Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Architektura niskoenergetycznego uniwersalnego sterownika programowalnego

Hubacz Marcin, Pawłowicz Bartosz, Trybus Bartosz

Pomiary Automatyka Robotyka

|

2022

|

R. 26, nr 4

79--84

PL

Artykuł przedstawia koncepcję budowy architektury niskoenergetycznego sterownika programowalnego opracowanego zgodnie z normą IEC 61131-3. Uniwersalność dotyczy swobody wyboru jednostki centralnej oraz możliwości łatwej wymiany algorytmu sterującego. Do proponowanego rozwiązania wybrana zostaje jedna z omówionych trzech metod opracowywania i dystrybucji oprogramowania. W ramach prac przygotowany został prototypowy sterownik w oparciu o elementy ewaluacyjne, z przeznaczeniem do pracy w środowisku rozproszonym. W artykule przedstawiono również porównanie wydajności energetycznej wybranych układów STM32 z kilku odmiennych serii.

EN

The article presents the concept of building a low-energy programmable controller architecture developed in accordance with the IEC 61131-3 standard. The universality concerns the freedom of choice of the central unit and the possibility of easy replacement of the control algorithm. One of the three methods of software development and distribution is selected for the proposed solution. As part of the work, a prototype controller was prepared based on evaluation elements, intended to work in a distributed environment. The article also presents a comparison of the energy efficiency of selected STM32 systems from several different series.

2

Implementacja środowiska inżynierskiego na przykładzie pakietu CPDev

Rzońca Dariusz, Sadolewski Jan, Stec Andrzej, Świder Zbigniew, Trybus Bartosz, Trybus Leszek

Pomiary Automatyka Robotyka

|

2020

|

R. 24, nr 1

21--28

PL

Norma IEC 61131-3 definiuje pięć języków programowania sterowników przemysłowych. Norma ta jest powszechnie stosowana, wiele środowisk inżynierskich jest z nią całkowicie, bądź częściowo zgodnych. W literaturze opisano kilka akademickich rozwiązań, jednak zazwyczaj implementują one jedynie wybrane elementy normy (np. tylko jeden lub dwa języki). Komercyjne środowiska inżynierskie zwykle obsługują wszystkie języki, ale ich dokumentacja skupia się na korzystaniu ze środowiska, natomiast rzadko ujawniane są szczegóły dotyczące wewnętrznej architektury i implementacji. W artykule przedstawiono takie rozwiązania dla pakietu inżynierskiego CPDev. Architektura bazująca na maszynie wirtualnej sprawia, że środowisko jest przenośne, co ułatwia wdrożenie na różnych platformach sprzętowych. W artykule przedstawiono kilka wdrożeń przemysłowych środowiska CPDev.

EN

The IEC 61131-3 standard defines five languages, dedicated for programming industrial controllers. The standard is commonly used, there are numerous engineering environments fully or partially compatible with it. Several academic solutions have been described in the literature, but they typically implement only selected parts of the IEC 61131-3 standard (e.g. only one or two languages). On the other hand, commercial engineering environments usually implement all languages, but their documentation focuses on the application of the environment, whereas details about internal architecture and implementation are rarely disclosed. The paper describes such internal details of the CPDev engineering environment. The architecture based on the virtual machine makes the environment portable, thus facilitate implementation on diverse hardware platforms. Several industrial implementations of CPDev are also mentioned.

3

Edytory graficzne języków LD i FBD w pakiecie CPDev

Świder Zbigniew

Pomiary Automatyka Robotyka

|

2020

|

R. 24, nr 1

29-34

PL

W artykule opisano edytory graficzne języków LD i FBD wykorzystywane w autorskim środowisku inżynierskim CPDev. Schematy stworzone za pomocą tych edytorów są wstępnie konwertowane do kodu źródłowego w ST, a następnie tłumaczone do autorskiego kodu pośredniego. Unikalną cechą edytorów jest mechanizm automatycznego wyznaczania połączeń między elementami schematu, wykorzystujący algorytm A*. Poszczególne elementy schematu nie mają sztywno określonego położenia w polu roboczym, co wpływa na przejrzystość schematu. W trybie śledzenia on-line, bezpośrednio na schemacie graficznym wyświetlane są wartości wyjść poszczególnych elementów. W tym celu schemat graficzny jest konwertowany do postaci grafu AOV, a następnie upraszczany i bezpośrednio z niego generowany jest kod źródłowy w języku ST. Opracowane edytory graficzne umożliwiają tworzenie zarówno prostych jak i złożonych programów sterowania, jak również zapewniają łatwą edycję, klonowanie fragmentów schematu, zapis, odczyt oraz drukowanie stworzonego diagramu.

