Как работать в flprog

Создание проектов в программе FLProg. Урок первый

В предыдущей статье я представил проект FLProg. Теперь я хочу рассказать, как работать в этой программе.

У программистов в качестве первого урока принято использовать “Hello World”, у программистов микроконтроллеров помигать светодиодом, ну а у электриков и электронщиков собрать схему управления контактором. Поскольку основными пользователями программы как раз они и являются, собирать на первом уроке будем как раз данную схему.

Стандартная схема управление контактором

Заменим эту схему контроллером Ардуино. Оставим в стороне вопросы помехозащищённости и экранировки. Эта тема для отдельного и очень большого разговора. Наша цель — создать в программе FLProg соответствующую логику. Поэтому накидаем тестовую схему подключения.

Роль контактора в данной тестовой схеме выполняет светодиод «Контактор». Теперь попробуем запрограммировать контроллер.
Запускаем программу FLProg, нажимаем кнопку «Создать новый проект».

Откроется окно выбора контроллера и языка программирования проекта.

Для создания проекта можно использовать любой из двух языков программирования (FBD и LAD) являющимися стандартами в области программирования промышленных контроллеров. В этом уроке мы создадим проекты на обоих языках.

Обратите внимание, что после создания проекта на одном из языков сменить его будет невозможно!

При нажатии кнопки выбора контроллера откроется соответствующее окно, в котором будут представлены поддерживаемые программой платы.

В данном списке выбираем нужный контроллер.

Выбранный для проекта контроллер можно сменить в любой момент.

Для начала создадим проект на языке LAD.

1. Основное меню программы
2. Дерево проекта (в данном уроке оно не используется, его рассмотрим в последующих уроках)
3. Дерево установленного оборудования. В нём представлено оборудование (промежуточные реле, реле времени, генераторы…), которое используется в проекте. В новом проекте в нём присутствуют только входы и выходы контроллера.
4. Библиотека блоков. В ней находится оборудование, которое возможно применить в проекте. В данном уроке нас будет интересовать только папка «Базовые блоки»
5. Область схемы, в которой и будет собственно рисоваться схема. Схема в FLProg представляет собой набор плат с оборудованием.

Для начала вытащим на область схемы контакты кнопок. Это возможно сделать двумя путями.

• Перетащить соответствующий вход из папки «Свободные входы–выходы контроллера» дерева установленного оборудования на область схемы
  
• Перетащить блок «Контакт» из папки «Базовые элементы» библиотеки блоков.
  

В результате на схеме появится УГО (условно – графическое обозначение) контакта. В случае перетаскивания его из дерева установленного оборудования контакт окажется сразу привязанным к цифровому входу – выходу платы. Если блок контакта был вытащен из библиотеки элементов, он будет абстрактным контактом без какой – либо привязки.

И любом случае контакты необходимо параметрировать. Для этого делаем двойной клик на контакте. Открывается окно редактирования блока.

В первую очередь на закладке «Параметры» выбирается привязка контакта к выходу платы (если контакт выбран в библиотеке блоков).
После этого появляются новые параметры. «Зашита от дребезга» и «Подтягивающий резистор». Поскольку в соответствии со схемой кнопки подключены к GND, ставим галочку «Подтягивающий резистор». «Зашиту от дребезга» можете не устанавливать, в этой схеме в ней нет необходимости.

На закладке «Надпись к блоку» пишем название кнопки, что бы оно отображалось на схеме.

На закладке «Информация» можно посмотреть информацию о данном устройстве.

Таким же способом вытаскиваем остальные кнопки и контакты реле перегрузки.

После этого перетаскиваем из библиотеки блоков устройство «Катушка». Так же двойной клик на нём и открывается окно параметрирования катушки.

• Дважды кликнув на контакт и выбрав нужное состояние в редакторе блока
  
• Кликнуть правой кнопкой по контакту и в выпавшем меню выбрать нужный пункт.
  

Ну и теперь можно начать рисовать схему в соответствии с типовой схемой пускателя. Соединения рисуются путём наведения курсора на начальный вывод элемента, нажатия левой кнопки, и, не отпуская кнопки, соединение тянется до второго соединяемого вывода. Если при приближении курсора с идущим за ним соединением вывод окрашивается в оранжевый цвет — значит, это соединение к нему можно подключить

Для создания блок-контакта контактора можно перетащить контакт К1 из дерева установленного оборудования на схему.

В результате должна получиться вот такая схема. Я думаю, любой электрик поймёт её работу (с учётом инвертирования состояния контактов привязанных к входам платы Ардуино).

Таким образом, первая плата закончена. Назовем её «Плата управления». Для того что бы присвоить название плате делаем двойной клик по её заголовку.

Откроется окно редактирования заголовка платы.

