2 января 2014 в 14:41

Siemens Logo! — десять лет спустя

Наводя порядок в шкафу, я нашел старый контроллер Siemens Logo! и ряд аксессуаров к нему. Когда-то, десять лет назад, я сделал несколько проектов на таких игрушках. Ностальгия и тёплые воспоминания про те времена побудили меня к написанию этого поста.



Под катом много фотографий (geek porn)!


Итак, что такое Siemens Logo!? Фирма Siemens позиционирует данное устройство как «интеллектуальное реле», позволяющее строить несложные системы автоматизации. Примером таких систем могут быть, например, гаражные ворота, лестничное освещение, управление насосами, поддерживающими уровень воды в баке и прочие простые системы, включающие в себя несколько датчиков с дискретными выходами, несколько исполнительных устройств и органы управления (кнопки и переключатели). Датчики с аналоговыми выходами тоже поддерживаются, при наличии специальных модулей расширения.

1. Железо


Семейство Siemens Logo! включает в себя множество разных модулей, но самым главным из них является модуль процессора.

1.1. Модуль процессора


Модуль, который я хочу вам показать, оснащен небольшим монохромным LCD. На нем отображаются меню, нужные при загрузке программы, на нём могут отображаться сообщения при работе программы, с него можно даже, при сильном желании, запрограммировать контроллер без подключения к компьютеру. Выпускаются также «слепые» модули (Pure), не имеющие экрана, но если вы занимаетесь построением систем на Siemens Logo!, нужно иметь хотя бы один модуль с экраном, чтобы иметь возможность копировать модули памяти. Но об этом будет сказано ниже.

image

Итак, модуль процессора 0BA3 питается от сети 220В, и имеет четыре дискретных выхода (реле) и восемь дискретных входов. Дискретный выход представляет собой реле с нагрузочной способностью до 10А при напряжении до 240В, дискретный вход допускает подключение цепей переменного тока напряжением 220В.

Самое интересное, конечно, внутри. Итак, модуль процессора в разобранном виде:

image

Модуль состоит из двух плат, на верхней плате расположен сам процессор и LCD, на нижней — блок питания, реле и дискретные входы.

Начнем с верхней платы.

image

Верхняя плата, верхняя сторона.

image

То же, со снятым LCD.

image

Верхняя плата, нижняя сторона.

На верхней плате размещается сам процессор (ASIC, разработанный специально для этого изделия), LCD, микросхема L4949EP (стабилизатор напряжения 5В, схема сброса и супервизор питания), кварц на 8МГц, ещё одна микросхема неизвестного назначения, микросхема Atmel 24C08 (EEPROM на 8 кбит), микросхемы 74hc4066 (4 аналоговых ключа) и 74HC11(?). Также на верхней плате расположены разъемы для подключения нижней платы, модуля расширения и модуля памяти.
Как видим, ничего особо интересного на верхней плате нет. Весь основной функционал заключается в одной специализированной микросхеме.

На нижней плате мы видим более интересные вещи. Здесь расположен источник питания на микросхеме TOP332G. Сама по себе микросхема (контроллер импульсного источника питания) очень распространенная, но здесь она применяется в несколько необычном включении, без трансформатора. Получается простой понижающий импульсный преобразователь напряжения, понижающий напряжения от сетевого (85 — 240В) до 24В постоянного тока. Блок питания не изолирует устройство от сети! Цифровая «земля» и общий провод дискретных входов оказываются связаны с «нулём» сети напрямую, поэтому при монтаже контроллера важно, ради соблюдения техники безопасности, подключать сеть правильно, с учётом того, какой провод нулевой, а какой фазный.

Дискретные выходы представляют собой реле Schrack с обмоткой на 24В. Кстати, маркировка на корпусе реле гласит, что коммутируемый ток составляет 8А, а Siemens заявляет для данного модуля 10А. Непорядок.