EN

The article describes graphic editors of LD and FBD languages used in the CPDev proprietary engineering community. The diagrams created with the help of these editors are pre-converted to source code in ST, and then translated into the author’s intermediate code. A unique feature of these editors is the mechanism of automatically determining connections between diagram elements using the A* algorithm. Individual elements of the diagram do not have a rigid position in the working field (e.g. LD ladder), which significantly affects the transparency of the diagram. In on-line tracking mode, the output values of its individual elements are displayed directly on the graphic scheme. To ensure this, the graphic schema is first converted to an AOV graph, and then simplified and the ST source code is directly generated from it. Developed graphic editors allow creating both simple and complex control programs, as well as ensure easy editing, cloning of fragments of the scheme, saving, loading and printing of the created diagram.

4

PLC implementation in the form of a System-on-a-Chip

Mazur P., Czerwinski R., Chmiel M.

Bulletin of the Polish Academy of Sciences. Technical Sciences

|

2020

|

Vol. 68, nr 6

1263--1273

EN

The aim of the paper is to present the implementation of a PLC designed in the form of a System-on-a-Chip. The presented PLC is compatible with the IEC61131‒3 standard. More precisely, the Instruction List language is the native language of the designed CPU, so there is no need for multiple language transformations. In the proposed solution each instruction of the CPU program written in Instruction List is directly translated to machine code. The designed CPU is capable of performing logic operations up to 32-bit Boolean data types. However, the developed CPU is very flexible due to its architecture: data memory can be addressed as bit/byte/word/dword. Moreover, diverse blocks such as timers, counters, and hardware acceleration blocks, can be connected to the CPU by means of an APB AMBA bus. The designed PLC has been implemented in an FPGA device and can be used in cyber-physical systems and Industry 4.0.

5

Środowisko inżynierskie Control Program Developer obecnie

Jamro M., Rzońca D., Sadolewski J., Stec A., Świder Z., Trybus B., Trybus L.

Zeszyty Naukowe Politechniki Rzeszowskiej. Elektrotechnika

|

2013

|

z. 33 [289]

117-132

PL

W artykule przedstawiono przegląd obecnej funkcjonalności środowiska inżynierskiego CPDev (Control Program Developer) opracowanego w Katedrze Informatyki i Automatyki Politechniki Rzeszowskiej. Pakiet ten pozwala na programowanie sterowników PLC/PAC zgodnie z normą PN-EN 61131-3. Oparcie systemu na koncepcji dedykowanych maszyn wirtualnych będących interpreterami kodu wykonywalnego zwiększa przenośność i uniwersalność programów sterowania. W porównaniu do poprzednich wersji środowisko CPDev zostało uzupełnione o obsługę wszystkich języków normy (ST, IL, FBD, LD, SFC), projektowanie interfejsu HMI zintegrowane z tworzeniem oprogramowania sterującego, testy tablicowe i jednostkowe komponentów programowych jak również możliwość modelowania struktury i funkcji złożonych programów w formie diagramów SysML. Narzędzie do projektowania interfejsu HMI jest niezależne od platformy sprzętowej i pozwala na łączenie sterowania z wizualizacją wykorzystując języki normy PN-EN 61131-3. Testy tablicowe i jednostkowe pozwalają na zwiększenie jakości oprogramowania. Modele oparte o diagramy SysML wspierają wczesne fazy projektowania programów sterowania. Nowy trzydziestodwubitowy kompilator CPDev pozwala na tworzenie większych programów. Poza procesorami ogólnego przeznaczenia (takimi jak np. AVR, ARM czy x86) skompilowane programy mogą być wykonywane także na układach FPGA. Obecne przemysłowe wdrożenia środowiska CPDev obejmują urządzenia z firm Lumel S.A. Zielona Góra (sterownik programowalny SMC), Praxis Automation Technology B.V. Leiderdorp Holandia (sterowniki systemu Mega-Guard Ship Automation and Navigation System) oraz Nauka i Technika Sp. z o.o. Zaczernie/Rzeszów (sterownik StTr-760-PLC). W artykule jako przykład wdrożenia przedstawiono krótką charakterystykę systemu Praxis Mega-Guard.