Зелёный кружок в заголовке обозначает, что плата корректна и ошибочных блоков на ней нет. В случае наличия таких блоков он будет красным.
Теперь создадим ещё одну плату, нажав на кнопку «Добавить плату»

На ней будем управлять выходами платы Ардуино. Для этого перетаскиваем на вторую плату четыре катушки из библиотеки блоков и привязываем их к выходам платы Ардуино. Должна получиться такая картинка

Катушки с привязанными выходами платы соотносятся так: при включении катушки в проекте на выходе платы Ардуино будет 5В при выключении 0
Затем перетаскиваем из дерева установленного оборудования необходимые контакты (два контакта промежуточного реле, и контакт входа реле перегрузки), после чего рисуем необходимую схему и называем плату «Управление выходами».

Стрелочка в заголовке платы даёт возможность свернуть плату, что позволяет экономить место на рабочем поле и ускоряет работу программы при больших схемах. При клике на стрелочку плата либо сворачивается, либо разворачивается.

Загрузка в контроллер для обоих языков одинакова, так что мы рассмотрим её в конце урока, а пока создадим аналогичный проект на языке FBD.

Создадим новый проект на языке FBD.

Поля 1, 2, 4, 5 в окна программы аналогичны полям на языке LAD. Поле 3 здесь содержит дерево тэгов (входов, выходов и переменных). Здесь нет предварительно созданных входов, их нужно создавать при необходимости. Для создания нового входа нужно нажать кнопку «Добавить вход» или дважды кликнуть по пункту «Добавить вход» в дереве тэгов.

Откроется окно создания входа

Выбираем цифровой, появляются новые параметры. Записываем название входа, выбираем нужный вход платы Ардуино, и ставим галочку «Включить подтягивающий резистор».

Таким же образом добавляем все необходимые входы

Затем создаем переменную, отвечающую за состояние контактора. Для этого либо нажимаем на кнопку «Добавить переменную» либо делаем двойной клик на пункте «Добавить переменную» в дереве тэгов.

Открывается окно настройки переменной

Выбираем тип переменной Boolean и заполняем параметры

Блоки входа на языке FBD соответствуют реальным выходам платы, следующим образом. Когда на реальном входе 0 – на выходе блока – False, когда на входе платы 5B на выходе блока True.
Для запоминания состояния контактора используем RS триггер. Его надо перетащить из папки «Триггеры» библиотеки блоков на рабочее поле схемы.

Для того что бы включился контактор необходимо подать на вход S сигнал со входа «Пуск». Для этого перетаскиваем из дерева тэгов вход «ПУСК» на рабочую область схемы. Если вспомнить о том, что при нажатии кнопки Пуск на вход платы подаётся логический 0, то понятно, что необходимо инвертировать сигнал с кнопки. Для этого наведём курсор на вход S триггера и кликнем правой кнопкой мыши. В открывшимся меню в пункт выберем «Инвертировать»

После чего соединяем вход S триггера с выходом блока входа «Пуск». Создание соединения происходит, так же как и в языке LAD.

Остановка контактора происходит если:
Нажата кнопка «СТОП» (лог.1 на блоке входа «Стоп» ) ИЛИ нажата кнопка «АВАРИЙНЫЙ СТОП» (лог.1 на блоке входа «Аварийный стоп» ) ИЛИ сработало тепловое реле (лог.1 на блоке входа «КТ1» ). Значит, нам нужен блок ИЛИ с тремя входами.

Перетаскиваем его из библиотеки блоков из папки «Базовые блоки».

По умолчанию у блока ИЛИ два входа. Для того что бы добавить третий, выделяем блок и нажимаем кнопку «Добавить вход».

Переносим необходимые входы из дерева тэгов и соединяем со входами блока ИЛИ. А выход блока ИЛИ соединяем с входом R триггера.
Затем забираем из дерева тэгов переменную «Состояние контактора» и выход триггера соединяем со входом этой переменной. Должна получиться такая схема:

На этом закончим первую плату и назовём ее, как и на LADе – «Плата управления».
После чего создадим новую плату и сразу назовём её «Управление выходами».
Далее создадим выходы платы в соответствии со схемой. Для этого надо кликнуть на кнопку «Добавить выход» дли сделать двойной клик на пункте «Добавить выход» в дереве тэгов. Выходы создаём цифрового типа.

Перетащим на вторую плату созданные выходы, вход КТ1 и переменную «Состояние контактора» Затем соединим блоки в соответствии со схемой. Необходимые воды блоков инвертируем.

Обратите внимание, что при перетаскивании на схему блоков входа, выхода или переменной изначально у них нет входов или выходов. Они появляются при подведении курсора к блоку в месте их будущего расположения.
С созданием схем закончили. Теперь надо залить программу в контроллер. Для этого нажимаем кнопку «Компилировать проект».

В результате открывается окно Arduino-IDE с открытым скетчем, в который была преобразована созданная схема.

