ae2 project endüstriyel rpi uygulama eğitimipe2a.com/medioex/downloads/pe2a_vd2440111_ytu.pdf ·...
TRANSCRIPT
pe2a.com
Ae2 Project Endüstriyel RPI Uygulama Eğitimi
Kısım – 1 (21.11.16)Kısım – 2 (Lab.) ( 28.11.16)
Polly Electronics and [email protected]
28.01.17 1
İÇİNDEKİLER :
• Endüstriyel Otomasyon Giriş• Klasik PLC Sistemleri• Klasik PLC & RPI tabanlı iot Çözümleri• RPI Tabanlı Örnek Otomasyon Projeleri• MedIOEx Rpı Shield• Sorular
28.01.17 2
Basit bir PLC Şeması
28.01.17 3
megep.meb.gov.tr
PLC’de Kullanılan Modüller
28.01.17 4
• Digital Input• Digital Output • Analog Input• Analog Output • Hızlı Sayıcılar • PT100 girişi • Haberleşme Modülleri vs.
Temel Otomasyon Bilgileri
Digital Input
28.01.17 5
megep.meb.gov.tr
Digital Input Digital Output
«0» signal gerilimi -3..+5V EN61131-2
«1» signal gerilimi 15..30V EN61131-2
Digital Output
«0» 0V
«1» 24V
Temel Otomasyon Bilgileri
28.01.17 6
Digital Input
Temel Otomasyon Bilgileri
28.01.17 7
Digital Output
Temel Otomasyon Bilgileri
28.01.17 8
Analog Input / Output
Temel Otomasyon Bilgileri
28.01.17 9
Analog Input / Output
Rüzgar Türbini Dişli Kutusu Örnek Yağ Basıncı Hesabı:
4 mA : 016 mA : 4095
Klasik Otomasyon Sistemlerin Avantajı / Dezavantajı
28.01.17 10
Avantajları
Standartlara uygunluk
Teknik servis ağı
Bilinirlik
IEC 61131-3 yazılımın basitleştirilmiş olması
Dezavantajları
Pahalı olması
Çok adetli makine üretimlerine uygun olmaması»
Yeni teknolojileri desteklememesi
CPU mimarisinin ve hızlarının ilkel olması
Her PLC’nin kendine ait farklı haberleşme protokolü olması
Peki ya iot Sistemleri ?
28.01.17 11
Dezavantajları
Standartlara uygunluk
Teknik servis ağı
Bilinirlik
IEC 61131-3 yazılımın basitleştirilmiş olması
Avantajları
Uygun maliyet
Çok adetli makine üretimlerine uygun olması
Yeni teknolojileri desteklemesi (programlama)
CPU mimarisinin ve hızlarının modern olması
TCP/IP , MQQT gibi modern haberleşme protokolleri desteklemesi
Bulut yapısına uygunluk
KarşılaştırmaBasit bir PLC ve RPI
28.01.17 12
Raspberry Pi 3 Teknik Özellikleri:• 64 bit quad core ARMV8 işlemci• 40 GPIO• 1.2 GHz• 1GB RAM• Dahili Wifi – BCM43143• Bluetooth 4.1 • 4 adet USB 2.0• 4 uçlu stereo çıkışı ve composite
video çıkışı • HDMI çıkışı
Technical Data Siemens S7-1200 CPU 1211C
Processor -
Flash memory 50kb
Internal Main Memory 1MB
Operating system -
Address Data 1kb
GPIO 12
Görüntü Çıkışı -
Stereo Çıkışı -
Endüstri şu anda neden RPI Kullanmıyor ?
28.01.17 13
Endüstride Kullanılan bir pano
Raspberry ile yapılmış bir pano
Endüstri şu anda neden RPI Kullanmıyor ?