EN

The paper presents an overview of the current functionality of the CPDev (Control Program Developer) engineering environment developed in Department of Computer and Control Engineering at Rzeszów University of Technology. The package is designed for programming PLCs/PACs according to IEC 61131-3 standard. The system is based on the concept of dedicated virtual machines being interpreters of executable code to increase the portability and versatility of control programs. The environment has been enhanced by support of all IEC languages (ST, IL, FBD, LD, SFC), HMI software design integrated with control software, unit testing of software components as well as by ability of modeling the structure and operation of complex programs in SysML. Tool for designing HMI interface is independent of the hardware platform, and allows to combine control with visualization using IEC languages. Table and unit tests allow to increase software quality. Models based on SysML diagrams support the early design stages of control software. New CPDev compiler allows to handle larger programs. In addition to virtual machines run on general-purpose processors, compiled programs can also be executed by FPGA-PLC prototype. Current industrial implementations of the CPDev environment include devices from Lumel S.A. Zielona Gora, Poland (SMC programmable controller), Praxis Automation Technology B.V. Leiden, The Netherlands (Mega-Guard Ship Automation and Navigation System) and Nauka i Technika Sp. z o.o. Zaczernie/Rzeszów, Poland (StTr-760-PLC controller). Brief description of the Praxis Mega-Guard system has been presented as an example of the implementation.

6

Running and testing the programs created in IEC 61131-3 languages

Jamro M., Trybus B.

Automatyka / Automatics

|

2013

|

Vol. 17, no. 1

43--52

EN

This paper presents new features for testing and running of IEC 61131-3 POUs (Program Organization Units) which are available in the CPDev engineering environment. Testing can be done either via simulation or in on-line mode. A data sources mechanism is used to test programs running on various target platforms. There are tools for the debugging of programs created in graphical languages like FBD or LD, as well as a tool for the final commissioning. One of the newest mechanisms added to CPDev environment is the possibility of defining POU-oriented tests. Two ways of specifying unit tests for functions, function blocks or programs are available i.e. via the dedicated test definition language CPTest or using tables.

PL

W artykule przedstawiono nowe rozszerzenia pakietu inżynierskiego CPDev umożliwiające testowanie i uruchamianie jednostek organizacyjnych oprogramowania zdefiniowanych w normie IEC 61131-3 (PN/EN 61131-3). Testowanie realizowane jest za pomocą symulacji lub w trybie on-line. Mechanizm źródeł danych umożliwia testowanie programów uruchamianych na różnych platformach docelowych. Przedstawiono narzędzia umożliwiające debugowanie programów utworzonych w językach graficznych FBD i LD oraz wykorzystywane w końcowej fazie rozruchu (commissioning). Ostatnio wprowadzono w środowisku CPDev możliwość definiowania testów zorientowanych na jednostki organizacyjne oprogramowania takie jak funkcje, bloki funkcjonalne lub programy. Takie testy jednostkowe można określać za pomocą specjalizowanego języka CPTest lub w formie tabeli.

7

Graphics editors in CPDev environment

Jamro M.

