Phần cứng cho PLC- chúng ta cùng thiết kế

[longimi]

- Làm phần cứng của PLC không khó. PLC trong thực tế ( đề cập đến PLC cấp thấp như S7-200) là một hệ uP nó gồm một con uP ( S7-200 đời cũ chạy một con 8032 thạch anh cỡ 40hay 80 MHz gì đó, bây giờ SIEMENS dùng con do nó SX nhưng vẫn là lõi 8051 thôi), bộ nhớ EEPROM, cổng thông tin ( RS232, RS485), các cổng vào ra ( số, tương tự), nguồn......Các cổng vào ra được thiết kế module hoá và có khả năng mở rộng ( mới làm thì không cần mở rộng cũng được vì thực tế có nhiều PLC không có khả năng mở rộng chỉ có CPU và các I/O trên nó thôi).Vấn đề chính là thiết kế, vẽ mạch in sao cho hoạt động tin cậy, ổn định mới là khó, đòi hỏi có kinh nghiệm.
- Phần mềm. Đầu tiên ta phải viết phần mềm hệ điều hành cho PLC nó quản lý các vào ra, giám sát hoạt động, truyền thông và thực thi chương trình ứng dụng. Phần này sẽ được nạp sẵn vào PLC.Sau đó ta viết chương trình dịch chạy trên máy tính ( chương trình này giống như MicroWin) nó sẽ dịch từ ngôn ngữ như STL, LAD, FBD ra mã máy để có thể nạp xuống PLC qua cổng thông tin....
Để làm được như vậy không đơn giản cần có vài người và đầu tư ngiêm túc nhưng không phải quá khó.
Để làm PLC đơn giản nhất tôi có gợi ý như sau:
- Thiết kế hệ uP với 8951, các đầu vào ra số ( vào thì phải ghép quang bằng opto và theo mức áp CN là 24V hay 220VAC, ra có thể dùng opto với Transistor cho ra 24 VDC hay Relay, opto triac cho 220 VAC). Cổng thông tin RS232 hay 485.
- Dùng phần mềm LadderWork viết chương trình điều khiển ( LadderWork viêt chương trình dưới dạng LAD như viết với PLC, dịch ra file .HEX) . Sau đó lấy file.hex dùng Programmer nạp vào 8951 cắm vào mạch chạy như PLC của người lớn luôn.
Đây là ví dụ tốt để bước đầu làm PLC và hiểu rõ PLC hoạt động ntn.
Bạn nào SV ĐHBK HN khoa Điện nếu có nhu cầu tìm hiểu và phát triển PLC từ uP thì hãy liên hệ với các thầy cô BM Kỹ thuật đo và THCN ĐHBK HN các thầy, cô sẵn sàng giúp đỡ.

Đúng vậy theo cách của bạn thì không khó chút nào, có đề tài tốt nghiệp làm PLC kiểu này. Nhưng cái làm ra thì chưa được gọi là LOGO, nó không đơn giản chỉ là các I/O ngoài ra còn có các ngắt TIMER, COUNTER số lượng lên tới hàng trăm nhìn vào cấu trúc mạch của họ 21x thì thấy không có gì phức tạp nhưng firmware của nó thì tuyệt vời đấy. Mỗi một modul I/O đều có giao thức chuẩn của SIEMENS, ngoài ra chuẩn đoán lỗi và sử lí lỗi của firmware... nói chung là vô cùng phức tạp.Ngoài ra còn phần hỗ trợ ngôn ngữ lập trình cho nó nữa. Để làm được không phải là mới mà là nhái thì cần phải có tổ chức lớn với kinh phí và những công cụ cần thiết để có thể nhái được.

[longimi]

Thank hanoipho73
bạn có biết chính xác con CPU của 224 không nó là con gì? có datasheet của nó không?
nếu có giao thức truyền thông của PLC và IO bên ngoài thì hay quá. Vì ý định là làm PLC có thể tương thích với PLC của SEIMENS.

Giao thức này là bí mật của SIEMENS không công bố đâu. Không có loại tài liệu nào nói về giao thức này. Muốn biết thì chỉ có cách nhái luôn con MCU của nó là nhanh nhất. Trước tôi có người đã từng đo và ghi lại nhưng việc phân tích nó cũng rất phức tạp khó tìm ra qui luật.

