Министерство общего и профессионального образования РФ

_______________

Санкт-Петербургский государственный

электротехнический университет (ЛЭТИ)

_____________________________________________________

ПРОГРАММИРОВАНИЕ ПРОМЫШЛЕННЫХ

КОНТРОЛЛЕРОВ В СИСТЕМЕ PROSYS

Методические указания

к лабораторным работам

Санкт-Петербург

1999

УДК 681. 3: 62 - 52

Программирование промышленных контроллеров в системе PROSYS: Методические указания к лабораторным работам / Сост.: Е.Л. Крылова, А.В. Наседкин, М.Л. Немудрук, Д.В. Падалка, М.С. Федоров; СПбГЭТУ. СПб., 1999. 66 с.

Приведены общие сведения и рекомендации по выполнению лабораторных работ по дисциплинам ”Микропроцессорные устройства автоматических систем”, ”Технические средства систем автоматизации и управления”.

Предназначены для студентов специальности 210100 “Управление и информатика в технических системах”.

Утверждено

редакционно-издательским советом университета

в качестве методических указаний

 СПбГЭТУ, 1999

Лабораторная работа 1

1. Цель работы

Начальное ознакомление с лабораторным стендом для изучения программируемых логических контроллеров (ПЛК) (на примере MIDICONTROL) фирмы B&R и приобретение навыков работы в Системе Программирования PROSYS.

2. Описание лабораторного стенда

2.1. Комплектация лабораторного стенда

Лабораторный стенд включает в себя:

1. Персональный компьютер типа IBM PC/AT 486 c записанной на диск Системой Программирования ПЛК PROSYS. В настоящем лабораторном стенде PC выполняет роль программирующего устройства.

2. Блок питания на 24B для питания ПЛК.

3. Крейт ПЛК MIDICONTROL c набором модулей, необходимых для выполнения лабораторных работ. Типы и местоположения модулей в крейте могут меняться в зависимости от цели текущей лабораторной работы. В минимальной конфигурации ПЛК может включать в себя только два модуля - блок питания (БП) и центральный процессор (ЦП).

4. Кабель интерфейса, связывающий программирующее устройство с ПЛК.

5. Различные периферийные устройства, подключаемые к ПЛК (может не быть).

2.2. Описание лабораторного стенда

2.2.1. Плк midicontrol

Используемый в настоящем цикле лабораторных работ ПЛК MIDICONTROL имеет крейтное исполнение. Кассета модулей (крейт) MDR085-0 имеет металлический корпус с габаритными размерами 280x222x143, открытый спереди и снабженный направляющими пазами, в которые вставляются модули. Разводка соединительных шин производится на задней стороне кассеты, где находятся соединительные розетки для модулей. Эти места пронумерованы шестнадцатеричными номерами начиная с места, непосредственно следующего за ЦП. Нумерация проставлена на верхней части кассеты. Системные места для БП и ЦП обозначаются как "NT/PS" и "CPU" соответственно.

ПЛК имеет интерфейс ONLINE для связи с инструментальной ЭВМ в интерактивном (online) режиме работы. Режим online необходим на этапе создания прикладного ПО и его отладки. Он позволяет контролировать ход выполнения пользовательской программы, загруженной в ПЛК. Разъем этого интерфейса помечен надписью "PG" на передней панели модуля. На инструментальной ЭВМ под данный интерфейс задействован последовательный порт.

Модуль ЦП CP41 (обозначен как CPU), используемый в составе лабораторного ПЛК, построен на базе однокристального микропроцессора Hitachi 6303, совместимом с оригинальным микропроцессором Motorola. Кроме CP41 фирма B&R выпускает несколько других типов CPU-блоков, отличающихся друг от друга быстродействием, органами индикации и управления. Общим для них является использование микропроцессоров 6303 или 6309 (полностью программно совместим с 6303, кроме того, имеет некоторые уникальные команды). Технические данные CP41 представлены в таблице:

Процессор	Hitachi 6303
Быстродействие	250.000 операций типа регистр-регистр в секунду
Модуль ЗУ программ пользователя	объем: 16 Kбайт тип: ЗУПВ/ЭСППЗУ ЕЕ32
Количество входов/ выходов	цифровых: 192 аналоговых: 128
Количество регистров	7168 из них сохраняющихся: 7148 из них несохраняющихся: 20
Количество флажков	800 из них сохраняющихся: 300 из них несохраняющихся: 500
Время/дата	программные часы
Адресуемые аппаратные таймеры	64
Программные таймеры	64
Временные циклы/импульсы	10, 100 мс, 1, 10 с
Потребляемая мощность	3.3 Вт
Диапазон рабочих температур	0 .. 60 °C
Влажность	0 .. 95 %

Структурная схема ПЛК представлена на рисунке:

В системном ПЗУ хранится программа тестирования, выполняемая при включении электропитания, однозадачная операционная система и отладчик. Пользователь не имеет доступа в системное ПЗУ.

Системное ОЗУ в основном предназначено для временного хранения системных переменных. Пользователь имеет ограниченный доступ в эту часть памяти (в каждом конкретном случае возможности доступа оговариваются особо). Кроме того, системное ОЗУ использует Система Программирования PROSYS для передачи параметров между процедурами стандартных библиотек.

В пользовательском ОЗУ размещается прикладная программа и данные пользователя. При сбоях в электропитании данные в этом ОЗУ сохраняются за счет питания от резервной батареи.

Пользовательское ППЗУ служит для хранения прикладной программы и сохраняет данные даже после сбоев электропитания. Пользователь не имеет доступа в эту память. Программирование ППЗУ производится по команде из программирующего устройства (персонального компьютера) в соответствии с содержимым пользовательского ОЗУ. Процесс программирования происходит параллельно с нормальной работой ПЛК.

Функциональные блоки, изображенные ниже магистрали системного интерфейса, являются дополнительными и реализованы в виде отдельных модулей расширения, устанавливаемых в слоты кассеты ПЛК.

Все модули ЦП снабжены светодиодным индикатором ERROR, отображающим различные функциональные состояния. В режиме автономной работы (программирующее устройство не подключено) индикатор состояния - это единственное устройство отображения, которое может показать наличие аппаратных сбоев и программных зависаний. Различные функциональные состояния инициируют следующие типы мигания:

Тип мигания	Функциональное состояние
	Прикладная программа выполняется в ЗУПВ
	ЦП в состоянии останова
	Отсоединение соединительного кабеля при программировании ППЗУ в режиме online
	Ошибка при выполнении прикладной программы
	Прикладная программа выполняется в ППЗУ

Объем адресуемой памяти составляет 64 Кбайта. Карта ее распределения имеет следующий вид.

Предусмотрено два формата представления адресов - физическое представление и представление с предварительным выбором адреса. Адрес в физическом представлении позволяет адресоваться к любой ячейке адресного пространства, но не реализует защиту доступа к областям разного назначения. Для задания адреса в этом представлении необходимо указать перед числовым значением признак физического адреса - символ $. Общий вид адреса в физическом представлении имеет следующий формат:

$

цифра

цифра

цифра

цифра

Адрес в представлении с предварительным выбором позволяет осуществлять адресацию к предопределенным областям памяти, выделяя их в отдельные адресные пространства. При генерации кода компилятор STL переводит их в физическое представление. Этот способ представления удобен при обращениях к областям данных - в этом и состоит его назначение. Однако при применении этого представления участки памяти прикладных программ, операционной системы и резервных областей недоступны. Общий вид адреса в представлении предварительного выбора имеет следующий формат:

символ

цифра

цифра

цифра

цифра

где символ - это символ предварительного выбора адреса;

последующие цифры - собственно адрес.

Для I, O, P (см. ниже) используется адресация с указанием места в кассете модулей:

предварительный выбор адреса (тип аппаратного модуля)

адрес кассеты

номер места

номер канала

По типам данных в области адресации возможны следующие варианты предварительного выбора адреса:

Символ	Описание	Размер в битах
I	Цифровой вход	1
O	Цифровой выход	1
R	Регистр	8
F	Флажок	1
S	Запуск таймера	1
T	Таймер	1
P	Периферийный модуль	8
#	Непосредственный операнд	16, 8
X	Индексный регистр X	16
!	Указатель системного стека	16

Несколько регистров и флажков резервируются для операционной системы. Они не должны использоваться или могут только частично использоваться прикладными программами:

Регистры: R 0800-R 1499;

Флажки: F 800-F 999.