可以自由DIY硬件资源和梯形图编程的MicroPLC 1.0正式发布！

MicroPLC · 发表于 2007-6-23 23:11:33

本人其实也是OurAVR的“老人”了，一直关注“类PLC”活动的进展，结合自己的兴趣，经过近半年的开发，终于完成此软件，请各位关注此话题的朋友试用并提宝贵意见。下面是简介：

MicroPLC是在Atmel公司ATMega系列单片机的硬件平台基础上按照通用PLC原理及标准开发的一套PLC核，同人们传统认识的 PLC产品相比，其相同点是都采用梯形图程序开发用户程序，但MicroPLC提供了更多的灵活性，一是在IO资源的分配方面，用户可以根据自己的实际需要自行决定输入/输出口的数量与特性，另一方面MicroPLC开发定位于微型低成本PLC核，因此在PLC的总体成本构成中，PLC核被降低到等同于一片单片机芯片的程度，最低仅为5元左右，因此能够兼顾适用于开发通用PLC和特定PLC产品的情况。对于用户而言，具备一定技术基础的情况下可以直接进行芯片级PLC开发，不具备技术能力的用户也可以购买采用MicroPLC核的通用标准PLC产品。

产品特征：

 低成本的开发环境（MicroPLC软件），通过梯形图进行编程

 使用者根据情况，IO输入输出方向可自行更改

 程序使用闪存储（Flash Memory）技术，在不使用电池的状态下，同样保证系统的安全

 程序可选择通过廉价ISP下载线、编程器或计算机RS232端口（测试中，下一版本）进行下载

 工作状态下，可以通过计算机进行监控PLC的运行（测试中，下一版本）

 源程序可以采用镕丝加密

 半导体型 (IC型)PLC核，可在线路板上直接组装，节省了大量的无用线路连接

 资源自由裁减，降低产品成本

 体积小，可以减小产品尺寸

当前版本的MicroPLC具备基本指令23条，规划中的应用指令提供诸多特殊功能，而其它品牌的 PLC一般需单独购买这些特殊模块。正处于测试中的下一版本MicroPLC将具备下列功能：

 最大内置10位8信道A/D变换器，通道数和滤波权数可自由设定

 内置30KHz 16位高速计数器一个

 内置16位双通道PWM，不仅可以进行PWM输出，还可以进行定数脉冲输出，驱动步进系统

 内置国内低成本、高抗干扰性BC7281A/B显示接口，用于驱动最大16位的LED数码管和最大64键的键盘

 内置工业Modbus协议通讯功能，可以与标准触摸屏等人机界面接口

 内置SPI及I2C接口，可以进行输入输出IO及其他方面的自由扩展

当前版本的软件开放的芯片资源主要是输入输出IO和RS232（UART）通讯，其中RS232（UART）UART是标配内容，通过RS232接口，可以实现工业标准ModbusRTU协议的通讯功能。

引脚输入/输出功能的切换可以通过勾选相应引脚前的复选框来实现；所有的输入口可以设置统一的数字滤波时间，时间范围是0～500ms，按照经验判断，一般设定为5～20ms即可有效消除暂态震荡信号。PLC软件架构是按照标准PLC架构设计，扫描循环为：第一次扫描开始——内务处理——RS232通讯——读取输入口位镜像——解算用户程序——更新输出口位镜像——等待——第二次扫描…，PLC扫描周期指的是一次循环的最大时间，原则上建议扫描周期应该大于一次扫描的处理时间，否则有可能导致定时错误。一个判断用户程序执行所需时间的有效方法是把PLC扫描周期调整为0ms，在用户程序中增加一个F11寄存器（每扫描周期交替改变逻辑状态）同步输出的信号，检测信号的频率（为扫描时间的2倍）即可知道用户程序解算需要的准确时间，有了准确时间后再把PLC扫描周期设定为略大的数值即可。另外根据测试，MicroPLC的运行速度大约是36550步/秒@7.3728MHz，振荡频率提高到14.7456MHz，运行速度可以再提高一倍，因此用户程序可以根据步数和此速度数据推断扫描周期的最佳值。

其他灰色的资源目前处于测试阶段，将来的版本会逐步开放。系统所支持的AVR芯片以及每种芯片所能提供的内部资源可以通过切换到“内存”标签查看，下面把当前软件所能操控的资源汇总如下表：

