Come realizzare un MICROPLC con programmazione in AWL.

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1 G&G Progetto FACILEPLC Rev.0.0.A Pag. 1 di 5 Data: 19/07/2010 Rev.Doc: 0.2 FACILEPLC By G&G Editor:G&G cimice96@hotmail.it Come realizzare un MICROPLC con programmazione in AWL. Salve. Il mio nome è Giuseppe G. Da diversi anni, nell' azienda per la quale lavoro, mi occupo di programmazione dei PLC della Siemens e GE Fanuc per la gestione di automatizzazioni in ambito farmaceutico. Ho sempre desiderato avere a casa un PLC per testare i miei piccoli progetti, ma visto il costo elevato, non me lo sono mai potuto permettere. Anche se ultimamente esistono dei kit completi di sviluppo firmware e hardware, tutti con la possibilità di programmazione in diversi linguaggi (basic, c, ladder, ecc.), ancora nessuna delle grandi case ha pansato di programmarli in un linguaggio simile all' AWL. A tutti e non gli appassionati come me di microprocessori e PLC dedico questo piccolo kit hardware e firmware per realizzare un microplc programmabile con un linguaggio molto simile all' AWL. Naturalmente l' utilizzo di quanto riportato, sarà e dovrà essere solo a scopo didattico, non finalizzato ad altri usi. Declino ogni mia responsabilità di utilizzo di questo KIT per scopi diversi da quello ditattico. Il progetto nasce dall' esigenza di utilizzare un microplc per applicazioni molto semplici come ad esempio luci decorative, simulazioni per modellismo, apricancelli, antifurti, ecc. ma senza spendere una fortuna. Dopo diverse ricerche su internet di kit simili, ma tutti a pagamento e spesso molto sofisticati, sono arrivato a realizzare questo kit per soddisfare le mie esigenze personali: centralina apricancello (didattico) illuminazione luci decorative centralina antifurto auto/casa centralina comando semafori per modellismo timer irrigazione giardino (e altro ancora...)

2 G&G Progetto FACILEPLC Rev.0.0.A Pag. 2 di 5 Nome del Progetto. FACILEPLC Descrizione del progetto. Scopo: Funzione: Tralasciare il complicato assembler ed utilizzare un linguaggio logico molto semplice ed intuitivo, alla portata di tutti "o quasi". Tramite un interprete software dei comandi in linguaggio FPLC (una sorta di AWL), occorre per prima cosa testare la logica con un simulatore per poi creare il relativo file in linguaggio macchina da trasferire al microprocessore (CPU) per eseguire gli stessi comandi logici programmati in modalità completamente FREE (Es.: sotto sistema DOS-Free) In sostanza questa è la procedura utilizzata dai più famosi software di programmazione per PLC, che eseguono prima di trasferire il programma vero e proprio nella CPU. I programmi realizzati da me, funzionano anche sotto XP, ma il programmatore per il pic "PPIC.EXE DP2000", solo sotto Win98 o Dos. Occorre munirsi di un programmatore per PIC che funzioni sotto XP nel caso in cui non si disponga di un vecchio PC. Materiale Necessario: A) Preferibile un vecchio Pentium con porta seriale per installare il kit software B) Sistema operativo DOS-Free o Win98 C) Compilatore Qbasic FREE o Vbasic (Es.: QB45 Free o QB71 Free) nel caso si voglia partecipare a migliorare il software D) Un semplice programma di editor di testi (files.txt), per verificare la generazione corretta del sorgente in linguaggio assembler con estensione".asm" (Es.:EDIT.EXE) E) Un simulatore, per testare la logica di funzionamento del sorgente in FPLC (.OB1) F) Un programma per creare il linguaggio assembler specifico al microprocessore utilizzato con il relativo interprete per creare le funzioni logiche inserite nel programma sorgente(.ob1). G) Un compilatore free per generare il file in linguaggio macchina (Es.: MPASM) H) Un programmatore per microprocessori tipo JDM seriale ed il relativo software (Es.: PPIC.EXE) fornito in versione DOS Free I) Un semplicissimo circuito hardware per gestire gli ingressi e le uscite digitali "BOARD microplc" Realizzazione Software 1) Il progetto prevede un simulatore FPLCSIM.EXE del linguaggio FPLC (non proprio standard) realizzato appositamente da me per testare il programma prima di compilarlo e trasferirlo sul PIC. Un compilatore FPLCPIC.EXE utilizzato per creare il programma programma relativo in assembler (da OB1 in.asm). 2) Un compilatore MPASM.EXE versione free utilizzato per creare il programma in linguaggio macchina da trasferire al microprocessore PIC (da.asm in.hex) fornito dalla Microcip Corporation. 3) Un programma PPIC.EXE per trasferire il linguaggio macchina (.HEX) alla CPU I files sorgenti del compilatore FPLCPIC ed il relativo simulatore FPLCSIM (in Qbasic), saranno forniti da me a chi è interessato a partecipare, a migliaorare ed ampliare il progetto.

