TFC PLC Obert Diapos
-
Upload
oriollopez -
Category
Documents
-
view
575 -
download
1
Transcript of TFC PLC Obert Diapos
![Page 1: TFC PLC Obert Diapos](https://reader035.fdocumento.com/reader035/viewer/2022071820/55b4b804bb61eb7c078b4728/html5/thumbnails/1.jpg)
Solucions PLC obertes
Treball de Final de Carrera d'Enginyeria Tècnica d'Informàtica de Sistemes
Universitat Oberta de Catalunya
Juny 2006
Alumne: Oriol López LlauradóDirector del projecte: Roger Baig Viñas
![Page 2: TFC PLC Obert Diapos](https://reader035.fdocumento.com/reader035/viewer/2022071820/55b4b804bb61eb7c078b4728/html5/thumbnails/2.jpg)
Introducció:
En aquest treball:● S'exposa la necessitat de l'ús de solucions PLC
obertes i s'especifiquen els requisits que ha de complir una solució PLC per a què es pugui considerar veritablement oberta.
● Es presenten tres projectes de PLC obert, un d'ells, el que considerem més viable, amb una mica més de detall.
● S'exposen alguns factors claus dels quals depèn la implantació dels PLC oberts.
![Page 3: TFC PLC Obert Diapos](https://reader035.fdocumento.com/reader035/viewer/2022071820/55b4b804bb61eb7c078b4728/html5/thumbnails/3.jpg)
Objectius del treball
● Definir el concepte de PLC obert.
● Conèixer les principals iniciatives en aquest sentit.
● Posar aquesta informació a disposició dels professionals automatistes.
![Page 4: TFC PLC Obert Diapos](https://reader035.fdocumento.com/reader035/viewer/2022071820/55b4b804bb61eb7c078b4728/html5/thumbnails/4.jpg)
Abast● Només s'han tractat solucions per a sistema
operatiu GNU/Linux.
● La menció al maquinari és molt breu.
● Només es mencionen les xarxes de tipus Ethernet (notablemet sobre dimesionades per evitar col·lisions i no violar les condicions de RT).
● L'apartat sobre llenguatges de programació dels PLC remet a l'estàndard IEC-61131-3.
![Page 5: TFC PLC Obert Diapos](https://reader035.fdocumento.com/reader035/viewer/2022071820/55b4b804bb61eb7c078b4728/html5/thumbnails/5.jpg)
Motivació personal● He treballat durant anys com a formador en
programació de PLCs, on he pogut observar les dificultats per a:– Integrar sistemes propietaris de diferents fabricants.– Migrar projectes d'automatització d'un fabricant d'un
PLC propietari a un altre.– Reutilitzar el “know-how” entre PLCs propietaris de
diferents fabricants.● A través de la UOC he conegut el programari
obert, la qual cosa m'ha interessat en l'aplicació d'aquest programari en el món dels PLC per tal de resoldre els problemes esmentats.
![Page 6: TFC PLC Obert Diapos](https://reader035.fdocumento.com/reader035/viewer/2022071820/55b4b804bb61eb7c078b4728/html5/thumbnails/6.jpg)
Concepte previ: Què és un PLC
● Un PLC (Programmable Logic Controller) és un ordinador especialment dissenyat per al control de màquines i processos seqüencials, en temps real, i en un entorn industrial.
● No sol a disposar de disc dur (“embedded”). ● Disposa de perifèrics especials per a la
captació de senyals d'estat del procés i per a l'enviament de senyals de control del procés.
● Utilitza llenguatges de programació específics per a control de processos.
![Page 7: TFC PLC Obert Diapos](https://reader035.fdocumento.com/reader035/viewer/2022071820/55b4b804bb61eb7c078b4728/html5/thumbnails/7.jpg)
Necessitat:
Els fabricants de PLCs coneixen la necessitat que tenen els seus clients de sistemes oberts i presenten els seus productes propietaris com a sistemes oberts. Això fa necessari:– Clarificar què és un PLC obert i què no ho és. – Presentar alguns projectes de PLC oberts
actualment disponibles i comparar-los.