В программе Arduino-IDE выбирается плата, порт и производится заливка в контроллер скетча.

Первый урок по работе с программой FLProg

У программистов в качестве первого урока принято использовать “Hello World”, у программистов микроконтроллеров помигать светодиодом, ну а у электриков и электронщиков собрать схему управления контактором. Поскольку основными пользователями программы как раз они и являются, собирать на первом уроке будем как раз данную схему.

Стандартная схема управление контактором

Заменим эту схему контроллером Ардуино. Оставим в стороне вопросы помехозащищённости и экранировки. Эта тема для отдельного и очень большого разговора. Наша цель — создать в программе FLProg соответствующую логику. Поэтому накидаем тестовую схему подключения.

Роль контактора в данной тестовой схеме выполняет светодиод «Контактор». Теперь попробуем запрограммировать контроллер.
Запускаем программу FLProg, нажимаем кнопку «Создать новый проект».

Откроется окно выбора контроллера и языка программирования проекта.

Для создания проекта можно использовать любой из двух языков программирования (FBD и LAD) являющимися стандартами в области программирования промышленных контроллеров. В этом уроке мы создадим проекты на обоих языках.

Обратите внимание, что после создания проекта на одном из языков сменить его будет невозможно!

При нажатии кнопки выбора контроллера откроется соответствующее окно, в котором будут представлены поддерживаемые программой платы.

В данном списке выбираем нужный контроллер.

Выбранный для проекта контроллер можно сменить в любой момент.

Для начала создадим проект на языке LAD.

Ladder Diagram (LD, LAD, РКС) – язык релейной (лестничной) логики. Синтаксис языка удобен для замены логических схем, выполненных на релейной технике. Язык ориентирован на специалистов по автоматизации, работающих на промышленных предприятиях. Обеспечивает наглядный интерфейс логики работы контроллера, облегчающий не только задачи собственно программирования и ввода в эксплуатацию, но и быстрый поиск неполадок в подключаемом к контроллеру оборудовании. Программа на языке релейной логики имеет наглядный и интуитивно понятный инженерам-электрикам графический интерфейс, представляющий логические операции, как электрическую цепь с замкнутыми и разомкнутыми контактами. Протекание или отсутствие тока в этой цепи соответствует результату логической операции (истина — если ток течет; ложь — если ток не течет). Основными элементами языка являются контакты, которые можно образно уподобить паре контактов реле или кнопки. Пара контактов отождествляется с логической переменной, а состояние этой пары — со значением переменной. Различаются нормально замкнутые и нормально разомкнутые контактные элементы, которые можно сопоставить с нормально замкнутыми и нормально разомкнутыми кнопками в электрических цепях.

Рабочее окно программы FLProg на языке FBD состоит из нескольких полей:

1. Основное меню программы
2. Дерево проекта (в данном уроке оно не используется, его рассмотрим в последующих уроках)
3. Дерево установленного оборудования. В нём представлено оборудование (промежуточные реле, реле времени, генераторы…), которое используется в проекте. В новом проекте в нём присутствуют только входы и выходы контроллера.
4. Библиотека блоков. В ней находится оборудование, которое возможно применить в проекте. В данном уроке нас будет интересовать только папка «Базовые блоки»
5. Область схемы, в которой и будет собственно рисоваться схема. Схема в FLProg представляет собой набор плат с оборудованием.

Для начала вытащим на область схемы контакты кнопок. Это возможно сделать двумя путями.

• Перетащить соответствующий вход из папки «Свободные входы–выходы контроллера» дерева установленного оборудования на область схемы
  
• Перетащить блок «Контакт» из папки «Базовые элементы» библиотеки блоков.
  

В результате на схеме появится УГО (условно – графическое обозначение) контакта. В случае перетаскивания его из дерева установленного оборудования контакт окажется сразу привязанным к цифровому входу – выходу платы. Если блок контакта был вытащен из библиотеки элементов, он будет абстрактным контактом без какой – либо привязки.

И любом случае контакты необходимо параметрировать. Для этого делаем двойной клик на контакте. Открывается окно редактирования блока.

В первую очередь на закладке «Параметры» выбирается привязка контакта к выходу платы (если контакт выбран в библиотеке блоков).
После этого появляются новые параметры. «Зашита от дребезга» и «Подтягивающий резистор». Поскольку в соответствии со схемой кнопки подключены к GND, ставим галочку «Подтягивающий резистор». «Зашиту от дребезга» можете не устанавливать, в этой схеме в ней нет необходимости.

На закладке «Надпись к блоку» пишем название кнопки, что бы оно отображалось на схеме.

На закладке «Информация» можно посмотреть информацию о данном устройстве.

Таким же способом вытаскиваем остальные кнопки и контакты реле перегрузки.

После этого перетаскиваем из библиотеки блоков устройство «Катушка». Так же двойной клик на нём и открывается окно параметрирования катушки.

