Что означает plc?

Структуры систем управления

Прямоуголный разъём DeviceNet на интерфейсном модуле SST 5136-DNS-200, осуществляющем функцию шлюза для SIEMENS SIMATIC S7 (ET 200S).

• Централизованная: в корзину ПЛК, зачастую в объединительную панель, устанавливаются модули процессора(ов), ввода-вывода и связи. В случае необходимости расширения системы сверх ограничения существующей корзины, в неё ставят модули расширения, добавляющие возможность масштабирования в пределах одного шкафа. Датчики и исполнительные устройства подключаются отдельными проводами непосредственно к модулям ввода-вывода, при помощи модулей согласования к входам/выходам сигнальных модулей либо (в случае организации в устройстве интерфейса с шиной) через модуль связи (мост); в случае использования полевой шины типа AS-i возможно питание исполнительного механизма по шине с одновременной передачей сигналов управления.
• Распределенная: удалённые от шкафа с ПЛК датчики и исполнительные устройства связаны с ПЛК посредством каналов связи (через модули или процессоры связи) и, возможно, корзин-расширителей с использованием связей типа «ведущий-ведомый» (англ. Master-Slave).

Теоретические основы технологии Powerline

В основе технологии Powerline лежит использование частотной дифференциации сигнала. Высокоскоростной поток данных разбивается на несколько потоков с условно низкими скоростями, каждый переходит на отдельной поднесущей частоте, после чего они объединяются в один сигнал.

При использовании обычного частотного мультиплексирования (FDM — Frequency-Division Multiplexing) защитные интервалы между поднесущими частотами, необходимые для исключения взаимного влияния сигналов, что представлены на рисунке 1 немалые, поэтому доступный спектр используется с малой эффективностью .

Рисунок 1 – Частотное мультиплексирование

В случае же ортогонального частотно-разделенного мультиплексирования, центры поднесущих частот размещены так, что пик каждого последующего сигнала совпадает с нулевым значением предыдущих на рисунке 2. Такое размещение позволяет более эффективно использовать доступную полосу частот.

Рисунок 2 – Ортогональное частотно-разделенное мультиплексирование

Перед тем как отдельные поднесущие частоты будут объединены в один сигнал, они претерпевают фазовую модуляцию своей последовательностью бит.

Рисунок 3 – Фазовая модуляция

После этого все они проходят через PowerPacket engine и соединяются в единый информационный пакет, который еще называют OFDM-symbol. Относительная квадратурная фазовая модуляция на каждой из 4-х поднесущих частот в диапазоне 4-5 МГц.

Рисунок 4 – Квадратурная фазовая манипуляция

Реально в технологии Powerline используются 84 поднесущие частоты в диапазоне 4-21 МГц.

В теории, если использовать параллельные потоки с одновременным фазовым модулированием сигналов скорость передачи может достигать более 100 МБ/с.

Системные характеристики

PLC-модемы ILEVO специально адаптированы для каналов связи с нестабильными характеристиками и ориентированы на высокоскоростную передачу больших объемов цифровых данных с предельной скоростью до 200 Мбит/с на расстояния до 1,5 км. Для выбора оптимальной скорости передачи данных в условиях частотно избирательного затухания и наличия узкополосных помех применяется динамическое выключение и включение передачи сигнала (Dynamically turning off and on data-carrying signals). Каждый PLC-модем осуществляет постоянный мониторинг канала передачи с целью выявления участка спектра с превышением порогового затухания. В случае обнаружения данного факта использование этих частот на время прекращается до восстановления нормального значения затухания.
PLC-модемы ILEVO позволяют создавать оптимизированные виртуальные локальные сети (OVLANs) обеспечивающие разделение данных и резервирование маршрутов передачи информации с использованием протокола Spanning tree (STP). Кроме того поддерживается шифрование данных для защиты передаваемой информации и автоматическое дистанционное обновление встроенного программного обеспечения.

Удаленное управление и мониторинг

Контроллеры имеют гибкие возможности для коммуникации с другим оборудованием. Эти возможности позволяют удаленно управлять устройствами, а также интегрировать ПЛК в системы автоматизированного управления и сбора данных.

Операторская панель или HIM – это устройство для визуализации. Она может быть встроенной или подключаться кабелем. Существует масса различных типов таких решений – от простых цифровых с кнопками до серьезных сенсорных с функцией оперативного мониторинга и коррекции параметров.

SCADA – это аббревиатура означает систему диспетчеризации и сбора данных. Это программные пакеты, которые позволяют разрабатывать приложения в режиме реального времени. Также пакет имеет инструменты сбора и обработки данных, архивирования и отображения или управления.

Веб-интерфейс позволяет получать доступ к ПЛК по локальным или глобальным сетям. В зависимости функциональности контроллер может не иметь операторской панели, но есть порт для подключения ПЛК к Ethernet. Тогда устройство можно настраивать удаленно по веб-интерфейсу или с ноутбука.

Более продвинутое решение реализовано в семействе ПЛК Siemens – встроенный веб-сервер. Он позволяет выполнять мониторинг, а также управлять системой. Сегодня в ПЛК реализованы функции подключения к облакам для осуществления удаленного контроля.

Советы по программированию ПЛК в среде CoDeSyS

Одно из значительных отличий написание алгоритмов для АСУТП от классического программирования — это меньший уровень абстракции. Для описания тех. процесса не требуется глубокое и огромное описание. Достаточно опираться на логику процесса и здравый смысл.