![Page 8: TFC PLC Obert Diapos](https://reader035.fdocumento.com/reader035/viewer/2022071820/55b4b804bb61eb7c078b4728/html5/thumbnails/8.jpg)
Definició de PLC obert● Té un maquinari estandarditzat, amb
connexions i fixacions estàndard.
● Utilitza protocols de comunicació estandarditzats.
● El seu sistema operatiu i el seu programari és de codi obert, independent del fabricant.
● El programa de control es pot introduir utilitzant llenguatges de programació estandarditzats.
![Page 9: TFC PLC Obert Diapos](https://reader035.fdocumento.com/reader035/viewer/2022071820/55b4b804bb61eb7c078b4728/html5/thumbnails/9.jpg)
El sistema operatiu per al PLC obert
GNU/Linux és una bona opció:● Per les seves prestacions, la seva àmplia difusió i
disponibilitat de documentació.● Per l'existència d'extensions RTLinux o RTAI per al
suport al temps real i per la seva provada capacitat com a sistema operatiu “embedded”.
● Per la disponibilitat de drivers per als perifèrics específics dels PLC (projecte Comedi) i pel suport als protocols de comunicacions més emprats en automatització.
● Per l'existència de projectes de PLC obert que ja l'utilitzen.
![Page 10: TFC PLC Obert Diapos](https://reader035.fdocumento.com/reader035/viewer/2022071820/55b4b804bb61eb7c078b4728/html5/thumbnails/10.jpg)
La xarxa per al PLC obert
Seguint la tendència actual en el món de l'automatització:
● A nivell físic i d'enllaç, Ethernet, amb adaptacions per al suport del temps real.
● A nivell de xarxa, IP.● A nivell de transport, TCP-UDP.● A nivell d'aplicació: Modbus/TCP, Ethernet/IP,
Profinet, etc.
![Page 11: TFC PLC Obert Diapos](https://reader035.fdocumento.com/reader035/viewer/2022071820/55b4b804bb61eb7c078b4728/html5/thumbnails/11.jpg)
El llenguatge de programació per al PLC obert
● Estàndard IEC 61131-3 de IEC, any 1992● Estandarditza els llenguatges de programació:
– Gràfics:● LD (Ladder Diagram, llenguatge de contactes).● SFC (Sequential Function Chart, similar a GRAFCET).● FBD (Function Block Diagram, diagrama de blocs
funcionals).– Textuals:
● IL (Instructions List, llista d'instruccions, similar a assembler).
● ST (Structured List, llista d'instruccions estructurada, similar a C).
![Page 12: TFC PLC Obert Diapos](https://reader035.fdocumento.com/reader035/viewer/2022071820/55b4b804bb61eb7c078b4728/html5/thumbnails/12.jpg)
El paquet de programació per al PLC obert.
● Cal que es tracti de programari obert.
● Cal que funcioni sobre GNU/Linux.
● Cal que permeti la introducció del programa de control en almenys algun dels llenguatges normalitzats per IEC 61131-3.
![Page 13: TFC PLC Obert Diapos](https://reader035.fdocumento.com/reader035/viewer/2022071820/55b4b804bb61eb7c078b4728/html5/thumbnails/13.jpg)
Alguns projectes interessants de PLC obert
● Projectes actualment sense suport per a temps real veritable:– OpenController– MatPLC
● Projecte amb suport per a temps real veritable:– ClassicLadder
Pel seu suport per a temps real veritable, actualment, ClassicLadder és, dels esmentats, el projecte més viable com a substitut dels PLC propietaris.
![Page 14: TFC PLC Obert Diapos](https://reader035.fdocumento.com/reader035/viewer/2022071820/55b4b804bb61eb7c078b4728/html5/thumbnails/14.jpg)
El projecte ClassicLadder● Iniciat el 2001 per Marc Le Dourain.● Hostatjat a:
http://www.sourceforge.net/projects/classicladder ● Llicència GPL.● Funciona sobre GNU/Linux.● Possibilitat de funcionament en temps real a
través de RTLinux o RTAI.● Suport per a sistemes “embedded”.● Suport de drivers Comedi.● Llenguatges de programació LD i SFC.