Дискретные входы не имеют гальванической развязки. По сути, сетевое напряжение через делитель и фильтр поступает напрямую на логику.

image

Схема дискретного входа

Также на нижней плате расположены винтовые клеммы, разъем для соединения с верхней платой и пьезопищалка.

1.2. Модуль дискретного ввода-вывода


Модуль дискретного ввода-вывода 0BA0, содержит четыре дискретных выхода (реле), четыре дискретных входа, и, как и другие модули этого семейства, пристыковывается к модулю процессора сбоку.



Отдельно он выглядит так:

image

И в разобранном виде:

image

Он также состоит из двух плат, верхней и нижней.

image

Верхняя плата, вид сверху.

Используются точно такие же реле Schrack на 8А, но на этот раз Siemens заявляет максимальный ток 5А. То есть в случае с процессорным блоком они рискуют тем, что будет превышен максимально допустимый ток через контакты реле, а здесь они перестраховываются.
image

Верхняя плата, вид снизу.

Здесь мы опять видим специализированную микросхему и уже знакомый нам стабилизатор питания L4949.

image

Нижняя плата содержит ещё два реле, источник питания и четыре дискретных входа. Все эти узлы аналогичны используемым в процессорном модуле.

1.3. Загрузочный кабель


Кабель предназначен для загрузки программ через порт RS-232. Кабель имеет гальваническую развязку.

image

Посмотрим, что внутри.

image

Внутри гибко-жесткая печатная плата. На одной стороне две оптопары.

image

Микросхема MAX3221 (порт RS232) и буфер (74НС14 или какой-то аналог).

1.4. Модуль памяти


Желтенькая штучка на фото — это модуль памяти. В принципе, Logo! работает и без него, но желтый модуль позволяет копировать программы. После заливки программы в контроллер по кабелю её можно скопировать в желтый модуль и вставить в другой контроллер, скажем, находящийся на объекте. Удобно тем, что монтажнику не нужно брать с собой ноутбук и кабель. Бывают ещё красные модули, они не позволяют скопировать своё содержимое во внутреннюю память контроллера (типа, защита от копирования).

image

Внутри находится микросхема EEPROM Atmel 24C08, такая же, как в модуле процессора.

2. Пишем программу


Итак, подключаем питание, включаем контроллер, и видим следующее:

image

Напишем программу «мигания светодиодиком». Светодиодик в кавычках, потому что никакой индикации срабатывания выхода на самом деле нет. Мы просто услышим звук срабатывающего реле. Слово «пишем» тоже можно взять в кавычки, потому что програмы для Siemens Logo! не пишутся, а рисуются в графической среде Logo! Comfort.

image

«Программы» в этой среде построены из «кубиков», каждый из которых представляет собой логический элемент, реле времени, вход, выход, и т.п.

В этой же среде можно запустить симуляцию программы. В нашем случае программа состоит из одного блока Symmetrical Pulse Generator, одного дискретного выхода, и одной константы (лог. 1), разрешающей работу генератора. Всё предельно просто.

Программное обеспечение позволяет запрограммировать любое поколение контроллеров Logo!, как старые (этот, например, третья модель), так и новые (6-я и 7-я модель). Отличаются они тем, что в новых гораздо больше функций, и гораздо меньше ограничений. Третья модель, например, позволят использовать в программе всего лишь до 56 блоков, в современных моделях блоков может быть и 200.

Достоинством этой среды является то, что в ней можно начать работу «с нуля», не имея опыта программирования логических контроллеров. «Кривая обучения» минимальна и может занять один вечер.

Программное обеспечение хорошо документировано, есть примеры проектов (например, автоматика лестничного освещения).

Теперь самое интересное.
Цены.

Конечно, именно эти модели давно устарели и сняты с производства, поэтому приведу цены на их современные инкарнации.
Цены приведены в рублях и являются приблизительными.

Модуль процессора — 4200 р.
Модуль дискретного ввода-вывода — 3000 р.
Кабель — 3800 р.
Модуль памяти — 650 р.

