupno/výstupného modulu. |
| − | | | + | |This work presents a proposal of an operating system for one-chip PLC based on AVR micro-controllers. There are desribed parts of an operating system used for access of the user program to the hardware of micro-controller. In the next part it deals with an implementation of the STL language usable on the micro-controller. At the end there is a complete description of a peripheral devices connection and the proposal of a terminal and I/O module. |
}} | }} | ||
| + | '''Úvod''' | ||
| + | |||
| + | Dnes sú PLC automaty hojne využívané najmä v priemysle a automatizácii na riadenie výrobných liniek, strojov, robotov, … . Ich výhody sú ľahké programovanie, rozšíriteľnosť a prepojiteľnosť. Ich cena je však napríklad pre použitie na menej náročné úlohy (ako napríklad automatizácia v domácnosti) privysoká. Tak vznikla myšlienka spraviť PLC čo najlacnejšie. Postupnými úvahami sa zjednodušenie dostalo až do takej miery, že z toho vzniklo jednočipové PLC. Keďže v jednoduchších aplikáciach stačí spínanie malých výkonov, postačí na realizáciu obyčajný mikrokontrolér. Ak by bolo potrebné spínať vyššie výkon, nie je problém doplniť mikrokontrolér potrebnými obvodmi. Naproti mikrokontroléru bude mať takéto PLC všetky výhody „veľkých“ PLC. Teda ľahké programovanie, sledovanie bežiaceho programu a neskôr aj rozšíriteľnosť o moduly. | ||
| + | |||
| + | Úlohou zadania je vytvoriť operačný systém, ktorý spraví z mikrokontroléra PLC. Keďže sa využije všetok hardvér mikrokontroléra je potrebné napísať funkcie, ktoré zabezpečia prístup k hardvéru. | ||
| + | |||
| + | Ďalej je potrebné prepísať programovací jazyk používaný v PLC (jazyk STL) do jazyka mikrokontroléra (assembler pre Atmel AVR). Je potrebné navrhnúť spôsob prepojenia s počítačom a komunikačný protokol. | ||
| + | |||
| + | Ďalšou dôležitou časťou PLC je jeho vývojové prostredie pre počítač. Bez neho by nebolo možné do PLC nahrávať program, nebolo by možné sledovať beh programu. Vývojové prostredie je popísané v práci [[Návrh a realizácia vývojového prostredia pre jednočipové PLC]] | ||
| + | |||
| + | |||
=Programovateľné logické automaty= | =Programovateľné logické automaty= | ||
Programovateľný logický automat (PLC - Programmble Logic Controller) je relatívne malý priemyselný počítač používaný pre automatizáciu procesov v reálnom čase - riadenie strojov alebo výrobných liniek v továrni. Pre PLC je charakteristické, že program sa vykonáva v cykloch. | Programovateľný logický automat (PLC - Programmble Logic Controller) je relatívne malý priemyselný počítač používaný pre automatizáciu procesov v reálnom čase - riadenie strojov alebo výrobných liniek v továrni. Pre PLC je charakteristické, že program sa vykonáva v cykloch. | ||
Aktuálna revízia z 22:36, 19. júl 2010
|
Trenčianska Univerzita Alexandra Dubčeka v Trenčíne
Fakulta Mechatroniky |
|
| Autor: | Bc. Marián Sova |
| Pedagogický vedúci: |
Ing. Viliam Šimovič, PhD. |
| Študijný odbor: | Mechatronika
|
| Akademický rok |
2009/2010
|
| 1. | Programovateľné logické automaty |
| 2. | Hardvér (jednočipové PLC) |
| 3. | Softvér 1PLC |
| 4. | Funkčné bloky programu pre 1PLC |
| 5. | Prepojenie 1PLC s počítačom
|
| Abstrakt
V úvode práce je spracovaná teória PLC automatov a rozobrané vlastnosti mikrokontrolérov AVR. Hlavná časť práce je venovaná návrhu operačného systému pre jednočipové PLC. Sú v nej rozpracované jednotlivé časti navrhovaného operačného systému sprístupňujúce hardvér mikrokontroléra užívateľskému programu. Ďalej sa zaoberá implementáciou príkazov jazyka STL pre použitie v mikrokontroléri. V poslednej časti je rozobrané pripojenie periférnych zariadení, návrh terminálového modulu a vstupno/výstupného modulu. |