3 G&G Progetto FACILEPLC Rev.0.0.A Pag. 3 di 5 Limitazioni Firmware (legate al PIC utilizzato Es. PIC16F84A) Max 8/5 ingressi hardware Max 5/8 uscite hardware Max 32 memorie interne Max 8 counter con set e reset Max 8 timer impuls con set e reset Max 950 linee di programmazione in assembler (.ASM) Realizzazione Hardware. Il prototipo realizzato da me, prevede 5 ingressi e 8 uscite ingressi digitali. Questo è naturalmente legato al tipo di microprocessore che si vuole utilizzare per la realizzazione. Servono pochi componenti elettronici per realizzare il kit.(max spesa circa Euro) n. 1 Scheda PCB o millefori (100x100mm) n. 1 Microprocessore PIC16F84 PIC16F84A (1024Byte Flash, 68Byte Rom) n. 1 Quarzo da 1 Mhz (10Mhz per applicazioni veloci) n. 2 condensatori ceramici 12nF n. 8 led diametro 3mm n. 8 resistenze da 470 hom 1/4W n. 6 resistenze da 100khom 1/4W n. 5 resistenze da 1khom 1/4W n. 1 condensatore 470nF multistrato n. 5 pulsanti KPT da stampato n. 1 stabilizzatore 78L05 (facoltativo se si usa l'alimentazione diretta da USB del PC a 5v) n. 1 condensatore elettrolitico 220uF 25v (idem come sopra) n. 1 diodo 1N4148 (idem come sopra) n. 1 condensatore elettrolitico 47uF 25v n. 1 condensatore poliestere 100nF Il file scaricabile FACILEPLC.ZIP è completo di tutto l'occorrente per realizzare un prototipo. Naturalmente il progetto è OPEN-SOURCE. Chiunque ha un pò di tempo libero e voglia di incimentarsi in questo progetto per migliorare, tradurre in altre lingue, realizzarlo in Visual Basic per Windows può liberamente partecipare, iscrivendosi semplicemente al blog (PS.:Naturalmente gratuitamente). Per chiarimenti e/o consultazioni, mi trovate a questo indirizzo Mail: cimice96@hotmail.it NB.: Il kit è correlato di un progetto di defaul (FPLCPIC.OB1) che simula la logica di un cancello scorrevole funzionante.