Впечатляет, не правда ли? Особенно на кабель (две микросхемы и две оптопары) и на модуль памяти (одна микросхема стоимостью меньше 10 р.)

Вот и всё. Надеюсь, вам понравилось. Буду рад ответить на ваши вопросы.
Владимир @32bit_me
карма
110,0
рейтинг 0,0
Программист
Самое читаемое Разработка

Комментарии (46)

  • +1
    Лого непривычен тем, что не позволяет гибко программить, скажем, как 200ю серию на LAD/STL.
    Для, казалось бы, простейших вещей типа увеличения/уменьшения с определенным шагом и периодичностью какой-нибудь переменной кнопками вверх/вниз приходится сильно извращаться при помощи не очень подходящих с первого взгляда блоков.
    • +2
      Logo и S7-200 это две разные весовые (и ценовые) категории.
      Естественно, лого более примитивная вещь.
      • 0
        Ну, по цене у них паритет. Младшенькие 221-е стоят 120-130 евро, лого с экранчиком 110-120 евро (без экранчика 90-100). Так что тут вопрос скорее в том, кто как привык (логософт или микровин), или в нюансах типа наличия AI.
        • 0
          Наверное, На S7-200 я проектов не делал, но играл с ними у наших представителей сименса.
          Несколько более сложная в освоении среда программирования, чем у Logo, у младших моделей есть свои ограничения по возможностям расширения, насколько я помню.
          Потом я перешел на другие контроллеры.
    • 0
      После знакомства с Zelio Logic от Шнайдера работать с Logo вообще не охота. Фирмварь часто обновляется и добавляются новые функции :) Плюс в логах вывод на экран возможен не во всех моделях, также и «программирование» с кнопок — только в старших, дорогих версиях.
      Интереснее по функциональности только Moeller easy, но в руки еще не попадались, только с эмулятором баловался.
  • +9
    Для тех, кто собирается писать комменты типа «почему бы не поставить распбери, ардуйню и т.п., вместо того, чтобы покупать сей девайс», стоит пояснить. Это контроллерчик (хотя их почему-то модно называть «реле») промышленного класса, который имеет всякие сертификаты, и он действительно довольно надёжен (в отличие от вашего говноскрипта на питоне, запущенном на очередной китайской поделке), а ещё его можно программировать прямо в поле с этого маленького экранчика и кнопочек.
    • 0
      > его можно программировать прямо в поле с этого маленького экранчика и кнопочек

      Можно, да, но я так и не рискнул попробовать.

      Конечно, там, где нужны сертификаты (промышленность, транспорт), ардуино и распберри не прокатят.
      • 0
        У меня был только контроллер, поэтому я свой программировал именно с экрана. Вполне ничего для простейшей программы. Мне еще очень в нем понравилось, то что он имеет снадартные размеры для крепления на DIN рейку и установки в щиток. Также я покупал контроллер прилизительно 8-9 лет назад и он до сих пор успешно служит.
        • 0
          Понятно.
          Вообще, практически все промышленные контроллеры монтируются на DIN-рейку, поэтому здесь ничего удивительного нет.