| Abstract
This work presents a proposal of an operating system for one-chip PLC based on AVR micro-controllers. There are desribed parts of an operating system used for access of the user program to the hardware of micro-controller. In the next part it deals with an implementation of the STL language usable on the micro-controller. At the end there is a complete description of a peripheral devices connection and the proposal of a terminal and I/O module. |
Úvod
Dnes sú PLC automaty hojne využívané najmä v priemysle a automatizácii na riadenie výrobných liniek, strojov, robotov, … . Ich výhody sú ľahké programovanie, rozšíriteľnosť a prepojiteľnosť. Ich cena je však napríklad pre použitie na menej náročné úlohy (ako napríklad automatizácia v domácnosti) privysoká. Tak vznikla myšlienka spraviť PLC čo najlacnejšie. Postupnými úvahami sa zjednodušenie dostalo až do takej miery, že z toho vzniklo jednočipové PLC. Keďže v jednoduchších aplikáciach stačí spínanie malých výkonov, postačí na realizáciu obyčajný mikrokontrolér. Ak by bolo potrebné spínať vyššie výkon, nie je problém doplniť mikrokontrolér potrebnými obvodmi. Naproti mikrokontroléru bude mať takéto PLC všetky výhody „veľkých“ PLC. Teda ľahké programovanie, sledovanie bežiaceho programu a neskôr aj rozšíriteľnosť o moduly.
Úlohou zadania je vytvoriť operačný systém, ktorý spraví z mikrokontroléra PLC. Keďže sa využije všetok hardvér mikrokontroléra je potrebné napísať funkcie, ktoré zabezpečia prístup k hardvéru.
Ďalej je potrebné prepísať programovací jazyk používaný v PLC (jazyk STL) do jazyka mikrokontroléra (assembler pre Atmel AVR). Je potrebné navrhnúť spôsob prepojenia s počítačom a komunikačný protokol.
Ďalšou dôležitou časťou PLC je jeho vývojové prostredie pre počítač. Bez neho by nebolo možné do PLC nahrávať program, nebolo by možné sledovať beh programu. Vývojové prostredie je popísané v práci Návrh a realizácia vývojového prostredia pre jednočipové PLC
Programovateľné logické automaty
Programovateľný logický automat (PLC - Programmble Logic Controller) je relatívne malý priemyselný počítač používaný pre automatizáciu procesov v reálnom čase - riadenie strojov alebo výrobných liniek v továrni. Pre PLC je charakteristické, že program sa vykonáva v cykloch.
PLC automaty sú odlišné od bežných počítačov nielen tým, že spracovávajú program cyklicky ale aj tým, že ich periférie sú priamo prispôsobené na napojení na technologické procesy. Prevažnú časť periférií v tomto prípade tvoria digitálne vstupy (DI) a digitálne výstupy (DO). Pre ďalšie spracovanie signálov a napojenie na technológiu sú určené analógové vstupy (AI) a analógové výstupy (AO) pre spracovanie spojitých signálov. S rozvojom automatizácie v priemysle sú používané aj ďalšie moduly periférnych jednotiek pripojiteľných k PLC, ktoré sú nazývané funkčné moduly (FM) napríklad pre polohovanie, komunikačné procesory (CP) pre zber a prenos dát a ďalšie špecifické moduly podľa výrobcu konkrétneho systému.
Z hľadiska konštrukcie môžeme PLC rozdeliť na:
- Modulárne – jednotlivé komponenty sú rozdelené do oddelených modulov (modul CPU, modul napájania, modul vstupov, modul výstupov, ...)
- Kompaktné – systém obsahuje všetko potrebné v jednom zariadení (CPU, vstupy, výstupy, ...)
