НАЗНАЧЕНИЕ
Контроллер программируемый индустриальный ПИК-24М ориентирован на работу в системах АСУ ТП и АСТУЭ и предназначен для увеличения количества обслуживаемых дискретных и аналоговых датчиков. Контроллер обеспечивает максимальную адаптацию системы к требованиям проекта. Контроллер предназначен для работы в составе комплекса ТЕЛЕСКОП+4 и сертифицирован на соответствие техническим условиям.
УСТРОЙСТВО И ПРИНЦИП РАБОТЫ
Контроллер программируемый индустриальный функционирует в сети MODBUS как . ПИК-24М выполняет адресную обработку команд и преобразования сигналов.
ОСНОВНЫЕ ФУНКЦИИ
Сбор информации с датчиков для контроля состояния технологического объекта.
- Обработка команд .
- Съем данных по каналам с дискретных датчиков телесостояния (ТС) и/или телеизмерения (ТИ).
- Съем данных по каналам с аналоговых датчиков напряжения или тока.
- Фильтрация помех.
- Обработка сигналов датчиков для обеспечения достоверности данных.
- преобразования и калибровка сигналов.
- Передача данных по запросу .
ГАБАРИТНЫЕ РАЗМЕРЫ И МАССА
УСЛОВИЯ ЭКСПЛУАТАЦИИ
- Диапазон рабочих температур от -40° до +60°C
- Относительная влажность, не более 95% при t=35°C
ПИК-24М может поставляться в составе герметичного шкафа, обеспечивающего защиту согласно стандартам IP55.
| Тип порта/канала | Подключение устройств |
| . | |
| Аналоговые входы | Аналоговые датчики: токовые датчики, датчики напряжения. |
| Дискретные входы | Дискретные датчики типа «сухой контакт», «открытый коллектор», активного типа. |
Технические характеристики
НАЗНАЧЕНИЕ
Контроллер программируемый индустриальный ПИК-24МE под управлением ОС Linux ориентирован на работу в системах АСУ ТП и АСТУЭ и предназначен для увеличения количества обслуживаемых дискретных и аналоговых датчиков. Контроллер обеспечивает максимальную адаптацию системы к требованиям проекта. Контроллер предназначен для автономной работы через веб интерфейс, а также для работы в составе комплекса ТЕЛЕСКОП+4.
УСТРОЙСТВО И ПРИНЦИП РАБОТЫ
Контроллер программируемый индустриальный функционирует в сети MODBUS как master или slave-устройство. ПИК-24МE выполняет адресную обработку команд и преобразования сигналов.
С помощью встроенных скриптов создаются простые многопоточные программы для передачи значений входов контроллера по протоколам Modbus RTU/TCP, МЭК 60870-5-104 на верхний уровень без использования АПК ТЕЛЕСКОП+4.
ОСНОВНЫЕ ФУНКЦИИ
Сбор информации с датчиков для контроля состояния технологического объекта.
- Обработка команд .
- Съем данных по каналам с дискретных датчиков телесостояния (ТС) и/или телеизмерения (ТИ).
- Питание датчиков типа "сухой контакт" от встроенного источника 12V.
- Съем данных по каналам с аналоговых датчиков напряжения или тока.
- Фильтрация помех.
- Обработка сигналов датчиков для обеспечения достоверности данных.
- преобразования и калибровка сигналов.
- Передача данных по запросу .
- Веб интерфейс.
ГАБАРИТНЫЕ РАЗМЕРЫ И МАССА
УСЛОВИЯ ЭКСПЛУАТАЦИИ
- Диапазон рабочих температур от -40° до +60°C
- Относительная влажность, не более 95% при t=35°C
ПИК-24МE может поставляться в составе герметичного шкафа, обеспечивающего защиту согласно стандартам IP55.
ПОДДЕРЖКА ПРОТОКОЛОВ
- HTTP/HTTPS (Веб интерфейс)
- IP->RS485/422(Виртуальные порты)
- NTP(для синхронизации внутренних часов)
- Modbus RTU Client
- Modbus RTU Server (Slave)
- Modbus TCP Client
- Modbus TCP Server (Slave)
- МЭК 60870-5-104 (Server)
- Инкотекс М234(счетчик ЭЭ)
| Тип порта/канала | Количество | Подключение устройств |
| Компьютер, HUB, Master-устройство, сетевое оборудование | ||
| Аналоговые входы | Аналоговые датчики: токовые датчики, датчики напряжения | |
| Дискретные входы | Дискретные датчики типа «сухой контакт», «открытый коллектор», активного типа |
Технические характеристики
Введение
PIC-контроллеры остаются популярными в тех случаях, когда требуется создать недорогую компактную систему с низким энергопотреблением, не предъявляющую высоких требований по ее управлению. Эти контроллеры позволяют заменить аппаратную логику гибкими программными средствами, которые взаимодействуют с внешними устройствами через хорошие порты.