4 G&G Progetto FACILEPLC Rev.0.0.A Pag. 4 di 5 Elenco istruzioni LS (Logica Semplice) Linguaggio FPLC. Istruzione Funzione Logica Indirizzo O OR I/U/M/C/W ON OR-NOT I/U/M/C/W A AND I/U/M/C/W AN AND-NOT I/U/M/C/W = ASSEGNA STATO RLC U/M/T/Z =N ASSEGNA STATO RLC NEGATO U/M/T/Z S SET imposta a 1 se RLC = 1 U/M/T/Z R RESET imposta a 0 se RLC = 0 U/M/T/Z I INGRESSO hardware pin PIC (max8) U USCITA hardware pin PIC (max8) M MEMORIA INTERNA (max32) T TIMER INTERNO (max8) W CONTATTO TIMER (max8) Z COUNTER INTERNO (max8) C CONTATTO COUNTER (max8) # MASTER RELE (trasporto dello stato di RLC) G _xxxx SALTO CONDIZIONATO (se RLC=1) (max 4 caratterri) _xxxx ETICHETTA SALTO CONDIZIONATO (max 4 caratterri) \ Note di informazioni listato programma SET Imposta lo stato di RLC a CLR Imposta lo stato di RLC a NOT Nega lo stato di RLC (0=1 e 1=0) NB.: Le funzioni logiche di comando, essendo di tipo semplice, non prevedono le parentesi come il vero AWL, ma comunque ben 32 memorie interne per realizzare circuiti più complessi. Eelenco file forniti e correlati al kit completo: FPLCPIC.EXE eseguibile compilatore per PIC FPLCSIM.EXE eseguibile simulatore programma in FPLC PPIC.EXE eseguibile free DOS per programmare il PIC tramite seriale 232 PICProg.EXE eseguibile free WIN per programmare il PIC tramite seriale 232 (con adattatore tipo JDM) MPASM.EXE eseguibile free DOS per compilare il file ASM fornito da Microchip FPLCPIC.CFG file di riferimento di default delle configurazioni I/O FPLCPIC.REF sorgente configurazione PIC16F84A in assembler (ASM) FPLCSEL.PRG file di riferimento selezione programma di FPLCSIM.EXE COMPILA.BAT file batch di appoggio per compilazione automatica con MPASM P16F84A.INC file standard di configurazione della Microcip per il PIC16F84A SCH_BOARD.JPG schema di riferimento scheda hardware didattica FPLCSIM.TXT file di help pag. 1 di FPLCSIM FPLCCOM.TXT file di help pag. 2 di FPLCSIM FPLC_ITA.PDF sorta di istruzioni con esempi di scrittura in FPLC ed utilizzo SW INST_INFO.TXT informazioni per la corretta intallazione \PROJ\ cartella di archivio progetti (max 100) con 1 progetto funzionante FPLCPIC.OB1 file simulazione cancello scorrevole in linguaggio FPLC (.OB1) FPLCPIC.ASM file simulazione cancello scorrevole in linguaggio assembler (.ASM) FPLCPIC.HEX file simulazione cancello scorrevole in linguaggio macchina (.HEX) FPLCPIC.CFG file di riferimento info configurazione I/O simulatore cancello scorr. (se registrati) \FILE_SOURCE_CORRELATI cartella con file sorgenti in Qbasic e Pascal

5 G&G Progetto FACILEPLC Rev.0.0.A Pag. 5 di 5 Alcuni esempi di programmazione nei vari linguaggi di una piccola funzione logica. LINGUAGGIO LADDER: (standard) E0.0 E0.1 A / ( )--- LINGUAGGIO AWL: (tedesco forzato) O E0.0 UN E0.1 = A0.0 LINGUAGGIO FPLC: (in italiano) O I0.0 dove IO.O corrisponde a Ingresso 1 (E0.0 per Siemens) AN I0.1 dove IO.1 corrisponde a Ingresso 2 (E0.1 per Siemens) = U0.0 dove UO.O corrisponde a Uscita 1 (A0.0 per Siemens) LINGUAGGIO ASSEMBLER: (standard PIC) bcf RLC,0 cancella lo stato logico RLC btfsc I0,0 verifica se ingresso 1 è = 0, se = 0 salta istruzione seguente bsf RLC,0 assegna il valore di vero = 1 allo stato logico RLC btfsc I0,1 verifica se ingresso 1 è = 0, se = 0 salta istruzione seguente bcf RLC,0 assegna il valore di falso = 0 allo stato logico RLC bcf U0.0 azzera lo stato dell' uscita 1 btfsc RLC,0 verifica se lo stato logico di RLC = 0, se = 0 salta istruzione bsf U0,0 assegna il valore di 1 all' uscita 1