28.01.17 14
Nedenleri:• IO Shield’ler endüstriyel kullanıma uygun değil • Genelde ‘hobi’ amaçlı kullanıcılar sadece
output/inpu gibi özellikleri kullanıyor • Endüstri yeterince konu ile ilgili Ar-Ge yapmıyor
Çözüm:Pe2a, mühendisliği ve dizaynı tamamen yerli; açık kaynak kodlu MedIOEx IO Shield’ini tasarladı
MedIOEx Nedir -1 ?
28.01.17 15
VD2440111 IO Expander Kartı
Endüstriyel şartlar düşünülerek hazırlanmışRaspberry PI genişleme modulüdür.
PLC ve endüstriyel PC’nin çalıştığı her ortama uyumludur.
PLC’de olmayan bir bilgisiyarın sağlayabileceği tüm özellikleri destekler:
• Onboard wireless• Linux based compuing • Python, C/C++ extension • Node.js, PHP kurulumu vs.
MedIOEx Kimler Kullanmalı ?
28.01.17 16
VD2440111 IO Expander Kartı
Embedded linux öğrenmek ve öğrendiklerini sahada uygulamak isteyen lise/üniversite öğrencileri
Eğitim modüllerinde Raspberry’yi öğrenen ama bunugerçek hayata uygulayamayan mühendisler/ilgililer.
Öğrencilerine endüstriyel şartlara uygun otomasyon ve geleceğin sektörü iot ile ilgili gerçek uygulamalı örnek vermek isteyen öğretim görevlileri.
Uygun maliyetli ve bulut tabanlı çalışmaya uygun endüstriyel PC, PLC arayan şirketler.
MedIOEx IO Ayrıntıları - 1
28.01.17 17
VD2440111 Kart genel özellikleri:
• 16 Digital Output• 16 Digital Input • 4 Analog Input • 4 Analog Output • RS232/RS485• i2c Temperature• Real Time Clock
Haberleşme Modülleri:
VD2440111 IO Expander Kartı
MedIOEx IO Haberleşme Altyapısı
28.01.17 18
VD2440111 IO Expander Kartı
SPI i2c Pin to pin
DOAOAI
RTCSicaklik
DIRS232
RS485
MedIOEx ile Ae2 Araç Temel Kontrolör Tasarımı
28.01.17 19
MedIOEx IO Ayrıntıları -2
28.01.17 20
Digital Output
12 adet 24VDC, 80mA transistor Çıkışı
4 adet 250V, 5A Röle Çıkışı
Analog Output
4 adet 12bit, 0-10V
• J3, J4, J5, J6 konnektörleri
• J1 konnektörü
Max. çalışma çıkış akımı 10mA
Max. çalışma akımı 80mA
28.01.17 21
Digital Input
16 adet 24VDC
Analog Input
4 adet 12bit, 0-10V
• J14, J15, J16 ,J17 konnektörleri
• J13 konnektörü
MedIOEx IO Ayrıntıları - 3
Kart besleme gerilimini izlemek için SW2 «24V sense» aktif hale getirilmesi gereklidir. 4.PİNDEN OKMASI GEREKIİYR
28.01.17 22
24V Bus
J2
MedIOEx IO Ayrıntıları - 4
J18
J12
5V Bus
Bus hattını sahadaki sensör, kontak vs. gibi beslemelerde kullabilirsiniz.
Max. çalışma akımı 200mA
28.01.17 23
Kart Besleme Konnektörü
J11 POWER
MedIOEx IO Ayrıntıları - 5
J10 POWER
Kart beslemesi 24VDC’dir.
Min. 1A, 24VDC güç kaynağı bağlanması gerekmektedir.
