Architektura niskoenergetycznego uniwersalnego sterownika programowalnego

pol Article in Polish DOI: 10.14313/PAR_246/79

send Marcin Hubacz , Bartosz Pawłowicz , Bartosz Trybus Politechnika Rzeszowska, Wydział Elektrotechniki i Informatyki, ul. Wincentego Pola 2, 35-021 Rzeszów

Download Article

Streszczenie

Artykuł przedstawia koncepcję budowy architektury niskoenergetycznego sterownika programowalnego opracowanego zgodnie z normą IEC 61131-3. Uniwersalność dotyczy swobody wyboru jednostki centralnej oraz możliwości łatwej wymiany algorytmu sterującego. Do proponowanego rozwiązania wybrana zostaje jedna z omówionych trzech metod opracowywania i dystrybucji oprogramowania. W ramach prac przygotowany został prototypowy sterownik w oparciu o elementy ewaluacyjne, z przeznaczeniem do pracy w środowisku rozproszonym. W artykule przedstawiono również porównanie wydajności energetycznej wybranych układów STM32 z kilku odmiennych serii.

Słowa kluczowe

IEC 61131-3, internet rzeczy, Low Power, plc

Architecture of Low Energy Universal Programmable Controller

Abstract

The article presents the concept of building a low-energy programmable controller architecture developed in accord-ance with the IEC 61131-3 standard. The universality concerns the freedom of choice of the central unit and the possibility of easy replacement of the control algorithm. One of the three methods of software development and distribution is selected for the proposed solution. As part of the work, a prototype controller was prepared based on evaluation elements, intended to work in a distributed environment. The article also presents a comparison of the energy efficiency of selected STM32 systems from several different series.

Keywords

IEC 61131-3, Internet of Things, Low Power, plc

Bibliography

  1. Hasan M., State of IoT 2022: Number of connected IoT devices growing 18% to 14.4 billion globally. https://iot-analytics.com/number-connected-iot-devices.
  2. Beremiz Integrated Development Environment, www.beremiz.org.
  3. Tisserant E., Bessard L., Sousa M., An Open Source IEC 61131-3 Integrated Development Environment. [In:] IEEE International Conference on Industrial Informatics, 2007, 183–187, DOI: 10.1109/INDIN.2007.4384753.
  4. GEB Automation. GEB Automation IDE Guide. www.gebautomation.org.
  5. Cavalieri S., Puglisi G., Scroppo M.S., Galvagno L., Moving IEC 61131-3 applications to a computing frame-work based on CLR virtual machine. [In:] Proceedings of the IEEE 21st International Conference on Emerging Technologies and Factory Automation, Berlin, Germany, 6–9 September 2016; 1–8.
  6. Lee Y., Jeong J., Son Y., Design and implementation of the secure compiler and virtual machine for developing secure IoT services. “Future Generation Computer Systems”, Vol. 76, 2017, 350–357, DOI: 10.1016/j.future.2016.03.014.
  7. Rockwell Automation. ISaGRAFWorkbench. www.isagraf.com.
  8. COPA-DATA France. STRATON. www.straton-plc.com.
  9. Zhang M., Lu Y., Xia T., The design and implementation of virtual machine system in embedded SoftPLC system. [In:] Proceedings of the International Conference on Computer Science and Applications, Trento, Italy, 6–8 June 2013; 775–778, DOI: 10.1109/CSA.2013.185.
  10. Rzońca D., Sadolewski J., Stec A., Świder Z., Trybus B., Trybus L., Developing a multiplatform control environment, “Journal of Automation Mobile Robotics and Intelligent Systems”, Vol. 13, No. 4, 2019, 73–84, DOI: 10.14313/JAMRIS/4-2019/40.
  11. Trybus B., Development and Implementation of IEC 61131-3 Virtual Machine. “Theoretical and Applied Informatics” Vol. 23, No. 1, 2011, 21–35.
  12. Hubacz M., Sadolewski J., Trybus B., Obsługa typów danych normy PN-EN 61131-3 w architekturze ARM z ograniczeniami dostępu do pamięci. „Pomiary Automatyka Robotyka”, R. 26, Nr 1, 2022, 23–31, DOI: 10.14313/PAR_243/23.
  13. Sadolewski J., Trybus B., Compiler and virtual machine of a multiplatform control environment. “Bulletin of the Polish Academy of Sciences. Technical Sciences”, Vol. 70, No. 2, 2022, DOI: 10.24425/bpasts.2022.140554
  14. IEC 611313:2013; Programmable Controllers—Part 3: Programming Languages. European Committee for Electrotechnical Standardization: Brussels, Belgium, 2013.
  15. Wang K.C., Embedded Real-Time Operating Systems. Embedded and Real-Time Operating Systems; Springer: Cham, Germany, 2017, 401–475, ISBN 978-3-319-51517-5.
  16. Nota katalogowa STM32L476. www.st.com/resource/en/ datasheet/stm32l476rg.pdf.
  17. Wu H., Chen C., Weng K., An Energy-Efficient Strategy for Microcontrollers. “Applied Sciences”, Vol. 11, No. 6, 2021, DOI: 10.3390/app11062581.