Назначаем катушку промежуточным реле «К1» дважды кликнув на соответствующем пункте списка.
Теперь надо выставить состояние контактов.
В программе FLProg состояние контакта соответствует уровню на привязанном входе платы. Если на входе платы 0 – контакты разомкнуты, если 5В – замкнуты. Поскольку кнопки в соответствии со схемой подключены к GND и включены встроенные подтягивающие резисторы, при замкнутой кнопке на входе платы будет 0, а при отпущенной кнопке 5В. В соответствии с этими правилами выставляем соответствие контактов. Это можно так же сделать двумя путями.

• Дважды кликнув на контакт и выбрав нужное состояние в редакторе блока
  
• Кликнуть правой кнопкой по контакту и в выпавшем меню выбрать нужный пункт.
  

Должно получиться вот такое состояние контактов (противоположное типовой схеме по описанной ранее причине)

Ну и теперь можно начать рисовать схему в соответствии с типовой схемой пускателя. Соединения рисуются путём наведения курсора на начальный вывод элемента, нажатия левой кнопки, и, не отпуская кнопки, соединение тянется до второго соединяемого вывода. Если при приближении курсора с идущим за ним соединением вывод окрашивается в оранжевый цвет — значит, это соединение к нему можно подключить

Для создания блок-контакта контактора можно перетащить контакт К1 из дерева установленного оборудования на схему.

В результате должна получиться вот такая схема. Я думаю, любой электрик поймёт её работу (с учётом инвертирования состояния контактов привязанных к входам платы Ардуино).

Таким образом, первая плата закончена. Назовем её «Плата управления». Для того что бы присвоить название плате делаем двойной клик по её заголовку.

Откроется окно редактирования заголовка платы.

Зелёный кружок в заголовке обозначает, что плата корректна и ошибочных блоков на ней нет. В случае наличия таких блоков он будет красным.
Теперь создадим ещё одну плату, нажав на кнопку «Добавить плату»

На ней будем управлять выходами платы Ардуино. Для этого перетаскиваем на вторую плату четыре катушки из библиотеки блоков и привязываем их к выходам платы Ардуино. Должна получиться такая картинка

Катушки с привязанными выходами платы соотносятся так: при включении катушки в проекте на выходе платы Ардуино будет 5В при выключении 0
Затем перетаскиваем из дерева установленного оборудования необходимые контакты (два контакта промежуточного реле, и контакт входа реле перегрузки), после чего рисуем необходимую схему и называем плату «Управление выходами».

Стрелочка в заголовке платы даёт возможность свернуть плату, что позволяет экономить место на рабочем поле и ускоряет работу программы при больших схемах. При клике на стрелочку плата либо сворачивается, либо разворачивается.

Загрузка в контроллер для обоих языков одинакова, так что мы рассмотрим её в конце урока, а пока создадим аналогичный проект на языке FBD.

FBD (Function Block Diagram) – графический язык программирования стандарта МЭК 61131-3. Программа образуется из списка цепей, выполняемых последовательно сверху вниз. При программировании используются наборы библиотечных блоков. Блок (элемент) — это подпрограмма, функция или функциональный блок (И, ИЛИ, НЕ, триггеры, таймеры, счётчики, блоки обработки аналогового сигнала, математические операции и др.). Каждая отдельная цепь представляет собой выражение, составленное графически из отдельных элементов. К выходу блока подключается следующий блок, образуя цепь. Внутри цепи блоки выполняются строго в порядке их соединения. Результат вычисления цепи записывается во внутреннюю переменную либо подается на выход контроллера.

Создадим новый проект на языке FBD.

Поля 1, 2, 4, 5 в окна программы аналогичны полям на языке LAD. Поле 3 здесь содержит дерево тэгов (входов, выходов и переменных). Здесь нет предварительно созданных входов, их нужно создавать при необходимости. Для создания нового входа нужно нажать кнопку «Добавить вход» или дважды кликнуть по пункту «Добавить вход» в дереве тэгов.

Откроется окно создания входа

Выбираем цифровой, появляются новые параметры. Записываем название входа, выбираем нужный вход платы Ардуино, и ставим галочку «Включить подтягивающий резистор».

Таким же образом добавляем все необходимые входы

Затем создаем переменную, отвечающую за состояние контактора. Для этого либо нажимаем на кнопку «Добавить переменную» либо делаем двойной клик на пункте «Добавить переменную» в дереве тэгов.

Открывается окно настройки переменной

Выбираем тип переменной Boolean и заполняем параметры

Блоки входа на языке FBD соответствуют реальным выходам платы, следующим образом. Когда на реальном входе 0 – на выходе блока – False, когда на входе платы 5B на выходе блока True.
Для запоминания состояния контактора используем RS триггер. Его надо перетащить из папки «Триггеры» библиотеки блоков на рабочее поле схемы.

