[snayperAlfa 0]

Приветствую всех!

Хотелось бы узнать про внутренности ПЛК (PLC). На основе каких контроллеров/ПЛИС/x86-компьютеров/одноплатных компьютеров строятся. Желательно приводить конкретные модели, например : на основе LPC3222 или на базе Tion S931 ну и так далее. А если еще и ссылки на сайты, торгующими ими - то вообще замечательно!

 

Мне тут по учебе нужно будет реализовать ПЛК на Атмеге, написать среду разработки для LD. На готовый проект с атмегой можете не кидать - я его уже нашел.

 

И одним из пунктов диплома есть обзор конкурентов и существующих решений, поэтому мне надо узнать на основе чего строятся промышленные ПЛК.

 

Всем заранее спасибо.

[=AK= 10]

И одним из пунктов диплома есть обзор конкурентов и существующих решений, поэтому мне надо узнать на основе чего строятся промышленные ПЛК.

На основе чего угодно.

 

В древности ПЛК строились на рассыпной логике, на однобитном (!) процессоре, выпускавшемся Моторолой, на микропроцессорных секциях Am2900 (так делались старшие модели Cиматик S5) , на микроконтроллерах и микропроцессорах всех мастей. КТС ЛИУС делолся на КР580ВМ80А, а логический сопроцессор был собран на основе расширителя ввода-вывода КР580ВВ55 и рассыпухи.

 

Сейчас за всеми уследить невозможно, однако заслуживает упоминания попадавшийся на глаза немецкий проц в виде кода для FPGA, заточенный на исполнение языка IL мэковского языкового стандарта для ПЛК

[haker_fox 60]

У меня "под носом" висят три S7-300. Разбирал процессорный модуль. Тип процессора определить не смог, он как-то хитро закодирован. Т.е. не попадает не под один известный бренд...

В настоящее время можно рассматривать ARM, AVR, PIC, STM... ПЛИС...

[haker_fox 60]

Да! Еще сюда загляните.

[AlexandrY 3]

На основе чего угодно.

 

Самое рациональное наверно, зайти на сайт производителя фирмваре для PLC: http://www.3s-software.com и посмотреть их примеры применения.

Обычно крупные производители PLC делают сами и чипы для них.

Например Siemens (Infineon) и немцы вообще очень любят серию С167, XС167, ST10

Mitsubishi в серии Alpha юзает свои бывшие M16C (нынче Renesas)

Ну и так далее: NEC, Fujitsu, TI, Freescale/Motorolla, Renesas/Hitachi...

AVR-ы и PIC-и конечно тоже используют в PLC но похоже значительно реже.

Потому что специфика PLC явно сквозит в чипах производителей которые делают PLC, это спец. периферия, усиленные меры контроля работоспособности, резервирование, расширенные ресурсы и т.д.

Да и для ранних PIC-ов и AVR-ов было маловато ресурсов для универсальных движков PLC типа CoDeSys.

 

Тут я больше имею в виду PLC класса Compact PLC.

Потому как есть огромный выбор HMI панелей, PLC на основе PC и прочих гибридов тоже называемых PLC.

[Xecutor 0]

Думается, что основным критерием выбора вычислительного ядра - является НАДЁЖНОСТЬ. Приведу пример описания плюсов одного МК.

Повышенная надежность. Это - наиболее ощутимое отличие семейства микроконтроллеров ХХХ. Достаточно сравнить технические руководства разных производителей, чтобы убедиться в этом: например, в руководстве по микроконтроллерам ХХХ есть раздел, посвященный EMC- и ESD-характеристикам микроконтроллера. В описании других микроконтроллеров такой раздел зачастую просто отсутствует.

 

Высокая надежность микроконтроллеров ХХХ проявляется во многих аспектах и является результатом долголетнего опыта в области производства микроконтроллеров для индустриальных и автомобильных применений. При разработке линейки ХХХ по максимуму учла все возможные улучшения по надежности.

 

Например, микроконтроллеры ХХХ выдерживают электростатический импульс до 4 кВ (HBM) в отличие от конкурентных решений, где это значение - на уровне 1 кВ. Устойчивость к электростатическим импульсам позволяет не использовать внешних защит и избежать дополнительных, часто очень сложных, проблем, связанных с этим вопросом. Микроконтроллеры ХХХ имеют высокую устойчивость к электромагнитным помехам (по стандартам IEC 61000, 2 В по VFESD, 4 A по VEFTB для STM8S) и низкий излучаемый электромагнитный шум (по стандарту IEC61967-2, уровень SAE EMI = 2). Вдобавок, микроконтроллеры ХХХ имеют дополнительную возможность снизить генерируемые помехи благодаря специальному режиму работы входов-выходов с пониженной скоростью (менее резкие фронты).