[longimi]

Cáp PC/PPI:
- RS485 là cổng thông tin Half-duplex. Bình thường nó ở chế độ nhận. Khi máy tính gửi một byte ở phần RS232 thì nó đổi chiều RS485 thành phát và gửi byte đó đi. Sau một thời gian ( bằng n lần thời gian truyền đi một byte, số n có thể xem trong tài liệu của SIEMENS) thì nó tự động chuyển về chế độ nhận. Vì lý do đo mà ta phải gạt dip-sw cho đúng với tốc độ và số bít/byte thì mới có thể truyền được.
- Mạch trên mạng đặt trời gian bằng RC do vậy chỉ truyền được ở một tốc độ ( có thể còn không truyền được vì sai thời gian).
- Các thiết bị thường không có đất chung, sự sai khác điện thế đất thấp thì gây ra nhiễu khi truyền, cao thì chết linh kiện. Các ly quang là tốt nhất vừa không hỏng thiết bị vừa an tonà cho người dùng. Nếu không cách ly để an toàn ta nhớ nối vỏ hai jack ( vỏ này luôn tiếp xúc trước tín hiệu) do đó sẽ tránh được hỏng thiết bị và sẽ truyền tốt hơn.

- Đó là lý thuyết chung của bất kì dạng truyền tin half-duplex vì nó chỉ có thể truyền 1 chiều tại 1 thời điểm. Đó không phải là lí do gạt dip-sw cho đúng tốc độ. Mà gạt dip-sw đúng tốc độ của cáp PC/PPI do có mạch tạo dao động ngoài. Còn cáp mà tôi post ở trên không cần tạo dao động ngoài hoạt động mọi tốc độ <=19.2k không cần dip-sw.Gạt dip-sw của PC/PPI cho đúng tốc độ vào số bít/byte để đưa vào MCU xử lí dữ liệu.
- Nếu mạch trên mạng có tao dao động ngoài = RC, 555 thì đúng là phải chọn cho đúng tốc độ mới truyền được.
- PC/PPI mới có cách li.

[MinhHa]

Vậy theo các anh em.
Làm hardware nhái PLC SEIMENS dùng cho sửa chưa trước. Sau đó đến giai đoạn 2 làm tiếp có khả thi không. Về design và SX PCB thì chắc là ngon. Các bạn thử xem SP của minhha thì biết ngay. Linh kiện đã có đủ. Sau 3 tháng nữa nhờ longimi và các anh em nào sử dụng PLC nhiều TEST thử giúp.

[hanoipho73]

Về cáp PC/PPI ta có thể đọc tài liệu của SIEMENS để biết về vấn đề đảo chiều dữ liệu, thời gian và gạt dp-sw.
Làm PLC bắt trước S7-200 rất khó ( chip Siemens tự làm) và giấu hết các chuẩn ( tất nhiên vì người dùng không cần biết làm gì). Nhwng nguyên lý thì ta biết do vây sao không tự ta làm ( tuy đơn giản nhưng là của mình) sau khi đã có sản phẩm ta có thể có các ưu nhược điểm từ đó hoàn thiện dần. Nếu bắt trước thì không bao giờ có SP của mình và không bao giờ theo kịp vì Siemens có vài chục người xuốt ngày phát triển một SP. Tuy nhiên ta xem họ làm, học và rút ra kiến thức của ta thi ok, rất tốt là đằng khác

[huycuongsjc]

xin lỗi , mình có 1 PLC mình ko biết sử dụng , hiệu Fuji đời 1992 , có anh chị nào biết hướng dẫn dùm , mình ko rành PLC nhưng thích dọc ( có 32 cổng , 12 vào và 12 ra )

[sphinx]

Em vừa bổ một con S5-95U ra, chíp xử lý là SAB80C537 16N của Infinion (chính là thằng Siemens - được Keil hỗ trợ ), chạy thạch anh 14.745M, mạch trông đơn giản, các board IO cũng ko có j đặc biệt----> Firmware khủng phải biết

[MinhHa]

Thank hanoipho73.
Cho xin tài liệu về chiều dữ liệu của PC/PPI được không. Mình không làm về điều khiển nên cái này không biết.