RS-триггер, или SR-триггер — триггер, который сохраняет своё предыдущее состояние при нулевых входах и меняет своё выходное состояние при подаче на один из его входов единицы.
При подаче единицы на вход S (от англ. Set — установить) выходное состояние становится равным логической единице. А при подаче единицы на вход R (от англ. Reset — сбросить) выходное состояние становится равным логическому нулю.
При логическом нуле на обоих входах на выходе удерживается последнее состояние. При логических единицах на обоих входах в случае RS триггера выход устанавливается в логический ноль, а в случае SR триггера в логическую единицу.

Для того что бы включился контактор необходимо подать на вход S сигнал со входа «Пуск». Для этого перетаскиваем из дерева тэгов вход «ПУСК» на рабочую область схемы. Если вспомнить о том, что при нажатии кнопки Пуск на вход платы подаётся логический 0, то понятно, что необходимо инвертировать сигнал с кнопки. Для этого наведём курсор на вход S триггера и кликнем правой кнопкой мыши. В открывшимся меню в пункт выберем «Инвертировать»

После чего соединяем вход S триггера с выходом блока входа «Пуск». Создание соединения происходит, так же как и в языке LAD.

Остановка контактора происходит если:
Нажата кнопка «СТОП» (лог.1 на блоке входа «Стоп» ) ИЛИ нажата кнопка «АВАРИЙНЫЙ СТОП» (лог.1 на блоке входа «Аварийный стоп» ) ИЛИ сработало тепловое реле (лог.1 на блоке входа «КТ1» ). Значит, нам нужен блок ИЛИ с тремя входами.

Перетаскиваем его из библиотеки блоков из папки «Базовые блоки».

По умолчанию у блока ИЛИ два входа. Для того что бы добавить третий, выделяем блок и нажимаем кнопку «Добавить вход».

Переносим необходимые входы из дерева тэгов и соединяем со входами блока ИЛИ. А выход блока ИЛИ соединяем с входом R триггера.
Затем забираем из дерева тэгов переменную «Состояние контактора» и выход триггера соединяем со входом этой переменной. Должна получиться такая схема:

На этом закончим первую плату и назовём ее, как и на LADе – «Плата управления».
После чего создадим новую плату и сразу назовём её «Управление выходами».
Далее создадим выходы платы в соответствии со схемой. Для этого надо кликнуть на кнопку «Добавить выход» дли сделать двойной клик на пункте «Добавить выход» в дереве тэгов. Выходы создаём цифрового типа.

Перетащим на вторую плату созданные выходы, вход КТ1 и переменную «Состояние контактора» Затем соединим блоки в соответствии со схемой. Необходимые воды блоков инвертируем.

Обратите внимание, что при перетаскивании на схему блоков входа, выхода или переменной изначально у них нет входов или выходов. Они появляются при подведении курсора к блоку в месте их будущего расположения.
С созданием схем закончили. Теперь надо залить программу в контроллер. Для этого нажимаем кнопку «Компилировать проект».

В результате открывается окно Arduino-IDE с открытым скетчем, в который была преобразована созданная схема.

В программе Arduino-IDE выбирается плата, порт и производится заливка в контроллер скетча.

FLProg для начинающих

FLProg — Урок 4. Таймеры, счетчики. Как подключить LCD Дисплей

FLProg — Урок 4. Таймеры, счетчики. Как подключить LCD Дисплей

FLProg — Урок 5. Переменные, математика, алгебра

FLProg — Урок 5. Переменные, математика, алгебра.

FLProg — Урок 6. Компаратор и как подключить DS18B20

FLProg — Урок 6. Компаратор и как подключить DS18B20.

FLProg — Урок 7. Входы, выходы, ШИМ (PWM) режим

FLProg — Урок 7. Входы, выходы, ШИМ (PWM) режим.

FLProg — Урок 8. Аналоговый вход, масштабирование, AREF

FLProg — Урок 8. Аналоговый вход, масштабирование, AREF.

FLProg — Урок 9. Как подключить двигатели к Arduino

FLProg — Урок 9. Как подключить двигатели к Arduino.

Страница 1 из 3

• Первая
• Предыдущая
• 1
• 2
• 3
• Следующая
• Последняя

Навигация по сайту:

Юный Технарь:

Помощь проекту:

Деньги можно перечислить на карту Сбербанка России:

4276 5400 2194 5088

Поиск

Последние статьи

Идея — датчик уровня жидкости на тензода…

Идея — датчик уровня жидкости на тензодатчике своими руками.

Фреймворк JeeUI2 в программе FLProg — Ко…

Фреймворк JeeUI2 в программе FLProg — Контролер для полива своими руками.

Мой канал на YouTube

Подпишитесь!

2015, Arduinoprom.ru — блог Чилингаряна Грачика. Все авторские права на тексты принадлежат ему.