 

Разные режимы работы микроконтроллеров управляются специальными регистрами в памяти (option byte registers). Микроконтроллеры ХХХ имеют специальную схему работы регистра, контролирующего их конфигурацию: идет постоянная аппаратная проверка состояния данного регистра (сумма его значения с противоположным значением должна всегда быть нулевой). При обнаружении изменения в значении этого ключевого регистра (например, из-за жестких электромагнитных условий) сразу происходит сброс МК. Наличие двух независимых сторожевых таймеров, работающих от двух различных источников частоты тактирования, позволяет повысить надежность МК в жестких условиях.

 

Стоит отметить также, что в изделия семейства ХХХ включена схема безопасного тактирования (Clock Security System), которая переключает микроконтроллер на внутренний генератор частоты тактирования (16 МГц) при обнаружении сбоя во внешнем генераторе.

Вот таким на мой взгляд и должен быть отбор притендента... Хотя других требований тоже много. Например для ПЛК необходимы системы с довольно большим количеством оперативной (при этом желательно ЭНЕРГОНЕЗАВИСИМОЙ) памяти для организации таймеров, счётчиков, промежуточных переменных и т.п.

 

[Mik174 0]

Думается, что основным критерием выбора вычислительного ядра - является НАДЁЖНОСТЬ. Приведу пример описания плюсов одного МК.

 

Вот таким на мой взгляд и должен быть отбор притендента... Хотя других требований тоже много. Например для ПЛК необходимы системы с довольно большим количеством оперативной (при этом желательно ЭНЕРГОНЕЗАВИСИМОЙ) памяти для организации таймеров, счётчиков, промежуточных переменных и т.п.

 

Насчет надежности:

 

Не секрет, что можно взять самый "ненадежный" микроконтроллер, без каких-либо специальных дополнительных устройств, направленных на повышение живучести системы, но составив грамотную схему, разумно продумав конструкцию, и сделав хорошую разводку платы, получить очень надежное устройство.

 

А можно взять насыщенный дополнительными устройствами микроконтроллер, но сделать бездарную схему, плохую разводку платы и неудачную конструкцию (например, проложить силовые линии рядом с чувствительными цепями схемы и т.д.), и получить изделие, которое даже на столе в комнатных условиях будет работать с постоянными сбоями.

 

Это как мастер с простым оборудованием, но которым владеет в совершенстве, может сделать шедевр, а неумеха даже с суперсовременным оборудованием сделает что-то кошмарное.

[AlexandrY 3]

...Насчет надежности..

 

Вопрос интересный. Разбирая PLC не видел там каких-либо специальных необычных мер для противодействию электромагнитным помехам.

Такая надежность скорее важна для встраиваемых контроллеров, а PLC лиш бы куда не ставят.

Для PLC важнее надежность программная. А по сему отличительными признаками должны быть: гибкий отладочный интерфейс, больший перенос низкоуровневой функциональности на периферию, несколько уровней контроля корректности работы процессора и шинных подсистем, специальные типы процессорных ядер с большей детерминированностью времени выполнения инструкций и т.д. в том же духе.

По нынешним временам я бы лучшим выбором для PLC назвал бы чипы на базе ядра Cortex-M4.

Например Kinetis K60 просто идеальный для PLC

[Xecutor 0]

Не секрет, что можно взять самый "ненадежный" микроконтроллер, без каких-либо специальных дополнительных устройств, направленных на повышение живучести системы, но составив грамотную схему, разумно продумав конструкцию, и сделав хорошую разводку платы, получить очень надежное устройство.

Я не против. Минусы можно перекрывать плюсами, но не во всех случаях сумма будет положительной ;) А плюсы сложенные с плюсами... всегда дадут плюс.

 

Для PLC важнее надежность программная.

Абсолютно верно! Ещё один плюсик в увеличении НАДЁЖНОСТИ...сумма технологий ;)

[=AK= 10]

Вопрос интересный. Разбирая PLC не видел там каких-либо специальных необычных мер для противодействию электромагнитным помехам.

Совершенно верно. Просто в ПЛК обычные меры применяют последовательно и в максимальном размере.

 

Исторически разработчики ПЛК были первыми, кто озаботился защищаться от помех и стал проводить тестирование.

 

Для PLC важнее надежность программная.

Ага

 

А по сему отличительными признаками должны быть

Основные отличительные признаки настоящих ПЛК:

- Не используется операционная система (или, если используется, то как вспомогательный элемент).

- Исполнение пользовательской программы циклическое. Полный цикл состоит из трех этапов:

-- сбор данных со входов

-- исполнения программы с сохранением результатов

-- раздачи вычисленных значений на выходы.