[BinhAnh]

Các thiết bị thường không có đất chung, sự sai khác điện thế đất thấp thì gây ra nhiễu khi truyền, cao thì chết linh kiện. Các ly quang là tốt nhất vừa không hỏng thiết bị vừa an tonà cho người dùng. Nếu không cách ly để an toàn ta nhớ nối vỏ hai jack ( vỏ này luôn tiếp xúc trước tín hiệu) do đó sẽ tránh được hỏng thiết bị và sẽ truyền tốt hơn.

Ở Hà Nội có loại giắc chuyên dụng như thế ko nhỉ?
Em thường dùng giắc cổng COM, dùng 2 chân cho A,B còn tất cả các chân còn lại kể cả vỏ đều nối với GND vỏ để giảm rủi ro do lệch GND quá cao.

[MinhHa]

Sắp có rồi BA à
MH sản xuất y chang SEIMENS. Giá bằng 25% thôi.
Đăng ký hôm nay để được giá tốt nhất. Chắc chỉ đến 2020 là có hàng.

[vutricongbka]

Cái của anh BA chỉ dùng cho các ứng dụng của riêng anh thui !

Đúng như anh Hanoipho nói ! ngoài ra em xin bổ xung thêm .Một thiết bị đo lường hay điều khiển diều quan trọng trước hết nó phải tự bảo vệ mình (như điều 3 của Robot he he he) Tức là khi có sự cố ngắn mạch cũng như sự cố quá áp sộc vào mạch thì mạch được cách ly dữa tín hiệu điều khiẻn và mạch công suất thì cũng chẳng sao.
Cias của anh BA chỉ dùng riêng cho anh với các ứng dụng của VDK thôi chứ nếu dùng với PLC thì đi ngay vì ...
Còn chuẩn về Jac cắm cho RS485 là không có tuy vậy có một số hãng nó có dùng he he he .Em không nhớ hãng nào nên không Post lên đây được he he he !!!

[thaithutrang]

Bạn VTC nói rõ lý do được ko?
-Nếu một môi trường mà nhiễu ít, độ lệch GND giữa các thiết bị không đáng kể?
-Nếu thiết bị không cần tháo lắp giắc 485 thì sao?
-Và giữa PLC thì việc lệch GND giữa 2 thiết bị có khác nhau với uC gì đâu?
Hơn một nửa thế giới người ta vẫn dùng phương pháp đó để đơn giản và giảm giá, ngay ở VN cũng vậy đó bạn, hầu hết các bộ 485 tự chế đều không cách ly đều chạy tốt trong các trường hợp trên. Mình cũng có làm hộ anh mình theo thiết kế đó và chạy rất tốt, cho cả PLC lẫn uC, hình như anh longimi cũng vậy.

[longimi]

Sắp có rồi BA à
MH sản xuất y chang SEIMENS. Giá bằng 25% thôi.
Đăng ký hôm nay để được giá tốt nhất. Chắc chỉ đến 2020 là có hàng.

Đăng kí trước MH có bao nhiêu mua bấy nhiêu để đến năm 2020 thành đồ cổ hơi bị có giá. Anh em ủng hộ MH một phát nào MH xong sớm cho anh em nhờ. Đặt luôn 10 bộ ủng hộ MH.

[AFH]

Xin góp ý một chút về phần cứng PLC như sau, nếu ai không đồng ý thì cũng đừng mắng mình nhé.
- Khi thiết kế PLC thì điều quan trọng là phải để ý đến vật liệu chế tạo IC, vật liệu chế tạo mạch in. Cách bài trí linh kiện. (Cái này tớ nghĩ rất quan trọng)
- Các đầu vào của PLC đều phải được cách ly quang (cái này hình như có ai đó nói rồi). Với đầu vào tương tự thì phải đi qua một con khuếch đại lặp (để nhỡ có đấu nhầm thì con này cháy trước thì phải)
- Cố gắng làm theo thiết kế về các chuẩn DIN ray, kích thước, hình dáng, ..... tóm lại là học từ các PLC có tiếng tăm như Siemens, Omron, Mitsubishi..... vân vân......
Xin hết. Nếu nghĩ ra gì nữa thì sẽ post tiếp.
AFH

[huycuongsjc]

hi ! sao ai cũng thiết kế vậy . có ai hướng dẫn mình sử dụng PLC ko vậy ? buồn quá ..........chẳng ai nói chuyện với mình vậy