Система за Програмиране на plc с използване на модул за Bluetooth комуникация



Дата18.09.2016
Размер63.96 Kb.
система за Програмиране на PLC с използване на модул за Bluetooth комуникация
Христо Христосков
Технически Университет - Варна
E-mail: hristo@permservice.org
Април 20, 2007
Резюме
Бързо развиващите се технологии създават предпоставка за използването на актуални средства за комуникация. Използването на Bluetooth предоставя удобен начин за предаване на данни, като премахва необходимоста от свързващи кабели и допълнителни преобразуватели. Предлагането на компютърни системи с инсталирани Bluetooth модули значително допринася за внедряването на тази технология в инженерните средства за програмиране и диагностика.

Bluetooth комуникацията може да бъде използвана за връзка с редица периферни модули, в това число баркод четци, trackball-устройства, принтери, везни и др.


Ключови думи: bluetooth, комуникация, програмиране на PLC
1. Въведение
Програмируемите логически контролери (PLC), човеко-машинните интерфейси (HMI) и цифровите регулаторите са едни от основните компоненти от съвременните автоматични системи. Програмирането и диагностиката на тези средства е основна част от внедряването им в производствения процес. За постигане на тази цел се използват предимно серийните интерфейси - RS 232, RS485 и RS 422, служещи за връзка с преносим или стационарен персонален компютър, а за диагностика - с джобен компютър. В последните години компютрите се произвеждат без необходимите серийни интерфейси (COM ports). Bluetooth технологията, поради своя принцип на работа би могла да осигури липсващите интерфейси, като допълнително отмени необходимостта от свързващи кабели.
Bluetooth е понятие описващо протокола за радио комуникация, реализираща връзка между две или повече устройства на разстояния, както следва:

- до 100 m за устройства клас 1;

- до 10 m за устройства клас 2;

- до 1 m за устройства клас 3.

Всяко устройство поддържа определен набор от услуги, разглеждани още и като профили, които споделя с обкръжаващите го устройства.


Фиг. 1.

На фиг. 1. са показани профилите, поддържани от Bluetooth протокола. Не съществува изискване всеки модул да поддържа всички представени профили, но за да се осъществи връзка между два интерфейса е необходимо и двата да поддържат една и съща услуга.

Целта на настоящата работа е изграждане на система за програмиране на PLC с използване на модул за Bluetooth комуникация.
2. апаратни особености на системата за програмиране
В случайте, когато персонален компютър разполага с вграден Bluetooth модул, обезпечаващ профил сериен порт (SPP), за свързване с PLC или друго устройство, разполагащо със сериен интерфейс RS232, RS422 или RS485, е необходим модул, осигуряващ от една страна връзка през SPP на Bluetooth протокола, а от друга страна връзка посредством съответния интерфейс.

Възможността за използване на устройства, поддържащи само част от Bluetooth профилите, значително улеснява решаването на поставената задача. За осъществяване на комуникацията е използван модул KC-21 на фирма KC Wirefree, който предоставя профил сериен порт (SPP) и UART (универсален асинхронен приемо-предавател). Също така разполага с входове и изходи с общо предназначение (GPIO).

Примерна схема на свързване на модула за Bluetooth комуникация KC-21 е показана на фиг. 2.


Фиг. 2.
Режимите на работа на КС-21 са два - команден и прозрачен.

В команден режим устройството възприема командите, подадени през UART интерфейса, и игнорира връзките по Bluetooth интерфейса. При този режим модулът позволява да бъде настроен посредством АТ команди, основните от които се отнасят за свързване с други устройства, скоростта на предаване, работа с изводите с общо предназначение и начало на връзката.



Прозрачен режим може да се стартира само при наличие на връзка с устройство по Bluetooth интерфейса. В този режим всички данни, които постъпят на UART интерфейса се предават на Bluetooth интерфейса и обратно, без да се интерпретират.

Тъй като нивата на сигналите на UART се различават от тези на серийните интерфейси, се налага използването на интерфейсна схема за изравняване на нивата. Такава схема е MAX3160 на фирма Dallas Semiconductor, като осигурява възможност за работа с трите интерфейса (RS232, RS422, RS485). Фиг. 3. е показана примерна схема на свързване на MAX3160.



Фиг. 3.

За управление на комуникационния модул и интерфейсната схема е използван микроконтролер PIC16F688 на фирма Microchip. Той осъществява настройка на скоростта на предаване и задава сериен интерфейс за връзка. Структурната схема на системата, осигуряваща връзка от страната на PLC е показана на фиг. 4.



Фиг. 4.
За задаване на скорост и протокол на комуникация са предвидени три конфигурационни ключа, като са фиксирани 4 скорости на обмен. Избирането им става съгласно табл. 1:

Табл. 1.


Конфигурационен ключ SB1

Конфигурационен ключ SB2

Скорост на обмен, [bps]

0

0

9600

0

1

19200

1

0

38400

1

1

57600

Конфигурационен ключ SB3 служи за превключване на типа на използвания интерфейс, както следва:


0 - RS232

1 - RS485/RS422



3. Алгоритмично осигуряване на системата за програмиране
За привеждане на модула в работен режим са необходими следните операции от страна на потребителя:

- Включване

- Разпознаване от компютъра използвайки приложната програма за управление на инсталираното Bluetooth устройство.

- Конфигуриране на модула - задаване на скорост и тип на интерфейса за връзка с периферното устройство (PLC, HMI и др.)



Фиг. 5.

- Стартиране на клиентската програма обслужваща периферното устройство и конфигурирането й за връзка на създадения СОМ порт.

След като модулът вече е разпознат от компютъра за по нататъшни връзки не е необходимо повторното му разпознаване. Веднъж създаден, серийният порт не променя номера си и не е необходима пренастройка на клиентската програма. Пренастройката на модула се извършва при изключен SPP.

Блоковата схема на алгоритъма за управление, заложен в микроконтролера е показана на фиг. 5.

С включване на захранващото напрежение се извършват следните стъпки:

- Прочитане на настройките зададени с конфигурационните ключове.

- Упрвляващата схема (микроконтролера) сформира команда за настройка на модула за Bluetooth комуникация, която бива предадена по канала за връзка. Настройката на интерфейсната схема се реализира с един от изходите на микроконтролера.

- При наличие на заявка за стартиране SPP, портът бива стартиран от Bluetooth модула, с което той подава сигнал към микроконтролера за реализирана връзка. В тази ситуация програмата се зацикля до прекъсване на връзката. КС-21 преминава в прозрачен режим на работа.

- При отсъствие на връзка се проверяват последователно трите конфигурационни ключа, като се сравнява настоящото им състояние, с това в предходният момент - наличието на разлика води до повторна настройка на системата.
4. Заключение
Разработената система позволява програмиране на PLC с използване на компютър без наличен COM порт. Системата е удобна от потребителска гледна точка, поради отсъствието на жична връзка между програмиращото и програмираното устройства. Използван е съвременен протокол за комуникация, с което се гарантира актуалността на решението в близко бъдеще.
Използвана литература

[1] http://datasheets.maxim-ic.com/en/ds/MAX3160-MAX3162.pdf


[2] https://www.bluetooth.org/

[3] http://www.kcwirefree.com/docs/



[4] http://www.palowireless.com/infotooth/tutorial.asp

[5] http://ww1.microchip.com/downloads/en/DeviceDoc/41203D.pdf

Поделитесь с Вашими друзьями:


База данных защищена авторским правом ©obuch.info 2019
отнасят до администрацията

    Начална страница