![Page 15: TFC PLC Obert Diapos](https://reader035.fdocumento.com/reader035/viewer/2022071820/55b4b804bb61eb7c078b4728/html5/thumbnails/15.jpg)
Algunes aplicacions interessants de ClassicLadder
● Aplicació a l'ensenyament amb el nom SimuladorPLC en el programari Linuxedu per a la distribució gnuLinex.
● Aplicació en el projecte SmartControl de la Universitat de Victoria del Canadà (un PC corrent ClassicLadder i unitats d'E/S distribuïdes de baix cost de disseny propi).
● Aplicació en el projecte MatPLC per dotar-lo d'editor gràfic del programa de control en llenguatges LD i SFC.
● Aplicació en el projecte EMC (Enhanced Machine Controller), un programari de codi obert per al control de màquines-eina, iniciat pel govern dels Estats Units, amb el patrocini de General Motors.
![Page 16: TFC PLC Obert Diapos](https://reader035.fdocumento.com/reader035/viewer/2022071820/55b4b804bb61eb7c078b4728/html5/thumbnails/16.jpg)
El futur del PLC obert● És probable que les solucions propietàries
comparteixin mercat amb les solucions obertes.
● És fonamental la difusió que es faci dels avantatges dels sistemes oberts i de la seva disponibilitat actual.
● Cal continuar treballant en la millora constant de projectes com ClassicLadder, sobretot en aspectes com:– Seguiment encara més fidel de l'IEC 61131-3.– Inclusió de nous drivers i protocols de xarxa.– Millora i ampliació de la documentació.
![Page 17: TFC PLC Obert Diapos](https://reader035.fdocumento.com/reader035/viewer/2022071820/55b4b804bb61eb7c078b4728/html5/thumbnails/17.jpg)
Conclusions● És avantatjós l'ús de solucions PLC obertes.● Aquestes utilitzen programari obert amb llicència GPL
o similar, sobre sistemes operatius oberts com GNU/Linux, suporten protocols de xarxa basats en Ethernet, i permeten la programació del PLC en llenguatges que segueixen l'estàndard IEC 61131-3.
● Un dels projectes més interessants i amb més possibilitats és ClassicLadder.
● La implantació del PLC obert ja és possible i dependrà de factors com la difusió de les solucions obertes i els seus avantatges entre els professionals automatistes.
![Page 18: TFC PLC Obert Diapos](https://reader035.fdocumento.com/reader035/viewer/2022071820/55b4b804bb61eb7c078b4728/html5/thumbnails/18.jpg)
Obertura de línies de treball per a futurs projectes en el camp dels
PLC oberts● Millora de l'adaptació de ClassicLadder a IEC-61131-
3, ampliació de drivers i protocols suportats, i millora i ampliació de la documentació.
● Elaboració de llibreries amb funcions usuals, projectes d'automatització basats en ClassicLadder, aplicacions en domòtica, disseny de panells d'operació oberts, projectes d'aplicacions distribuïdes, etc.
● Elaboració d'un portal del PLC obert de referència per als professionals del sector, amb informació sobre projectes, fabricants, distribuïdors, documentació, aplicacions, fòrums, etc.
![Page 19: TFC PLC Obert Diapos](https://reader035.fdocumento.com/reader035/viewer/2022071820/55b4b804bb61eb7c078b4728/html5/thumbnails/19.jpg)
Treballs futurs
Seguint la línia oberta per aquest TFC, seria interessant continuar l'exploració de l'aplicació de les solucions obertes en altres àmbits del món industrial:● Control de màquines-eina amb programari
lliure: el projecte EMC (Enhanced Machine Controller)
● Control de robots amb programari lliure: el projecte OROCOS (Open Robot Control Software)