2021年6月18日 星期五

PLC ST教學6- FB

 功能塊(Function Block,簡稱 FB)是一種具有資料及運算資料功能的元件,類似物件導向程式設計中的類別( Class ),是 PLC 現代編程中相當重要的一個功能,功能塊屬於 POU 的一種,必須透過程式對它進行呼叫。 

FB有下列的優點

  • 模組化設計

將程式分成許多不同的副程式,以功能塊的型式加以建立,使用時只要在程式 POU 中加以呼叫並排列組合即可。

  •  獨立性
功能塊可依據及其本身的功能特性而使用不同的編程語言來建立,如 LDILSTFBD…
  • 可重用性
功能塊可一再的被重複使用。 
  •  高可攜性
利用匯出/匯入功能塊的功能,使用這些功能塊在別的專案使用,使用者可建立自己的功能塊元件庫。

  • 維護便利

功能塊一個獨立的模組,因此當發現程式有錯誤時,僅修改功能塊內部的程式即可,而無須在主旨式當中進行除錯或修改。

  • 增加程式的可讀性

複雜或重複性高的程式封裝成功能塊,可精簡原本程式的架構,並提高可讀性。

  • 高保密性

建立的功能塊可單獨設定密碼,保護智慧財產權。


功能塊的變數符號

宣告功能塊的變數符號不要使用絕對位址。




 


功能塊的輸出與輸入

主程式呼叫功能塊將参數 D0 的內容複製給 DT_INVAR_INPUT 類別

注意D0 的內容與DT_I的內容彼此互不影響


功能塊運算結束後,傳回 DT_OUTVAR_OUTPUT 類別)的內容12給主程式D2

注意D2 的內容與DT_OUT的內容彼此互不影響



DT_IOVAR_IN_OUT 類別)傳遞参數即返回值都是DT_IO,所以功能執行後DT_IO內容會改變








詳細資料請参考ISPSoft手冊






2021年6月7日 星期一

PLC ST教學5- POU與 TASK

程式組織單元(Program Organization Unit, POU)與工作(TASK)是IEC61131-3 新的PLC程式設計觀念。

程式組織單元(POU)是建構 PLC 程式的基本單元,其特色引進模組化程式設計觀念,將程式依功能特性分割成若干個模組,這些模組便稱之為 POU,分為程式(PROG)及功能塊(FB)兩種。

程式(Program, PROG

程式 POU;若被指定至週期性的工作時, 該程式 POU 扮演的便是主程式的角色;而若被指定至中斷型的工作時,該程式 POU 便扮演中斷副程式的角色;此外,在程式 POU 當中可以對功能塊(FB)進行呼叫。

功能塊(Function Block, FB

功能塊(FB)類似副程式或物件,功能塊的內部可以再呼叫其他功能塊。

 工作(TASK)的功能在於管理並整合POU ,它決定每個 POU是否要執行,執行方式(主程式、副程式,中斷程式)及執行順序。在程式裡面的POU不是PLC最後執行的程式,程式裡面的POU的順序也不是PLC執行的順序。

 PLC程式可分為主程式、副程式及中斷副程式,傳統 PLC 的程式架構是將程式都寫在同一區段,副程式及中斷副程式名稱只能使用廠商限定語法,EX副程式名稱 Pn;中斷副程式名稱 IXXX ,對於程式的維護與除錯都會是相當大的負擔。

IEC61131-3 的程式架構則是將程式切割為若干個POU,因此主程式、副程式及中斷副程式,都是一個POU,每個POU又可分割成若干個子POU,每個POU皆可獨立開發,再透過工作管理將POU分配工作方式(主程式、副程式,中斷程式)及執行順序。 

傳統PLC程式編輯畫面








傳統 PLC 的程式架構















IEC61131-3PLC程式編輯畫面




IEC61131-3 的程式架構               主程式POU





副程式POU


中斷POU



主程式及中斷程式寫在程式(POU)裡,再由工作管理指定為週期性或中斷。

副程式寫在功能塊(FB)裡,再由主程式呼叫執行。



工作管理指定POU為週期性

工作管理指定POU為週中斷











請参考ISPSoft 手冊


2021年6月6日 星期日

DS18B20-Arduino-VFD 溫度控制

空調溫度控制

Arduino 讀取溫度感測器 DS18B20數值,根據溫度-頻率控制法則改變變頻器頻率

系統架構

PLC系統















Arduino 系統








線路

變頻器RS485配線(使用RJ11電話線)