При размещении текстов и видеоматериалов на сторонних ресурсах активная гиперссылка ОБЯЗАТЕЛЬНА.

Все логотипы и товарные знаки, размещенные на сайте, принадлежат только их законным владельцам (правообладателям).

FLProg — система визуального программирования плат Arduino

В настоящее время в мире начался бум по использованию микроконтроллеров в различных самоделках и стартапах. Действительно, цены на микроконтроллеры упали, а возможности их постоянно растут. Да и наши друзья, китайцы, научились изготавливать периферию к ним, и продают её к тому же по смешным ценам. Но вот с программированием микроконтроллеров всё не так радужно…

С чего всё началось и как развивалось

С самого момента появления микропроцессоров развитие принципов работы с ними идет по пути роста абстракции. Первый этап представлял программирование непосредственно в машинных кодах. Программирование было сложным, долгим и требовало очень специфичного склада ума. Поэтому программистов было очень мало.

Но человек существо ленивое, а лень, как известно, двигатель прогресса. Придумали первый уровень абстракции – ассемблер. Писать программы стало проще и веселее. Количество программистов возросло. Но все равно ассемблер не очень сильно отличался от машинных кодов.

Поэтому появился следующий уровень абстракции. Языки высокого уровня. Основной целью этих языков была возможность объяснить машине, что от нее хотят, на языке максимально приближенном к человеческому. Это позволяло заниматься программированием людям с менее специфичным складом ума. Поэтому с развитием языков высокого уровня количество программистов росло, и соответственно росло количество полезных программ, которые они создавали.

Как дела обстоят сейчас

Конечно, для начала работы непосредственно с контроллером требуется определенная подготовка. То есть, необходимы программатор, настроенная среда для программирования на компьютере, ну и, естественно, знание языка программирования. Кроме того, требуется умение в работе с паяльником, разработке печатных плат, знания в электротехнике и электронике. Так что порог вхождения в область создания собственных устройств на микроконтроллерах остается высоким.

Кроме того, для такой работы требуется сочетание навыков, которые достаточно редко встречаются вместе. Программисты редко дружат с паяльником, а электронщики не часто являются программистами. Для программистов проблему решили созданием платы Arduino, которая позволяет собирать устройства без использования инструментов.

Для электронщиков и электриков все хуже. До последнего времени для того, чтобы создать свое устройство с применением микроконтроллера, у них было два пути. Либо самим изучать язык программирования "С", либо просить помощи у программиста. Оба пути не самые лучшие. Для того что бы стать программистом, необходим определенный склад ума, не всегда совместимый с опытом чтения электрических схем. А знакомого программиста может не оказаться под рукой.

В то же время давно существуют среды программирования адаптированные под обычного инженера – электронщика, ну или просто электрика. Я имею в виду среды программирования промышленных контроллеров. ПЛК. Они позволяют создавать программное обеспечение для контроллеров на языках FBD и LAD. Собственно говоря, как таковыми языками они не являются. Это, скорее, графические среды для рисования принципиальных или логических схем.

FBD (Function Block Diagram)

– графический язык программирования стандарта МЭК 61131-3. Программа образуется из списка цепей, выполняемых последовательно сверху вниз. При программировании используются наборы библиотечных блоков. Блок (элемент) – это подпрограмма, функция или функциональный блок (И, ИЛИ, НЕ, триггеры, таймеры, счётчики, блоки обработки аналогового сигнала, математические операции и др.). Каждая отдельная цепь представляет собой выражение, составленное графически из отдельных элементов. К выходу блока подключается следующий блок, образуя цепь. Внутри цепи блоки выполняются строго в порядке их соединения. Результат вычисления цепи записывается во внутреннюю переменную либо подается на выход контроллера.

Ladder Diagram (LD, LAD, РКС)

– язык релейной (лестничной) логики. Синтаксис языка удобен для замены логических схем, выполненных на релейной технике. Язык ориентирован на инженеров по автоматизации, работающих на промышленных предприятиях. Обеспечивает наглядный интерфейс логики работы контроллера, облегчающий не только задачи собственно программирования и ввода в эксплуатацию, но и быстрый поиск неполадок в подключаемом к контроллеру оборудовании. Программа на языке релейной логики имеет наглядный и интуитивно понятный инженерам-электрикам графический интерфейс, представляющий логические операции, как электрическую цепь с замкнутыми и разомкнутыми контактами. Протекание или отсутствие тока в этой цепи соответствует результату логической операции (истина – если ток течет; ложь – если ток не течет). Основными элементами языка являются контакты, которые можно образно уподобить паре контактов реле или кнопки. Пара контактов отождествляется с логической переменной, а состояние этой пары – со значением переменной. Различаются нормально замкнутые и нормально разомкнутые контактные элементы, которые можно сопоставить с нормально замкнутыми и нормально разомкнутыми кнопками в электрических цепях.