24VDC bağlanmasından 5V OK ise D13 Led’i yanar
28.01.17 24
RS485/RS232 Konnektörü
J7
MedIOEx IO Ayrıntıları - 6
SW1 switch’i ile RS232/RS485 seçimini yapabilirsiniz.
i2c Bus Çıkışı
J8
• Topoloji ve bağlantı şekline bağlı olarak 32 adet rs85 node desteği
28.01.17 25
MedIOEx IO Ayrıntıları - 6
Raspberry Pi 3 Teknik Özellikleri:
• 64 bit quad core ARMV8 işlemci• 1.2 GHz• 1GB RAM• Dahili Wifi – BCM43143• Bluetooth 4.1 • 4 adet USB 2.0• 4 uçlu stereo çıkışı ve composite video çıkışı • HDMI çıkışı
Raspberry Pi 3
28.01.17 26
Kolay Montaj
Tek yapmanız gereken Raspberry ‘i MedIoEx’e şekildeki gibimontajını yapmak:
• Karta, J10 veya J11 konnektöründen 24VDC verdikten sonra RPI üzerinde ufak tefek birkaç yazılım ayarıyla artık aklınızdaki tüm yazılımları gerçek hayata dökebilisiniz !
+ =
İlk Kurulum - 1
1-) Raspbian jessie işletim sisteminin yüklenmesi 2-) Bcm2835 kütüphanesinin kurulması RPI Terminalde aşağıdaki adımlar izlenmesi gerekiyor :
$ sudo su $ mkdir newDir$ cd newDir$ git clone git://github.com/pe2a/MedIOEx.git$ cd bcm2835-1.xx$ ./configure$ make check$ make install $ cd ..$gcc -o Do_test Do_test.c pmedex.c -lbcm2835 -std=gnu11
Program çalıştığında ledler «blink» yapacaktır.
28.01.17 27
Pe2a.h kütüphanesinin kararlı sürümü için raspbian Jessie işletim sistemi önerilir.
İlk Kurulum - 2
3-) SPI portu disabled4-) i2c portu raspi-config’den enabled5-) Serial port raspi-config enabled
SPI portu kapalı olması gerekiyor!
28.01.17 28
İlk Kurulum - 3
8-) Kurulum bitti artık kart ile endüstriyel otomasyon projelerini hayata geçirebiliriz
28.01.17 29
İlk Kurulum - 3
8-) Kurulum bitti artık kart ile endüstriyel otomasyon projelerini hayata geçirebiliriz
28.01.17 30
pmedex.h ve pmedex.c Hakkında
• pmedex.h ve pmedex.c kütüphanesi tamamen açık kaynak ve VD2440111 kartına tam uyumlu bir kütüphane desteğidir.
28.01.17 31
• C veya C++ programlama dillerini çok az bilen kullanıcılar bile bu kütüphane desteği ile günlük hayatta karşılaştıkları birçok sorunun üstesinden gelebilirler.
• Bu kütüphaneyi kullanarak yapılmış birçok örnek proje uygulamasına erişerek ihtiyacınız olan programı basit revizelerle işinize uygun hale kolaylıkla getirebilirsiniz.
• Haberleşme protokollerinin karmaşık işlemleriyle uğraşmanıza gerek kalmadan doğrudan projenizi basit fonksiyon bloklarıyla gerçekleştirebilirsiniz
Digital Output Örnek Kullanımı
28.01.17 32
gcc -std=gnu11 -o Do_test Do_test.c pmedex.c -lbcm2835
Compile:
Run:
./Do_test
Pe2a_DO_DI_init() DO ve DI’de kullanılacak pinlerin tanımlasını gerçekleştirir.
Pe2a_DO_setHigh() J3, J4, J5, J6 konnektörlerini tetikler ve 24VDC çıkışta verilmesini sağlar.
Pe2a_DO_setLow() J3, J4, J5, J6 konnektörlerinin iletimini keser ve çıkışta gerilimin 0V düşmesini sağlar.
Program çıktısı:100ms aralıklarla J4_1 pinin önündeki led yanıp/söner.
pe2a_GPIO_J14_1 pini eğer SW2 buzzer butonu aktif hala getirilirse aynı zamanda «buzzer» dan ses duyulmasını da sağlayacaktır. Kullanıcının ses ile uyarılması gibi işlemleri bu pini aktif hale getirerek kullanabilirsiniz.
Analog Output Örnek Kullanımı
28.01.17 33
gcc -std=gnu11 -o Ao_test Ao_test.c pmedex.c -lbcm2835
Compile:
Run:
./Ao_test
Pe2a_AO_init() AO’da kullanılacak pinlerin tanımlasını gerçekleştirir.