RJ11端子定義



DS18B20配線参考 DS18B20溫度寫入PLC

RS485配線参考Arduino與PLC RS485通訊

控制要求

溫度 0 ~ 19 ,變頻器頻率為 15 Hz

溫度 20 ~ 24,變頻器頻率為 20 Hz

溫度 25 ~ 29 ,變頻器頻率為 25 Hz

溫度 30 ~ 34 ,變頻器頻率為 30 Hz

溫度 35 ~ 39 ,變頻器頻率為 35 Hz

溫度 40 ~ 99 ,變頻器頻率為 40 Hz

VFD-M 變頻器參數設定 

參數

設定值

說明

00-20

1

頻率由 RS-485 通信界面操作(RJ-11

00-21

0

由鍵盤操作

09-00

1

VFD-M 變頻器的通訊位址 01

09-01

9.6

通訊傳送速度 Baud rate  9600

09-04

14

RTU 模式,資料格式<8E1>

通訊位址



程式 

// DS18B20-Arduino-VFD  

// Include the libraries we need

#include <OneWire.h>

#include <DallasTemperature.h>

#define MB_IDEL 0

#define MB_SEND 1

#define MB_RECV 2

byte mb_state;

int result = -1;

void rtuRequest(byte id, byte fc, word address, word len, HardwareSerial& port ); 

byte rtuResopnse(byte id, HardwareSerial& port);

word CRC(byte* buf, byte len);

byte mb_frame[50]; //request / response messages

word mb_data[20]={32,20};  //request / response datas

#define POLLING_TIME 4000 // ms

unsigned long last_polling = 0;

bool polling = false;

#define ONE_WIRE_BUS 2

OneWire oneWire(ONE_WIRE_BUS);

DallasTemperature sensors(&oneWire);

void setup() {  

  Serial.begin(115200);   

  Serial1.begin(9600,SERIAL_8E1);  // Modbus RTU 9600,8,E,1 

  sensors.begin();  

  delay(100);  

}

void loop() {

 if(millis() - last_polling > 4000) {

  polling = true; 

  last_polling = millis();                

}

 switch(mb_state) {

  case MB_IDEL: if(polling)  {

                sensors.requestTemperatures();

                float tempC = sensors.getTempCByIndex(0);

                // Check if reading was successful

                if(tempC != DEVICE_DISCONNECTED_C) {

                  Serial.print("Temperature for the device 1 (index 0) is: ");

                  Serial.println(tempC);

                  int temp = (int)tempC;                  

                  switch(temp){

                    case  0 ... 19: mb_data[0] = 1500; break; //15Hz

                    case 20 ... 24: mb_data[0] = 2000; break; //20Hz

                    case 25 ... 29: mb_data[0] = 2500; break; //25Hz

                    case 30 ... 34: mb_data[0] = 3000; break; //30Hz

                    case 35 ... 39: mb_data[0] = 3500; break; //35Hz

                    case 40 ... 99: mb_data[0] = 4000; break; //40Hz 

                    default:        mb_data[0] = 1000; break; //10Hz

                  }

                  Serial.println(mb_data[0]);

                  mb_state = MB_SEND;

                } 

                else{

                  Serial.println("Error: Could not read temperature data");

                  mb_state = MB_IDEL; // do nothing

                 }

                }

                 polling = false;

                break;

  case MB_SEND: rtuRequest(1,16,0x2001,1,Serial1); 

                delay(50); //wait 50ms                               

                mb_state = MB_RECV;

                break;

  case MB_RECV: result = rtuResponse(1,Serial1);

                if(result != -1) {  //receive message finished

                  if(result == 0) { //response message correct                   

                   //do somthing                                    

                  }

                  else if(result > 0) {  //error occure

                    Serial.print("error code -->");  // print error code

                    Serial.println(result); 

                  }

                  mb_state = MB_IDEL;  //reset

                  result = -1;         //reset

                }

                break;

                }  

}

//slave response parse

byte rtuResponse(byte id, HardwareSerial& port) { 

  if(port.available()) {      

      byte len = 0;

      while (port.available())        

        mb_frame[len++] = port.read(); 

      if(len > 7){ // message ok      

        if(mb_frame[0] == id){   //step 1: check id          

          if(word(mb_frame[len-1],mb_frame[len-2]) == CRC(mb_frame,len-2)) { //step 2: check crc           

            switch(mb_frame[1]) { //step 3: get datas or comfirm                 

              case 3: for(int i=0 , j=0 ; i<mb_frame[2]; i+=2) 

                        mb_data[j++] = word(mb_frame[3+i],mb_frame[4+i]);

                      return 0;  

                      break;

              case 16: return 0;  // write success  

                      break;            

              deafult:break;    