          В моём случае надо было сделать много разных проектов, поэтому был куплен один модуль с экраном для программирования «желтых модулей», а на объекты ставились контроллеры без экрана.
    • 0
      С первой частью (про ардуино) полностью согласен.
      Со второй — не соглашусь — если приходится программировать (не менять настройки) в поле — значит что-то не так. Наладчик ДОЛЖЕН подходит с ноутбуком.
    • +2
      Взять распбери, прикрутить к нему блок питания с хорошей защитой по питанию, добавить и запрограммировать дисплей, добавить кнопочки, добавить плату gpio, к gpio прикрутить блок с реле, засунуть все это в пылезащитный корпус, отладить и убедиться что все это надежно работает при любых помехах, влажности и температурах. Потратим на это NN человекодней. И все это лишь для того чтобы включать пару насосов?
      Уж лучше взять проверенный промышленный контроллер работающий из коробки. К тому же, если потребуется модернизация, или установка еще одного подобного девайса, то с этим справится любой инженер, и не потребуется снова искать «Кулибина с золотыми руками».
      • 0
        Здесь корпус не пылезащитный, кстати, обычный IP20. Но в целом всё правильно.
        Я видел множество самодельных контроллеров, они не имеют таких сред разработки, программы написаны на си или на асме, и мне всегда было интересно узнать, что будет делать пользователь, если ему нужно будет поменять в системе хоть что-то.
    • 0
      Есть и китайские аналоги по цене намного дешевле, потому ягоды и ардуйня будут не к месту в любом случае в пром автоматике :)
      • +1
        Китайских аналогов именно таких устройств я не видел, есть Шнайдер Зелио, уже упоминавшийся здесь в комментариях.
        Есть китайские контроллеры IPC DAS, например, но это уже полноценные ПЛК с другой средой разработки и другим порогом вхождения. И они ненамного дешевле, если вообше дешевле.
  • 0
    Когда-то разбирал похожий контроллер Schneider Zelio Logic. Внутри практически все то же самое. Что удивило — основан он был на ATmega64.
    • 0
      А что тут удивительного. Такие «интеллектуальные реле» не требуют большой мощности вычислительного ядра.
      • 0
        Удивило что стоит не нечто заказное, специально под устройство разработанное, как с Logo! из поста выше, а МК который мы и так использовали достаточно часто. Кстати мы прикидывали BOM для контроллера и сравнивали его с закупочной ценой готового контроллера. Отличие было что-то около 3 раз.
        • 0
          В 3 раза — это по-божески.
          То, что Siemens сделал устройство на заказной микросхеме, это их выбор, значит, могут себе позволить.
  • 0
    К ардуинке нужен сертифицированный переходник к gpio на силовые реле. Наверняка такие есть.
    • 0
      Если и нет, можно сделать и сертифицировать. Я когда-то занимался подобными вещами.
      • 0
        Реквестирую отдельный пост :)
        • +9
          Пост вряд ли напишу, это реально скучная тема.
          Суть в том, что фирма разрабатывает некий девайс, его надо сертифицировать (простой «сертификат соответствия»). Наши действия:
          пишем ТУ согласно ГОСТ (лучше вмего взять за основу какие-либо готовые ТУ). Идём в РосТест, находим человека, который занимается сертификацией данной продукции. Он говорит, что нужны результаты испытаний, проведенных в аккредитованной лаборатории, и говорит, где она находится.
          Несем туда наш девайс (от1 до 3 экземпляров, сколько попросят), платим деньги (у нас это было ~30тр.), заключаем договор. Через месяц (или как получится) получаем бумажку с результатами испытаний и замечания (если они есть). Устраняем замечания, бумаги с положительными результатами проверки несем в Ростест. Там ещё платим пошлину, регистрируем ТУ, и через неделю получаем серификат.