Миниатюрные PIC контроллеры хороши для построения преобразователей интерфейсов последовательной передачи данных, для реализации функций «прием – обработка – передача данных» и несложных регуляторов систем автоматического управления.
Компания Microchip распространяет MPLAB — бесплатную интегрированную среду редактирования и отладки программ, которая записывает бинарные файлы в микроконтроллеры PIC через программаторы.
Взаимодействие MPLAB и Matlab/Simulink позволяет разрабатывать программы для PIC-контроллеров в среде Simulink — графического моделирования и анализа динамических систем. В этой работе рассматриваются средства программирования PIC контроллеров: MPLAB, Matlab/Simulink и программатор PIC-KIT3 в следующих разделах.
• Характеристики миниатюрного PIC контроллера PIC12F629
• Интегрированная среда разработки MPLAB IDE
• Подключение Matlab/Simulink к MPLAB
• Подключение программатора PIC-KIT3
Характеристики миниатюрного PIC-контроллера
Семейство РIС12ххх содержит контроллеры в миниатюрном 8–выводном корпусе со встроенным тактовым генератором. Контроллеры имеют RISC–архитектуру и обеспечивают выполнение большинства команд процессора за один машинный цикл.
Для примера, ниже даны характеристики недорогого компактного 8-разрядного контроллера PIC12F629 с многофункциональными портами, малым потреблением и широким диапазоном питания [1].
• Архитектура: RISC
• Напряжение питания VDD: от 2,0В до 5,5В ( >path без аргументов приводит к отображению списка путей переменной path в окне команд (Command Window). Удалить путь из переменной path можно командой rmpath, например:
4. Создайте Simulink модель для PIC контроллера, используя блоки библиотеки «Embedded Target for Microchip dsPIC» (Рис. 13), или загрузите готовую модель, например, Servo_ADC.mdl.
Тип контроллера, для которого разрабатывается Simulink модель, выбирается из списка в блоке Master > PIC (Рис. 16, Рис. 10), который должен быть включен в состав модели.
Рис. 16. Выбор типа контроллера в блоке Master модели.
5. Проверьте настройки конфигурации модели: Меню → Simulation → Configuration Parameters . В строке ввода System target file раздела Code Generation должен быть указан компилятор S-функций dspic.tlc (Рис. 17). Выбор dspic.tlc настраивает все остальные параметры конфигурации модели, включая шаг и метод интегрирования.
Рис. 17. Выбор компилятора S-функций dspic.tlc для моделей PIC-контроллеров в разделе «основное меню → Simulation → Configuration Parameters → Code Generation».
6. Откомпилируйте модель tmp_Servo_ADC.mdl. Запуск компилятора показан на Рис. 18.
Рис. 18. Запуск компилятора Simulink модели.
В результате успешной компиляции (сообщение: ### Successful completion of build procedure for model: Servo_ADC) в текущем каталоге создаются HEX файл для прошивки PIC контроллера и MCP проект среды MPLAB (Рис. 19).
Рис. 19. Результаты компиляции модели.
Запуск модели в Matlab/Simulink выполняется в окне модели кнопкой, условное время моделирования устанавливается в строке:
Управление компиляцией Simulink моделей из среды MPLAB
Управление компиляцией Simulink модели можно выполнять командами раздела Matlab/Simulink среды MPLAB, например, в следующем порядке.
1. Разработайте модель PIC контроллера в Matlab/Simulink. Сохраните модель.
2. Запустите MPLAB.
3. Выберите MPLAB меню → Tools → Matlab/Simulink и новый раздел появится в составе меню.
4. В разделе Matlab/Simulink откройте Simulink модель, например, Servo_ADC, командой «Matlab/Simulink → Specify Simulink Model Name → Open → File name → Servo_ADC.mdl → Open». Команда Open запускает Matlab и открывает модель.