            }//end switch    //step 3: parse mb_frame message    

          } //crc

          else {

               ; //Serial.println(" crc error "); 

          } 

        } //if(mb_frame[0] == id)            

        else {

              ; //Serial.println(" id  error ");

        }

      } 

      else {

        return mb_frame[3]; 

      }

  }

 }

void rtuRequest(byte id, byte fc, word address, word reg_len, HardwareSerial& port) {

  word crc=0;

  byte len=0; 

  mb_frame[0] = id; //unit id

  mb_frame[1] = fc; //function code  

  mb_frame[2] = highByte(address);  //start address high byte

  mb_frame[3] = lowByte(address);  //start address low byte

  mb_frame[4] = highByte(reg_len); //register length high byte

  mb_frame[5] = lowByte(reg_len);  //register length low byte

  switch(fc) {

    case 3: crc = CRC(mb_frame,6);

            // Serial.print("CRC :");

            // Serial.println(crc,HEX);

            mb_frame[6] = lowByte(crc); //crc low byte

            mb_frame[7] = highByte(crc);  //crc high byte

            len = 8;

            break;

    case 16:len = reg_len*2;    //data byte count = register length*2

            mb_frame[6] = len;   //data byte count = register length*2

            for(int i = 0 ; i < reg_len ; i++) {

              mb_frame[7+i*2] = highByte(mb_data[i]);  //data[0+i*2] high byte 

              mb_frame[7+i*2+1] = lowByte(mb_data[i]);  //data[1+i*2] low byte               

            }   

            crc = CRC(mb_frame,len+7);

            // Serial.print("CRC :");

            // Serial.println(crc,HEX);

            mb_frame[len+7] = lowByte(crc); //crc low byte

            mb_frame[len+8] = highByte(crc);  //crc high byte             

            len = len+9;

            break;            

    deafult:break;

  }   

    port.write(mb_frame,len); 

   // return len;  

}


word CRC(byte* buf, byte len) {

  word crc = 0xFFFF;  

  for (byte i = 0; i < len; i++) { 

    crc =  crc ^ (word) buf[i];  

    for (byte j = 0; j < 8; j++) 

      crc = (crc & 0x0001)?(crc >> 1) ^ 0xA001:(crc >> 1);        

  }

  return crc;

}

結果





















2021年6月5日 星期六

Arduino與變頻器通訊

目的:測試Arduino 與VFD RS485通訊

系統架構


配線(使用RJ11電話線)



RJ11腳位定義


變頻器通訊位址

程式 

/*

  Arduino RS232(RS485) and Delta VFD-S(變頻器

 */

 

byte inByte[50] ; // 用來儲存收進來的 data byte

int data[10];     // 儲存 data

//read HZ, NO:10

// command : "0A03210200012E8D"

byte cmd[]={0x0A,0x03,0x21,0x02,0x00,0x01,0x2E,0x8D};

int i=0;

boolean once = false;

void setup()                    // run once, when the sketch starts

{

  Serial.begin(9600);

  Serial1.begin(9600,SERIAL_8E1);     // Modbus RTU 9600,8,E,1

}

void loop()                      

  if(!once){ 

   Serial.println("Arduino --> VFD");

   for(i=0;i<sizeof(cmd);i++){   //for PC Monitor

    Serial.print(cmd[i],HEX);

    Serial.print(" ");

  }

    Serial.println(" ");

    Serial.println(" ");  

    Serial1.write(cmd,sizeof(cmd));  

    delay(100);   

  

 // response

 i=0;

 while (Serial1.available()) {

    inByte[i++] = Serial1.read();

  }

 int len = i; 

 //Serial.println(len);

 Serial.println("VFD --> Arduino"); 

 for(i=0;i<len;i++){   //for PC Monitor

    Serial.print(inByte[i],HEX);

    Serial.print(" ");

 }

 Serial.println(" ");

 

//get slave no., func code, and data length 

     

 Serial.print("slave no.: ");

 Serial.println(inByte[0]);

 Serial.print("func code: ");

 Serial.println(inByte[1]);

 Serial.print("data length(byte): ");

 Serial.println(inByte[2]);

// get data

 

 for(int i=0 ; i< inByte[2] ; i+=2){

     data[i/2] = (int) ((inByte[3+i] << 8) + inByte[3+i+1]);

 }

 for(int i=0 ; i< inByte[2] ; i+=2){

    Serial.println(data[i/2]);

 }

once = true;

  }//end once

}

結果