芯片型号引脚IO

(X、Y) 内部继电器(M) 特殊内部继电器(F) 定时器

(T) 计数器

(C) Word型变量

(WD) 用户程序空间(步)

ATMega48 18 256 32 16 16 52 >318

ATMega8/88 18 512 32 32 32 80 >1334

ATMega168 18 512 32 32 32 80 >4004

ATMega16 30 512 32 32 32 80 >4013

ATMega169 51 512 32 32 32 80 >3891

ATMega32 30 1024 32 64 64 256 >9474

ATMega64 51 4096 32 64 64 512 >20292

ATMega128 51 4096 32 64 64 512 >42137

注：1）软件提供2种优化编译选项，即速度优化和Flash占用大小优化，上表中的用户程序空间数据是在速度优化选项下获得。

2）系统中对元件的编号基数从1开始，假设共有16个定时器，那么依次定义为T1、T2…T16。

3）未来的版本随着新指令的开放，用户程序空间会减少。

4）从资源和执行效能看，采用如M8等廉价芯片的MicroPLC确已具备目前中档PLC的能力。当然它所支持的指令目前限于基本指令，进一步的计划中应用指令不会增加很多，只是基本的运算、条件判断、脉冲、AD、显示接口以及通讯接口。

5）特殊内部寄存器F的定义：

序号寄存器名称寄存器特性

1 F1 上电复位

2 F2 外部复位脚复位

3 F3 BOD检测复位

4 F4 看门狗复位

5 F5 JTAG调试复位

6 F6～F7 保留

7 F8 运行状态

8 F9 总ON

9 F10 总OFF

10 F11 每扫描周期交替变化

11 F12 第一个扫描周期OFF

12 F13 第一个扫描周期ON

13 F14 每秒交替变化

14 F15 每0.5秒交替变化

15 F16～F32 保留

程序安装包：点击此处下载armok01159200.rar

也可以到我的网站下载其他资料。

http://microplc.siteem.com/
-----此内容被MicroPLC于2007-06-23,23:12:34编辑过

MicroPLC · 发表于 2007-6-23 23:41:58

朋友们可以把软件生成的HEX放到仿真软件中检验效能！

yangsen · 发表于 2007-6-23 23:46:51

强！

lrzxc · 发表于 2007-6-24 06:27:59

厉害。

biscuit2 · 发表于 2007-6-24 08:29:56

加油，这个软件可以升级成支持多种MCU的梯形图编程平台，那就很受广大工程人士喜欢了。

xiaoku · 发表于 2007-6-24 10:44:58

能做好AVR的就已经很难得了. 不过向上发展高性价比,还是放弃AVR,选用ARM会好点.

MicroPLC · 发表于 2007-6-24 11:08:07

个人认为，AVR的资源和效能已经相当出色了，MicroPLC的运行速度大约是36550步/秒@7.3728MHz，振荡频率提高到14.7456MHz，运行速度可以再提高一倍，这里的步是指一条梯形图指令，出于效能考虑，我不想过多增加应用指令，只考虑PWM、定数脉冲、AD、条件比较判断、SPI扩展等不十分影响效能的指令，总之，我的观点是AVR芯片在低价位PLC定位方面是最具性价比的。

MicroPLC · 发表于 2007-6-24 16:06:32

MicroPLC执行效能的测试方法：把扫描周期调整为0ms，这样AVR会全力执行用户程序，在你的程序中增加一个

|---F11-------OUT Y1----|

的语句行（Y1可以为别的输出口），这样当AVR执行时就可以在每扫描周期变更一次Y1的电平逻辑，这样你测量它的频率，然后乘以2，可以得到你编制的用户程序的扫描次数/秒，编译时系统会告诉你一共多少条梯形图指令，这两个数相乘就可以大致得出AVR芯片的平均效能了。

MicroPLC · 发表于 2007-6-24 16:23:14

从另一个角度来看51和AVR的性价比对比，要是用AT89S51/52来做MicroPLC，PWM、AD、等等的可能性肯定都没有了。另外51的RAM也就128/256Byte，而M48就提供了512Byte，如果只作开关量的话，内部继电器软元件M48占用了130Byte，全局服务变量占用了61个，所以要是256ByteRAM的话，从数量上来说将就。但执行速度上如果按照降低10倍来算，每秒基本上可以执行3600条指令，实用性可就大打折扣了。