Pe2a_AO_writeVal() J1 konnektörünün pinlerinden analog gerilim referansı alınmasını sağlar.
0V -> 010V -> 4095
Program çıktısı:
Her saniye pinlerdeki gerilim 245mA artar ve 10V olduğunda tekrar 0V’a düşer.
Digital Input Örnek Kullanımı
28.01.17 34
gcc -std=gnu11 -o Di_test Di_test.c pmedex.c -lbcm2835
Compile:
Run:
./Di_test
pe2a_DO_DI_init() DO ve DI’de kullanılacak pinlerin tanımlasını gerçekleştirir.
pe2a_DI_getVal() J14,J15,J16,J17 konnektörünün pinleri Digital Input olarak kullanılabilir.
0 – 3V , « 0 » değeri>3V « 1 » değerini döndürecekir.
Program çıktısı:
Her saniye pinlerdeki gerilimi kontrol eder ve 3V yukarısındaki değerlerde 1 değerini döndürür.
Analog Input Örnek Kullanımı
28.01.17 35
gcc -std=gnu11 -o Ai_test Ai_test.c pmedex.c -lbcm2835
Compile:
Run:
./Ai_test
Pe2a_AI_init() AI’da kullanılacak pinlerin tanımlasını gerçekleştirir.
Pe2a_AI_getVal() j13 konnektörüne sahadan gelen gerilim referansını digital olarak kulalnıcıya verir.
0 -> 0V4095 -> 10V
Program çıktısı:
Her saniye pinlerdeki gerilimi ölçer ve 12bit çözünürlüğünde kullanıcıya anlık gerilim değerinin döndürür.
İlk test için SW2 24V sense butonu kullanılabilir. Buton aktif olduğunda pe2a_GPIO_J13_1 konnektörü 24VDC’den gelen gerilimi ölçecektir.
VD2440111/ Med_IO_Ex RPI IO Expander Geliştirme Kartı
RS232/RS485
28.01.17 36
1) 2)
• Serial Portunun «enable» edilmesi • RPI yeniden başlatıldığında J7 konnektörü D-Sub Bağlantısı yapıldığında karşı taraftaki bilgisiyar ile doğrudan haberleşmeye başlar
VD2440111/ Med_IO_Ex RPI IO Expander Geliştirme Kartı
Yararlı Linkler
28.01.17 37
MedIOEx İlk Devreye Alma : http://pe2a.com/MedIOEx/TR/MedIOEx-Baslangic-TR.htmlMedIOEx Devreye Alma ve Yazılım Kurulumları Video: https://vimeo.com/album/4362016MedIOEx Kaynak Kodları: https://github.com/pe2a/MedIOExMedIOEx Uygulama Örnekleri: https://github.com/pe2a/MedIOExSampleCodeshttp://pe2a.com/MedIOEx/TR/MedIOEx-OrnekKodlar-TR.html
MedIOEx'e uygun fiyatlar ile sahip olmak için:http://www.samm.com/product/1493/medioex-raspberry-pi-endustriyel-io-shield.html
MedIOEx İlk Devreye Alma : http://pe2a.com/MedIOEx/TR/MedIOEx-Baslangic-TR.htmlMedIOEx Devreye Alma ve Yazılım Kurulumları Video: https://vimeo.com/album/4362016MedIOEx Kaynak Kodları: https://github.com/pe2a/MedIOExMedIOEx Uygulama Örnekleri: https://github.com/pe2a/MedIOExSampleCodeshttp://pe2a.com/MedIOEx/TR/MedIOEx-OrnekKodlar-TR.htmlhttps://www.raspberrypi.org/forums/http://www.embedded.com/http://elinux.org/Main_Page
VD2440111/ Med_IO_Ex RPI IO Expander Geliştirme Kartı
28.01.17 38
Dinlediğiniz için teşekkürler.
Sıra sizde..
Sorular ?
Mail : [email protected]