Не стремитесь использовать чужие библиотеки и чужой код в своих проектах.

Обращаю ваше внимание, чужие библиотеки, скачанные с форума на реальных объектах использовать категорически НЕ РЕКОМЕНДУЮ. Для этого есть куча готовых библиотек, такие как Standart, Utill, OSCAT

Фирма ОВЕН для своего оборудования пишет свои ПРОТЕСТИРОВАННЫЕ библиотеки.

У меня был такой горький опыт. Когда мы занимались автоматизацией ЦТП, а точнее контуром отопления и ГВС, я скачал с форума библиотеки для ПИД-регулирования задвижек. И что же в итоге получилось? Код тупо не сработал, вообще! Пришлось работать сутками, и днём и ночью допиливать программу в режиме цейтнота.

Пишите программы компактно, и оставляйте комментарии.

Когда пишите объёмную и сложную программу, пользуйтесь функциями, функциональными блоками и подпрограммами. Пишите комментарии возле каждого узла автоматизации. Это очень сильно упрощает жизнь. Особенно тогда, когда нужно через некоторое время что-то исправлять.

Пользуйтесь интерактивной справкой в среде разработки.

В данном каталоге вы можете найти ответы на многие ваши вопросы, особенно это актуально для новичков. Открывается справка по нажатию кнопки F1.

Плюсы языка ST-массивы и циклы.

Использование циклов и массив облегчают жизнь программисту и увеличивает читабельность кода. Циклы очень удобны при использовании сложных и ресурсоёмких функций, таких как ПИД-регуляторы, опрос аналоговых входов, связь между ПЛК.

Литература

• Э. Парр. Программируемые контроллеры: руководство для инженера. — М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2007. — 516 с. ISBN 978-5-94774-340-1
• Петров И. В. Программируемые контроллеры. Стандартные языки и приемы прикладного проектирования / Под ред. проф. В. П. Дьяконова. — М.: СОЛОН-Пресс, 2004. — 256 c. ISBN 5-98003-079-4
• Денисенко В. В. Компьютерное управление технологическим процессом, экспериментом, оборудованием. — М: Горячая Линия-Телеком, 2009. — 608 с. ISBN 978-5-9912-0060-8
• Минаев И. Г. Программируемые логические контроллеры. Практическое руководство для начинающего инженера. /И. Г. Минаев, В. В. Самойленко — Ставрополь: АГРУС, 2009. — 100 с. ISBN 978-5-9596-0609-1
• Минаев И. Г. Программируемые логические контроллеры в автоматизированных системах управления / И. Г. Минаев, В. М. Шарапов, В. В. Самойленко, Д. Г. Ушкур. 2-е изд., перераб. и доп. — Ставрополь: АГРУС, 2010. — 128 с. ISBN 978-5-9596-0670-1
• О. А. Андрюшенко, В. А. Водичев. Электронные программируемые реле серий EASY и MFD-Titan. — 2-е изд., испр. — Одесса: Одесский национальный политехнический университет, 2006. — С. 223.
• Минаев И.Г. Свободно программируемые устройства в автоматизированных системах управления / И.Г. Минаев, В.В. Самойленко, Д.Г. Ушкур, И.В. Федоренко — Ставрополь: АГРУС. 2016. — 168 с. ISBN 978-5-9596-1222-1

Выводы

Подводя итог вышесказанному, можно с уверенностью сказать, что Powerline Communication (PLC) очень перспективная технология. В теории данная сеть может быть реализована на любом участке, на котором есть линии электроснабжения, но особенно привлекательна эта технология для небольших офисов и домашних сетей. Потенциальные преимущество сети PLC колоссальны. Отсюда следует, если данная технология в дальнейшем будет также динамично развиваться, а специалисты запада пророчат ей большое будущее, то это может серьезно изменить текущую ситуацию на рынке телекоммуникационных услуг.

Вывод текста на OLED дисплей с контроллером SH1106 по шине SPI через библиотеку HAL

Из песочницы

Здравствуйте, уважаемые читатели. В своих разработках на микроконтроллерах STM32, для вывода осмысленной информации, я пользуюсь OLED дисплеями на чипе SSD1306. В последний раз пришел ко мне 1,3″ SPI модель по демократичной цене — около 200руб. Первое, что бросилось в глаза — надпись SH1106 вместо SSD1306, поиск в интернете прояснил, что это практически тоже самое, только оставлен единственный страничный режим адресации, да и тот ограничен одной строкой. Как с ним работать я и постараюсь объяснить вам в этой публикации.

Где-то с год назад мне стало не хватать возможностей синей пилюли (STM32F103) и была заказана китайская плата разработчика STM32F407VE. Для отладки, часто, двух светодиодов не хватает, поэтому в каждом проекте для вывода информации подключаю OLED SSD1306 по шине I2C, в который влюбился еще со времен Arduino. Так как графику я на него не вывожу, в основном числа и текст, а размер готовых библиотек и их содержание поражал мое воображение, была написана небольшая библиотечка, которую я немного адаптировал под SH1106 и хочу поделится с вами процессом ее написания. Дисплей приехал 7pin SPI:

Плата разработчика у меня такая, но ничего вам не помешает подключить к другой, хоть на STM3F103, для чего HAL и был придуман (разве не так ?):