Такой подход оказался очень удобным для легкого вхождения в разработку систем АСУ инженеров-электриков и электронщиков. Разрабатывая проекты установок, они могли легко привязать работу этих установок к алгоритмам работы контроллера. В обслуживании этих установок на объекте также лучше, когда существующий обслуживающий персонал может легко проверить работу системы АСУ, найти проблему. И при этом нет необходимости вызывать по каждому пустяку программиста из «Центра». И это подход себя оправдал. На сегодняшний день почти все системы промышленной автоматики созданы с помощью таких средств разработки.

Такая среда разработки есть у Siemens, ABB, Schneider Electric… да и практически у всех производителей ПЛК. Казалось бы, идеальное решение для любителей самоделок. Но, как всегда есть «но». Все эти среды программирования привязаны к промышленным контроллерам определённого производителя. И цены на эти контроллеры мало вдохновляют. Очень редко какой семейный бюджет позволит приобрести контроллер ценой в несколько десятков тысяч рублей.

Зато платы Arduino идеально подходят для самодельщиков и кулибиных, на которых наша страна всегда была, есть и будет богата. Но, опять «но». Программируются эти платы на языке C. Для большинства этих умнейших людей, с очень прямыми руками, растущими из положенного места, язык С. это китайская азбука. Они могут придумать, нарисовать, собрать, отладить и запустить сложнейшие схемы, но If, For, Case, Void и т.п. — это не для них. Конечно, можно почитать инструкции в интернете, поиграться какое-то время, помигать светодиодом с помощью примера. Но для более серьезного применения необходимо детальное изучение языка. А зачем им это?

Они не собираются быть профессиональными программистами. У них другой путь. Они что-то придумали. Да, это проще и красивее собрать с помощью микроконтроллера, но становится для этого программистом, потратив месяцы на изучение языка? Нет, конечно. Собирают по старинке, попроще, конечно, но в своей области.

На основании всех этих выкладок и был создан проект FLProg. Основная идея проекта – совместить принципы промышленного программирования с дешевизной и удобством Arduino. Проект предлагает новый уровень абстракции с довольно смелым заявлением –

Чтобы программировать микроконтроллеры не обязательно знать языки программирования!

В результате получился инструмент, позволяющий создавать свои проекты на Arduino любому человеку, знакомому с электротехникой и электроникой, позволяющий создать свое изделие с использованием данных плат.

Проект состоит из двух частей.

Первая часть -это десктоп-приложение FLProg, представляющее собой графическую среду программирования плат Arduino.

Во-вторых, это сайт FLProg.ru, с помощью которого члены сообщества пользователей программы могут пообщаться между собой, узнать последние новости проекта, скачать последнюю версию программы, ну и найти необходимую информацию по работе с приложением.

Начнем по порядку

Программа FLProg позволяет создавать прошивки для плат Arduino с помощью графичес­ких языков FBD и LAD, которые являются стандартом в области программирования промыш­ленных контроллеров. При создании программы я постарался максимально использовать наработки программистов Siemens, ABB, Schneider Electric в их средах программирования.

Я немного расширил классический функционал этих языков, добавив функциональные блоки, отвечающие за работу с внешними устройствами. Они являются «обертками» над библиотеками, предназначенными для работы с ними. Программа работает на компьютере под управлением OS Windows. Но энтузиастами из сообщества пользователей программы была опробована возможность запуска программы по ОС Linux. Этому посвящена статья на сайте проекта, которую можно прочитать по ссылке:

При создании нового проекта вам предложат выбрать язык программирования, на котором вы будете создавать проект, и контроллер, на котором этот проект будет реализован.

Вот список плат Arduino, поддерживаемых программой на сегодняшний день:

В скором времени ожидается пополнение в семействе поддерживаемых плат. Arduino Due уже в пути, а плату Intel Galileo (gen.2) обещал предоставить руководитель лаборатории интернета вещей при Санкт-Петербургском Государственном университете телекоммуника­ций им. проф. М.А. Бонч-Бруевича. Со временем, по мере приобретения, планируется поддержка плат основанных на контроллерах STM.

Проект в FLProg представляет собой набор плат, на каждой из которых собран законченный модуль общей схемы. Для удобства работы каждая плата имеет наименование и комментарии. Так же каждую плату можно свернуть (для экономии места в рабочей зоне, когда работа над ней закончена) и развернуть. Красный индикатор в наименовании платы указывает на то, что в схеме платы есть ошибки.

Вид окна программы в режиме языка FBD.

Вид окна программы в режиме языка LAD.

В правой части рабочей зоны расположена библиотека элементов. В схему элементы переносятся простым перетаскиванием. При двойном клике по элементу будет показана информация о нём.

Вот список блоков доступных на сегодняшний день.