- Пользовательская программа пишется на языках МЭК 61131-3

 

По нынешним временам я бы лучшим выбором для PLC назвал бы чипы на базе ядра Cortex-M4.

Наиболее подходят те, кто исполняет МЭК-овские языки на уровне железа. А с той или иной степенью приближения к настоящему ПЛК, конечно, на чем угодно можно сделать. АРМы и пр. ширпотреб в ПЛК вполне годятся в качестве сопроцессора: для связи, для обработки пользовательских интерфейсов, и т.п. вспомогательных задач.

[AlexandrY 3]

Основные отличительные признаки настоящих ПЛК:

- Не используется операционная система (или, если используется, то как вспомогательный элемент).

- Исполнение пользовательской программы циклическое. Полный цикл состоит из трех этапов:

-- сбор данных со входов

-- исполнения программы с сохранением результатов

-- раздачи вычисленных значений на выходы.

- Пользовательская программа пишется на языках МЭК 61131-3

 

 

...Наиболее подходят те, кто исполняет МЭК-овские языки на уровне железа...

 

Тут бы поспорил, может для примитивнейших PLC операционка могла и отсутствовать, но современный как-то плохо представляю без нее.

Как реализовать те же стеки коммуникационных протоколов которые позволяют PLC подключать к SCADA не прерывая прикладной программ?

А как в PLC добиваются одновременной параллельной работы нескольких независимых управляющих программ?

Циклическое здесь не выполнение пользовательской программы, циклический (вернее периодический) здесь обход исполняющим движком блоков программы.

Т.е. программы выполняются в режиме дискретного времени. Но не факт что блоки программы живут по этому времени. Блоки могут быть интерфейсами к задачам операционки, такими как интерфейс стека или интерфейс очереди.

 

МЭК 61131-3 конечно важно, но интересней расширения к нему и среды разработки. Для таких PLC как LOGO нотация программирования вообще на МЭК 61131-3 не похожа.

ИМХО, но актуально только насколько много функций выполнит PLC на единицу инвестиций.

Cortex-ы по эффективности отладки и средствам контроля работоспособности кода на голову выше предшественников, поэтому как бы путать их вообще с ARM-ами как-то непрофессионально.

 

 

[yamantau 15]

Вот здесь производитель asic-ов Speed7, здесь контроллеры программируемые в CoDeSys.

[snayperAlfa 0]

CoDeSys - это некая общая среда разработки для программ ПЛК?

[iosifk 3]

Не секрет, что можно взять самый "ненадежный" микроконтроллер, без каких-либо специальных дополнительных устройств, направленных на повышение живучести системы, но составив грамотную схему, разумно продумав конструкцию, и сделав хорошую разводку платы, получить очень надежное устройство.

 

То, что с хорошим микроконтроллером можно сделать плохую разработку - это правда...

А вот то, что из "г-на можно лить пули" - так мог написать только тот, кто никогда не далал расчет надежности. Если у микроконтроллера имеем 0,99, то сделать для всей конструкции 0,99999 - не выйдет, как бы Вы не изворачивались.

 

Далее. Есть разделение. Отказы аппаратуры делятся на восстанавлимые и не восстанавлимые. Так вот, когда речь идет о железе, то имеются в виду невосстанавлимые отказы. И к этому никакое программное обеспечение дела не имеет. А вот сбои или восстанавлимые отказы - это как раз и относится к софту.

И надежность начинается не со схемы или софта, а с компонентов. Инженеры из ADI рассказывали, что при проверке коммерческих вэйферов отбраковывается только не работающий чип. А при проверке автомобильных вэйферов, отбраковываются смежные 5 столбцов и 5 рядов - на всякий случай. У них это называется "нулевой процент брака". Вот потому при разработке промышленного оборудования не применяют микропроцессоры сделанные для бытовухи. Например фирмы Атмел. А еще и потому, что есть понятие "ЗИП" и его надо пополнять 8-10 лет... А микроконтроллеры для бытовухи снимают с производства через пару лет, когда захотят. Не предупреждая разработчиков...

 

[AlexandrY 3]

CoDeSys - это некая общая среда разработки для программ ПЛК?

 

CoDeSys - это полная технология для разработки собственного стандартного PLC.

Вы у них покупаете фирмваре для своей платы с определенным микроконтроллером, покупаете средство создания программ на PC для своего PLC

и средства управления и наблюдения типа SCADA.

 

Они конечно не дают полностью готовую программу для микроконтроллера вашей платы.

Вы получаете такой движок который еще надо адаптировать (портировать) к вашей плате в части написания низкоуровневых функций работы с периферией и уровня адаптации к имеющейся на вашей плате операционной системе.

 

Но это все равно проще чем самому разрабатывать софт для PLC и все инструменты для него на PC.