5. Откомпилируйте модель и создайте MCP проект командами Generate Codes или Generate Codes and Import Files. Перевод MDL модели в MCP проект выполняется TLC компилятором Matlab.
В результате создаётся проект MPLAB:
со скриптами модели на языке Си.
6. Откройте проект: меню → Project → Open → Servo_ADC.mcp (Рис. 20).
Рис. 20. Структура MCP проекта Simulink модели Servo_ADC.mdl в среде MPLAB.
Проект Simulink модели готов для редактирования, отладки и компиляции в машинные коды контроллера средствами MPLAB.
Подключение программатора PIC-KIT3
Узнать какие программаторы записывают бинарный код в конкретный микроконтроллер можно в разделе меню → Configure → Select Device среды MPLAB 8.92. Например, программатор PIC-KIT3 не поддерживает контроллер PIC12C508A (Рис. 21, левый рисунок), но работает с контроллером PIC12F629 (Рис. 21, правый рисунок).
Рис. 21. Перечень программаторов для прошивки микроконтроллера.
Информацию об установленном драйвере программатора PIC-KIT3 можно запросить у менеджера устройств ОС Windows (Рис. 22).
Рис. 22. Информация об установленном драйвере программатора PIC-KIT3.
Схема подключения микроконтроллера PIC12F629 к программатору PIC-KIT3 показана на Рис. 23.
Рис. 23. Схема подключения микроконтроллера PIC12F629 к программатору PIC-KIT3.
Вывод PGM программатора для прошивки контроллеров PIC12F629 не используется. Наличие вывода PGM для разных типов PIC контроллеров показано на Рис. 24. Вывод PGM рекомендуется «притягивать» к общему проводу (GND), через резистор, номиналом 1К [3].
Рис. 24. Выводы PGM PIC контроллеров.
Индикация светодиодов программатора Olimex PIC-KIT3 показана в ниже:
Желтый — Красный — Состояние программатора
Вкл — Выкл — Подключен к USB линии
Вкл — Вкл — Взаимодействие с MPLAB
Мигает — Включен постоянно — Прошивка микроконтроллера
Не следует подключать питание микроконтроллера VDD (Рис. 23) к программатору, если контроллер запитывается от своего источника питания.
При питании микроконтроллера от программатора на линии VDD необходимо установить рабочее напряжение, например, 5В программой MPLAB (Menu → Programmer → Settings → Power), как показано на Рис. 25.
Примечание. При отсутствии напряжения на линии VDD MPLAB IDE выдает сообщение об ошибке: PK3Err0045: You must connect to a target device to use
Рис. 25. Установка напряжения VDD на программаторе PIC-KIT3 программой MPLAB IDE v8.92.
Если программатор не может установить требуемое напряжение, например, 5В при его питании от USB, в которой напряжение меньше 5В, MPLAB IDE выдает сообщение об ошибке: PK3Err0035: Failed to get Device ID. В этом случае, сначала необходимо измерить напряжение программатора — считать его в закладке меню → Programmer → Settings → Status, а затем установить напряжение (не больше измеренного) в закладке меню → Programmer → Settings → Power.
Рис. 26. Измерение (слева) и установка (справа) VDD напряжения программатора PIC-KIT3 программой MPLAB IDE v8.92.
Пример MPLAB сообщения успешного подключения микроконтроллера к программатору по команде меню → Programmer → Reconnect показан на Рис. 27.
Рис. 27. Сообщение MPLAB об успешном подключении микроконтроллера к программатору.
Можно программировать не только отдельный PIC контроллер, но и контроллер, находящийся в составе рабочего устройства. Для программирования PIC контроллера в составе устройства необходимо предусмотреть установку перемычек и токоограничивающих резисторов как показано на Рис. 28 [3].
Рис. 28. Подключение микроконтроллера в составе электронного устройства к программатору.
Заключение
Малоразрядные PIC-контроллеры имеют широкий диапазон питания, низкое потребление и малые габариты. Они программируются на языках низкого уровня. Разработка программ на языке графического программирования Simulink с использованием многочисленных библиотек значительно сокращает время разработки и отладки в сравнении с программированием на уровне ассемблера. Разработанные для PIC-контроллеров Simulink структуры можно использовать и для компьютерного моделирования динамических систем с участием контроллеров. Однако, из-за избыточности кода такой подход применим только для семейств PIC контроллеров с достаточными ресурсами.