Journal of Theoretical and Applied Computer Science

|

2012

|

Vol. 6, nr 1

13-24

EN

According to IEC 61131-3 norm, controllers and distributed control systems can be programmed in textual and graphical languages. In many scenarios using a graphical language is preferred by the user, because diagrams can be more legible and easier to understand or modify also by people who do not have strong programming skills. What is more, they can be attached to the documentation to present a part of a system implementation. CPDev is an engineering environment that makes possible to program PLCs, PACs, softPLCs and distributed control systems with the usage of languages defined in IEC 61131-3 norm. In earlier versions, it supported only textual languages – ST and IL. Currently, graphics editors for FBD, LD and SFC languages are also available, so users can choose a suitable language depending on their skills and a specificity of a program that they have to prepare. The article presents implementation of the graphics editors, made by the author, which support creating program organization units in all graphical languages defined in IEC 61131-3 norm. They are equipped with a set of basic and complex functionalities to provide an easy and intuitive way of creating programs, function blocks and functions with visual programming. In the article the project structure and some important mechanisms are described. They include e.g. automatic connections finding (with A* algorithm), translation to ST code, conversion to and from XML format and an execution mode supporting multiple data sources and breakpoints.

8

Development and implementation of IEC 61131-3 virtual machine

Trybus B.

Theoretical and Applied Informatics

|

2011

|

Vol. 23, No. 1

21-35

EN

Virtual machine described in the paper is a runtime program for controllers in small distributed systems. The machine executes intermediate universal code similar to an assembler, compiled in CPDev engineering environment from source programs written in control languages of IEC 61131-3 standard. The machine is implemented as a C program, so it can run on different target platforms. Data formats and commands of the machine code are presented, together with the machine's Petri-net model, C implementation involving universal and platform-dependent modules, target hardware interface, input/output programming mechanisms, and practical applications.

PL

W artykule przedstawiono projekt i implementację maszyny wirtualnej będącą elementem środowiska wykonawczego dla sterowników. Przeznaczona jest przede wszystkim do małych, rozproszonych systemów sterowania. Maszyna współpracuje z pakietem CPDev, opracowanym na Politechnice Rzeszowskiej, który służy do programowania w językach normy IEC 61131-3 (PN-EN 61131-3) (Rys. 1). Programy w ST, IL lub FBD są kompilowane do kodu pośredniego VMASM, który w postaci binarnej może być wykonywany przez maszynę na platformie docelowej (Rys. 2 i Tab. 2). Zestaw instrukcji maszyny wirtualnej oraz obsługiwane przez nią typy danych zostały dostosowane do normy IEC (Tab. 1). Działanie maszyny zostało zamodelowane za pomocą hierarchicznej czasowej kolorowanej sieci Petriego. Elementami tego modelu jest strona przedstawiająca cykl zadania (nadrzędna, Rys. 3) oraz podrzędna, reprezentująca moduł wykonawczy (Rys. 4). Symulacja modelu pozwoliła zweryfikować przyjęte założenia projektowe. Maszyna wirtualna została zaimplementowana jako program w języku C. Jej strukturę wewnętrzną przedstawiono na Rys. 5. Część modułów jest uniwersalna, pozostałe zależą od platformy docelowej sterownika. Dzięki takiemu układowi, maszyna może być przystosowana do różnego sprzętu. Dostosowanie maszyny polega na przygotowaniu funkcji wchodzących w skład interfejsu sprzętowego, określających m.in. sposób ładowania programu, obsługę cyklu zadania i zegara czasu rzeczywistego. Współpraca ze sprzętem obejmuje także odczyt wejść i zapis wyjść procesowych. Konfigurator zasobów sprzętowych pozwala przypisać zmienne programu do określonych wejść/wyjść. Mechanizm bloków sprzętowych pozwala natomiast bezpośrednio korzystać z mechanizmów niskopoziomowych w kodzie programu. W ten sposób zrealizowano m.in. obsługę protokołu NMEA (Rys. 4). Dwa pierwsze zastosowania maszyny wirtualnej ze środowiskiem CPDev to sterownik SMC polskiej firmy Lumel, będący centralnym węzłem małego rozproszonego systemu sterowania (mini-DCS, Rys. 6a, b) oraz system Mini-Guard z Praxis Automation (Holandia) stosowany do monitorowania systemów na statku i jego pozycjonowania (Rys. 6c). Dzięki maszynie wirtualnej programy tworzone w środowisku CPDev w językach normy IEC 61131-3 (ST, IL, FBD) mogą być uruchamiane na różnych sterownikach, wyposażonych w procesory AVR, ARM, x86 i inne. Przedmiotem dalszych prac będzie możliwość jednoczesnego wykonywania przez maszynę kilku zadań sterujących (wielozadaniowość).

