IEC 61131 konforme Programmierumgebung für AVR Prozessoren

Problemstellung
Der Gebrauch einer handelsüblichen SPS ist oft aus Kostengründen problematisch. Dabei wurde in früheren Zeiten auf die Verwendung der praxisorientierten SPS-Programmiersprachen nach IEC 61131 verzichtet.

Dieses Projekt liefert eine Lösung für dieses Problem.

Der Anwender verwendet CodeSys(eine Standardprogrammierumgebung nach IEC1131) um sein Benutzerprogramm zu entwickeln
Dieses wird dann in die maschinennahe AWL-Sprache übersetzt
Ein Übersetzungsprogramm ermittelt den erforderlichen C-Code
Dieser wird dann mit einem Betriebsprogramm  auf den Controller geladen
Außerdem soll es dem Benutzer ermöglicht werden den Wert einzelner SPS-Variablen abzufragen bzw. zu setzen (debuggen)
Daraus ergeben sich zwei klare Vorteile:

Es kann eine kostengünstige,  kleine SPS für kleine Projekte  angewendet werden
Für Ausbildungszwecke ist diese SPS   gut geeignet, da sie handlich und relativ günstig ist.

Zielsetzung
Ziel dieser Diplomarbeit ist es, ein nach IEC 61131-3 erstelltes Programm so zu übersetzen, (wobei als Quellsprache die maschinennahe AWL-Sprache gewählt wurde), dass es ermöglicht wird diesen übersetzten Code auf einen konventionellen 8 bit Controller der Firma Atmel zu laden und somit diesen Controller bei kleinen Projekten, wie Garagentorsteuerung oder einer simplen Heizungssteuerung anzuwenden.

Aufgabenverteilung
Husakovic Adnan…Hauptverantwortlicher Bereich Softwaredesign

Programmierte
– Übersetzer (Compiler),
– Interface Compiler- Debugger,
– IEC-konforme Funktionsbausteine
– Echtzeitbetriebssystem (kernel)   basierend für 8 bit  Atmel  RISC-Architektur

Pürmaier Patrick…Hauptverantwortlicher Bereich Hardwaredesign (Montage SPS, Gehäusezeichnung)

Programmierte
– RS 232-c konformen Debugger

Ergebnis
Es wurde eine voll funktionsfähige Software entwickelt. Ende April 2010 konnte diese in Betrieb genommen werden. Anhand eines kleinen Garagentormodells wurde am 26.5.2010 die vollständige Funktionstauglichkeit bewiesen.

Problem Description
The conventional use of a commercial PLC (programmable logical controller) is nowadays often quite problematic. Because of cost problems alternatives to the PLC-languages (accorded to IEC61131) had to be found, which was very often quite difficult. This Thesis represents a solution for this problem.

CodeSys v2.3 (a standard IEC 61131-conform IDE(Intergrated Development Environment)) is used to develop  the user routine (from one of the 5 PLC-programming languages)
This user code is being translated into IL (Instruction List)
The compiler generates the required c-code
This code is linked with the operating system kernel and loaded onto the controller
The user should also be able to set value or to ask for their present value (debugging function)
A small and handy PLC, which can be used in everyday control technology applications, like  garage door controlling or heating controlled, was developed.

Allocation of tasks
Husakovic Adnan…      mainly responsible for Software Design

programmed
– Compiler
– interface Compiler-Debugger
– IEC-conform function routines
– Real-time operating system kernel based for 8 bit Atmel microcontroller architecture

Pürmaier Patrick…      mainly responsible for Hardware Design
designed a powerengine-IO-card

programmed
– RS 232-c conform Debugger

Result
The designed and programmed software was tested and released from April, 2010. On the 26th May, 2010 both hard- and software  were tested on a small garage door model.