FBD:

Базовые элементы

Специальные блоки

Триггеры

Таймеры

Счетчики

Математика

Сравнение

Com –порт

Send
SendVariable
ReceiveVariable

Переключатель

Моторы

Часы реального времени

[Alarm]
[GetTime]
[SetTime]

Дисплеи

Дисплей на чипе НD44780
Подсветка дисплея на чипе НD44780 I2C
Блок декодирования семисегментного индикатора

Строки

Датчики

[Ultrasonic HC-SR04]
[DHT11, DHT21, DHT22]
[DS18x2x]
[IR Ressive] [BMP-085]

SD карта

Запись переменной на SD карту
Выгрузка файла с SD карты

Конвертация типов

Преобразование строк
Преобразование Float в Integer

Микросхемы расширений

Расширитель выводов 74HC595

Операции с битами

Шифратор
Дешифратор
Чтение бита
Запись бита

Разное

Матричная клавиатура
Пьезодинамик

EEPROM

Запись в EEPROM
Чтение из EEPROM

Коммуникации

SendVariableFromCommunication
RessiveVariableFromCommunication
WebServerPage
WebClient

LAD:

Базовые блоки

Контакт
Катушка
Защита от дребезга
Выделение переднего фронта

Специальные реле

Двустабильное реле
Реле времени
Генератор
Реле сравнения

Алгебра

Аналоговые блоки

Масштабирование
Математика
Счетчик
Аналоговый переключатель
Переключатель много к одному
Переключатель один ко многим
Аналоговый вход контроллера
Аналоговый выход контроллера
Вход аналогового соединителя
Выход аналогового соединителя
Скоростной счетчик

CommPort

Передача в ComPort
Передача переменной через Comm port
Прием переменной через Comm port

Моторы

Сервомотор
Шаговый двигатель

Часы реального времени

Получить данные
Будильник
Установка времени

Дисплеи

Дисплей на чипе HD44780
Блок управления подсветкой дисплея на чипе HD4480 I2C
Блок декодирования семисегментного индикатора

Строки

Датчики

Ультразвуковой дальномер HC-SR04
Датчик температуры и влажности DHT11 (DHT21, DHT22)
Датчик температуры DS18x2x
IR Ressive
BMP-085

SD карта

Запись переменной на SD карту
Выгрузка файла с SD карты

Конвертирование типов

Конвертация строк
Преобразование Float в Integer

Микросхемы расширений

Расширитель выводов 74HC595

Операции с битами

Шифратор
Дешифратор
Чтение бита
Запись бита

Разное

Матричная клавиатура
Пьезодинамик

EEPROM

Запись в EEPROM
Чтение из EEPROM

Коммуникации

Блок отправки переменной через коммуникации
Прием переменной через коммуникации
Страница Web сервера
Web клиент

В настоящее время ведется разработка функциональных блоков для работы с трех­осевым гироскопом, люксометром, и другими датчиками и сенсорами. Также ведется работа над организацией обмена данными через блютуз, радиоканал, и интерфейс RS-485. В дальнейших планах. разработка SCADA-системы для организации интерфейса систем, разработанных в программе FLProg на персональном компьютере или графических дисплеях.

Список периферийного оборудования, поддерживаемого программой, доступен на сайте проекта по ссылке:

Датчики температуры и влажности DHT11, DHT21, DHT22.

Для части оборудования в разделе на сайте присутствуют обзорные статьи, облегчающие понимание применения его в программе.

В верхней части рабочей зоны расположен список тэгов (переменных и входов выходов) (FBD) или установленного оборудования (LAD). Тэги или оборудование переносятся на схему простым перетаскиванием.

После завершения работы над проектом производится его компиляция. После компиляции автоматически откроется программа "Arduino 1.5.7" с загруженным скетчем вашего проекта. В программе "Arduino IDE 1.5.7" вам необходимо будет указать номер COM ­порта, к которому подключен ваш контроллер, выбрать его тип, и произвести заливку скетча в контроллер. Подробнее о программе "Arduino IDE 1.5.7" можно почитать на сайте Arduino.ru.

Где скачать FLProg?

В рамках проекта существует сайт http://flprog.ru. Основная задача сайта – дать возможность пользователям скачать последнюю версию программы, узнать о нововведениях и изменениях.

Скачать программу можно без регистрации на сайте, но для зарегистрированных пользователей функционал сайта заметно расширяется. Регистрация очень проста и требует только подтверждения электронной почты. Никаких других данных при этом вводить не требуется.

На странице загрузки программы всегда доступны две версии: инсталлятор и портативная версия, не требующая установки. Если возможно, то я также выкладываю файл обновления значительно меньшего размера, позволяющий обновить предыдущую версию.

Также на странице загрузки можно посмотреть список нововведений и исправленных ошибок для данной версии и перейти в архив предыдущих версий.