          Собственно, всё. Довольно скучно.
          • 0
            Ясно, спасибо.
  • 0
    То есть демо тут не покрутишь?
    • 0
      Нет.
      • 0
        Разве что придумать что-нибудь эдакое с лого в роли ядра.
        • 0
          Гирлянда с 4-мя лампочками?
    • 0
      Демо на дисплее?
      • 0
        Не получится никакого демо. Logo! имеет крайне ограниченные возможности, в основном вывод текстовых сообщений. Никакой графики на дисплее вы не сделаете.
        • 0
          Это да, но есть же ASCII-art.
          • 0
            Разве что так, на 4-хстрочном экранчике…
  • 0
    Мы эти модули для тестирования более сложных промышленных систем используем. Ну вот скажем, есть некая установка с задвижкой, оператор нажал кнопку — задвижка открылась, нажал другую — задвижка закрылась. Вся механика и пневматика тестируется минимум 24 часа — к клеммам подключается Logo и давит за оператора нужные кнопки круглые сутки.
    • 0
      Правильный подход.
  • 0
    Omron ZEN приятней в обращении.
  • 0
    Так вот как geek porn выглядит
    Кстати знатное устройство
  • +1
    Вот такая штука стоит у меня в щитке. Дело в том, что я стремлюсь экономить электроэнергию. В квартире много электрических теплых полов, и на них были поставлены СЛИШКОМ умные контроллеры. Им можно было сказать, что в такое-то время мне нужен пол с такой-то температурой. Но вот тупо сказать, что в 24:00 включить и в 6:00 отключить нельзя. Замена всех контролеров обошлась бы дорого. Был куплен вот такой контроллер, и запрограмирован так, что он умеет либо по расписанию включать/выключать линии к теплым полам, либо при помощи кнопок можно принудительно включить/выключить теплые полы принудительно. Програмировался он при помощи лестничных диаграмм.
    • 0
      Гм, интересная идея.
      • 0
        Похоже т.к. у меня зарезана карма не могу вставить картинку :(
        vromanov.com_images_flat_relay.jpg
        • 0
          Посмотрел, понятно.
        • 0
          А что это у вас на один клемник заходят красные и синие провода? Если это нули — почему красные? Если фазы — почему синие? И почему тогда клемник не закрыт?
          • 0
            Разводку полностью делал не я, только модифицировал. Дипломированным электриком не являюсь (работаю в области IT). Бело-синий провод — одна из фаз. Как раз остался старый. В квартиру введено трехфазное питание. Я свои провода — красные, сделал как раз как надо. Все это сверху обычно прикрыто панелью, которая прикрывает всю проводку, ее я снял только для фотографирования.
            Видно что бело-синие провода использованы и для ввода в квартиру. Черное сверху это счетчик и видны провода которые идут к нему и от него.
            Бело-синий провод еще и сечением побольше, чем красный — еще одна прична почему не стал его заменять.
  • 0
    Идея разработчикам клонов ардуино и подобных плат — сделать на основе ардуино контроллер для DIN-рейки,
    с подключаемыми модулями реле и т.п. — со внешним блоком питания 24 в.,
    чтобы свое творение можно было сразу себе в щиток ставить.
    Кстати, нет ли где схемы лого? или может есть идеи по обвязке контроллера в случае подобного применения. Возможно, с более удачными решениями, с развязкой гальванической и тп.
    • 0
      сам спросил — сам ответл:
      lartmaster.ru/goods/Shild-Arduino-Uno-na-DIN-rejku
      tienda.ray-ie.com/home/53-arduplcm.html
      www.arduino.ru/forum/apparatnye-voprosy/vot-chto-naryl-arduina-v-prom-ispolnenii
      последняя сыылка — обсуждение разных полупромышленных вариантов
    • 0
      1. Сделать аналог лого вообще не проблема, это простейшая конструкция.
      2. Схема лого вещь малополезная, так как он построен на основе специализированных микросхем.
      3. Хорошо, эти ребята сделали ардуину с реле на дин-рейку. А программное обеспечение они написали, аналогичное Logo!Soft Comfort?
      • 0
        так Wiring разжеван весьма неплохо, на его основе вполне можно жить.
        Под схематикой имеется в виду какие источники питания лучше и как использовать,
        какие приемы защиты от помех распространены, от высоковольтных импульсов и т.п.
        То, что там специализированная микросхема — не так проблемно. Можно вкатить вместо нее арм, авр, ведь она по сути выдает на релюшку 5 вольт или не выдает… Видел даже микросхемы со вшитым basic — программируются через посл. порт…
        • 0
          >так Wiring разжеван весьма неплохо, на его основе вполне можно жить.
          Суть Logo заключается в графической среде программирования, никакого текста. Инженер-электрик не будет изучать wiring.
          Схемотехника защиты от помех и прочее общеизвестные приемы, можно найти их множество.
          Источник питания лучше использовать внешний: на 24В, это стандарт в промышленной автоматике.

Только полноправные пользователи могут оставлять комментарии. Войдите, пожалуйста.