9

Wykorzystanie metod zorientowanych obiektowo do programowania sterowników programowalnych

Zieliński D., Łudziński Ł.

Zeszyty Naukowe Wydziału Elektrotechniki i Automatyki Politechniki Gdańskiej

|

2009

|

Nr 26

129-132

PL

W artykule przedstawione zostały główne udogodnienia wynikające z wykorzystywania zasad i metod podejścia obiektowego do programowania sterowników programowalnych. Omówiona została aktualna sytuacja tradycyjnych języków tekstowych i graficznych po wprowadzeniu rozszerzenia IEC 61499 normy IEC 61131. W dalszej części zaprezentowano podział cyklu tworzenia programu na trzy zasadnicze części – analizę, projektowanie oraz programowanie obiektowe. Zaproponowany podział, wraz z przedstawionymi metodami i zasadami, został wykorzystany do stworzenia programu Enkoder w oprogramowaniu narzędziowym CoDeSys v3. W celu stworzenia kolejnego programu Transport, wykorzystano oprogramowanie narzędziowe Step 7. W końcowej części, przedstawiono wady i zalety wynikające ze stosowania zasad i metod zorientowanych obiektowo.

EN

This paper shows main conveniences of using object-oriented principles and methods for PLC’s programming. Actual situation of text and graphic languages after International Electrotechnical Commission introduction IEC 61131 and its extend IEC 61499 are discussed. Next, division of the cycle of creating program into three fundamental parts, analysis, design and programming are presented. At the end, advantages and disadvantages of using object-oriented principles and methods are shown.

10

Szybkie prototypowanie złożonych struktur układów regulacji temperatury w sterownikach programowalnych - implementacja odpornego układu Model-Following Control

Pietrusewicz K., Dworak P., Misztal H.

Zeszyty Naukowe. Elektryka / Politechnika Łódzka

|

2009

|

z. 118

63-70

PL

W pracy przedstawiono zagadnienie mechatronicznego podejścia do projektowania złożonych układów regulacji temperatury z użyciem nowej klasy narzędzi dostępnych dla celów szybkiego prototypowania algorytmów sterowania implementowanych docelowo w ramach funkcji deterministycznych wielozadaniowych systemów operacyjnych czasu rzeczywistego. Ponadto przedstawiono wyniki badań symulacyjnych Hardware-in-the-loop przyjętych w pracy modeli stref grzejnych wytłaczarki tworzywa sztucznego oraz wyniki porównawczych badań HIL odpornego układu Model-Following Control [1] na tle klasycznego jednopętlowego układu regulacji z regulatorem PID, w ramach funkcji sterujących programowalnego sterownika automatyki firmy Bernecker&Rainer.

EN

In the paper an innovative method for rapid prototyping of control algorithms, called automatic code generation, within the Programmable Logic Controllers has been described. The mechatronic approach to research and development of temperature control algotihms is also given here. The presented solutions has been implemented within the multi-tasking deterministic real-time operating system Automation Runtime from Bernecker&Rainer. Also the Hardware-in-the-loop simulation results are shown in the paper. The exemplified test results lend a great support to the technique of Model-Following having been developed.

11

Platforma .NET i język znaczników XML w systemie projektowania programów dla

Bubacz P., Adamski M.

Pomiary Automatyka Kontrola

|

2006

|

R. 52, nr 6 bis

94-96

PL

Celem artykułu jest przedstawienie ogólnej koncepcji systemu CASE do projektowania programów dla sterowników logicznych PLC (Programmable Logic Controllers) i RLC (Reconfigurable Logic Controllers). Uzasadniono wybór języków SFC, ST i FBD, z normy IEC 61131-3, jako narzędzi do specyfikacji behawioralnej i strukturalnej. Wskazano istotne zalety zastosowania platformy .NET i języka znaczników XML.

EN

The aim of the paper is to introduce a general concept of CASE system for development system for logical controllers PLC (Programmable Logic Controllers) and RLC (Reconfigurable Logic Controllers). The motivation for choosing SFC, ST and FBD languages as tools for behavioral and structural specification of controllers is justified. Important advantages for .NET platform and XML usage are presented.