结论：玩单片机，选用AVR是明智之举！

wangyu49 · 发表于 2007-6-25 01:45:51

有点儿类似国外的那个产品，芯片支持方面少了些，不过实际应用不知道如何。

CAI2000 · 发表于 2007-6-25 14:15:05

请教LZ，一般的高，中，低档的PLC执行效能是多少？你的在哪个范围？

bigworms · 发表于 2007-6-25 15:50:32

如果下一个版本出来，可以考虑买一套

MicroPLC · 发表于 2007-6-25 18:23:40

下一个版本不会让大家等太久！

关于“高，中，低档的PLC执行效能”，我是参考书本上写的，可能书本有些老也不一定，那本书上是这样的：

确实有些老了，距今15年的课本了。

JAMESKING · 发表于 2007-6-25 20:20:59

呵呵呵原来我找了一个英文版本的，但是看不懂，现在这个中文版倒是很好啊，我等菜鸟很希望有这样的东西的，不知道楼主定的价格是多少？

haosheng · 发表于 2007-6-25 20:31:22

呵呵呵原来我找了一个英文版本的，但是看不懂，

我也是不懂用呵呵

lrzxc · 发表于 2007-6-25 22:21:08

期待楼主的新版本咯

zhike200 · 发表于 2007-6-26 09:38:06

有些51的RAM也很多,像CYGNAL单片机的C8051F020 100-Pin, 12-Bit ADC, 4352 RAM, 64k Flash MCU,还有飞利蒲的单片机.现在的高性能51也适合做软PLC.

hetao7241 · 发表于 2007-6-26 15:40:12

关注中：☆☆☆☆☆ 2007年6月24日，规划设计基于ATMega8的12输入/6输出开关量的PLC，带DIN安装外壳，预计售价在100-120￥，主要用于给初学者学习MicroPLC，另外也可以用到工程实际，减少学习的资金投入。

MicroPLC · 发表于 2007-6-26 18:26:31

最快也要半个月左右出来，主要是最近事情较多。

不过我随后会尽快发布一个用于验证MicroPLC效能的单面PCB设计，朋友们可以自己制作PCB，或者等我的PCB都可以。

Logix · 发表于 2007-6-26 23:08:27

非常期待新版本！！！

MicroPLC · 发表于 2007-6-27 01:05:32

这是刚设计的MicroPLC的效能验证板，芯片可以为M48/M8/M88/M168，提供X1-X8按键，Y1-Y8的LED输出，RS232，PWM，AD，CNT高速计数的测试验证功能。已经付诸PCB打样。明日即将设计12输入/6输出的M8PLC-1，应用指令也在加紧测试中，敬请期待！

这是PCB文件，供下载。

点击此处下载armok01159500.rar

hebj · 发表于 2007-6-27 08:24:42

不错，值得学习！

eddia2000 · 发表于 2007-6-28 08:36:50

期待哦...頂起!!!

donkey · 发表于 2007-6-28 10:44:52

编译型的呀?每次都把所有生成的代码写到rom里面?

wang_xm · 发表于 2007-6-28 15:55:17

有没有旋转编码器的接口？

MicroPLC · 发表于 2007-6-28 20:58:28

目前的版本只具备生成HEX的能力，所以是需要每次下载到flash中。

规划中的版本有高速计数能力，但可能不适合编码器。因为毕竟是低成本微型解决方案，不可能做到快而全。

MicroPLC · 发表于 2007-6-28 23:46:03

今天设计完毕并付诸PCB制作MG1206R(ATMega8芯片，12路输入，6路继电器输出）PLC硬件，技术措施有：输入采用光偶电气隔离，外接电路与板载芯片不共地设计，输出采用国内著名品牌宏发高品质、大功率继电器，整体具有很高的抗干扰性能，外壳采用标准工控电器外壳，底部配有DIN轨道安装卡具，对板子有很好的防护性能。下面是PCB截图：

eddia2000 · 发表于 2007-6-29 14:50:04

好,期待樓主結果,等待下一個版本...哈哈,有得玩了.

shaozh · 发表于 2007-6-30 09:58:56

看看这板如何！我多出了10块。元器件都焊好的哦！8路输入，5路输出，带3个按键，三位数码管显示设置数据和参数。

-----此内容被shaozh于2007-06-30,10:01:38编辑过

erxun · 发表于 2007-6-30 10:15:48

要是考虑对旋转检测的话,输入端加4013组成一个电路，A\B脉冲输入,输出方向和频率脉冲,再给PLC不就可以了么

eddia2000 · 发表于 2007-6-30 10:18:51

[MicroPLC]:

不知你的功能中有没有变量掉电贮存功能。这很重要啊。

再一个是定数脉冲输出功能为步进马达控制用。。。。

erxun · 发表于 2007-6-30 10:22:25

霍尔传感器的输出信号经过光电耦合器U12、U13进行光电隔离，以滤除一些干扰信号。然后经过四个非门进行两次取反，这样做的目的是提高信号的驱动能力，同时进一步滤除一些干扰（经过示波器观看两路信号的波形，发现脉冲的上升沿和下降沿附近均没有“毛刺”电压）。处理过的IN2信号取反之后通过U9光电隔离之后得到信号O1，信号O1的脉冲就代表着主轴的旋转数，之后到PLC的高速计数器的输入端。轴编码器电路中还用到一个Q触发器，这是用来确定主轴的转向的，Q触发器输出的高低电平就表示着主轴是正转还是反转。Q触发器的输出信号经光电隔离之后为信号O2，送到PLC。

当年毕业设计的,已经实际运行,很好用,

gxll · 发表于 2007-6-30 13:45:14

不错，不错，期待下一版，先搭个试试

MicroPLC · 发表于 2007-6-30 20:58:31

shaozh老兄的板子设计的有功底，佩服！那天帮兄弟设计一个？我请客。

不过提几点意见：端子最好分布两侧或一侧，否则可能引起电工布盘引线的意见；输出建议采用ULN系列，好用不贵，参数合理；输入电路希望改进，否则肯容易引入干扰信号，我用你的这种电路，吃亏大了；你的端子建议采用多于四位的，连接牢固一些。不一定合适，仅供参考。

eddia2000：定数脉冲是肯定要有的，EEPROM变量暂时未开放，将来肯定会增加一些丰富的软元件。

erxun 老孟：感谢你的资料，很不错，我消化一下！
-----此内容被MicroPLC于2007-06-30,21:09:14编辑过

21ele · 发表于 2007-7-1 09:08:48

最近一个项目上用的板子，我看适合做plc的板子：mega64 24IN 16OUT 1RS232 2RS485(io模拟一个) 2ADC, 已经实现标准modbus通信协议。QQ:33824483

-----此内容被21ele于2007-07-01,09:21:17编辑过

eddia2000 · 发表于 2007-7-1 11:41:51

MicroPLC:

等待你的好消息，，，

donkey · 发表于 2007-7-1 12:17:44

呵呵,我也在做类似的板子

MicroPLC · 发表于 2007-7-1 19:13:26

建议朋友们把自己的板子亮出来晒晒，替所有的学生们谢谢呃！

MicroPLC · 发表于 2007-7-1 21:18:32

我发个以前的产品照片先。

eddia2000 · 发表于 2007-7-4 20:05:06

看上去不錯哦

zlf667788 · 发表于 2007-7-4 22:05:45

给个IO点多点的

zlf667788 · 发表于 2007-7-4 22:18:50

再来一个刚设计完还没作出来的,25入(1路直接外部中断),24输出,1路DAC(由PWM产生),RS485通信接口,输入输出通信电路均作了隔离

点击此处打开armok01160368.pdf
-----此内容被zlf667788于2007-07-04,22:20:27编辑过

zlf667788 · 发表于 2007-7-4 22:35:18

当然,也有点数比较少的,这个是9点入,6点出的

zlf667788 · 发表于 2007-7-4 22:45:52

鉴于前段时间做的一套板出现了在有变频器时会受干拢的问题,痛下决心又作了一个DC/DC,计划以后用于所有新设计的工业控制类的板子上,一并拿出来给大家排砖

MicroPLC · 发表于 2008-3-18 23:18:28

我们认为，对一个PLC设计来说，电源是至关重要的。

635656623 · 发表于 2011-12-2 08:47:06

dddddddddddddddddddddddddd

zywh · 发表于 2012-3-1 23:39:08

mark plc

siemenswjl · 发表于 2012-3-3 22:26:31

学习

lqsoft · 发表于 2012-3-4 01:44:56

mark

可以自由DIY硬件资源和梯形图编程的MicroPLC 1.0正式发布！

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