Plc con 8051

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  • Publicado : 26 de abril de 2011
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Un autómata programable casero (PLC).

Esto no tiene mucho que ver con la robótica, pero si con la domótica. Si queremos automatizar de alguna manera una casa necesitaremos un "cerebro" que tome las decisiones pertinentes en base a las entradas y  salidas: un PLC.

Un poco de historia:
Este proyecto lo comencé hace más de 10 años. Entonces no había en el mercado un PLC comercial con entradasy salidas analógicas y comunicaciones serie compacto y a un precio razonable. A mi jefe se le ocurrió clonar un autómata comercial, incorporando los circuitos que faltaban a los modelos estándar. Asi nacio el proyecto EC. El autómata clonado es hitachi serie EB, más tarde incorporé las funciones de la serie EC. El proceso consistía en leer el manual del autómata y simular, con otro micro, elfuncionamiento del PLC. Lo mismo con las comunicaciones serie: emular el comportamiento del PLC. Se trataba de poder utilizar, con el nuevo PLC, las herramientas de programación ya existentes para hitachi. El EB utiliza un micro motorola 680x, no recuerdo bien. El EC un H8-325. La primera versión de pruebas corría en un 8051 de intel, la segunda en un H8-534. 
Lo cierto es que la cosa funcionó y losautómatas clónicos basados en el H8-534 llevan más de 10 años funcionando perfectamente. A estas alturas ya es innecesario andarse con estas complicaciones de hacer uno mismo los PLC, pero todo el proyecto es muy instructivo y útil para un aficionado, por eso libero el proyecto.
Desgraciadamente el hacer algo en solitario tiene sus ventajas e inconvenientes. Como no tienes que compartirinformación con nadie no documentas el proyecto (todo esta en mi cabeza). El proyecto esta poco o nada documentado y hacerlo es muy tedioso. Contestaré las dudas a quien lo pida por email. Además, como se basa en un equipo comercial, para el uso y programación no hay más que remitirse a la documentación original de hitachi por lo que no hice manuales propios del PLC emulado. Al dia de hoy las series EB y ECcreo que están descatalogadas. Yo tengo los manuales completos de programación y comunicaciónes.
Este es el primer prototipo basado en el 8051 (aunque lleva un DS500-32-12 de dallas).
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Consta de un convertidor DC-DC de 24 a 5V el DS500 que integra 32K de RAM, reloj y batería de lítio. Tiene 8 entradas digitales de 24V DC y 6 salidas a LED (solo sirve para pruebas).

En esta foto puedeverse el prototipo del diseño definitivo (basado en 8051, DS500 o DS87c520).
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En la placa de arriba están las 16 entradas optoaisladas a 24V DC y las 16 salidas a relé, cada una de ellas con su LED de señalización. En la placa de abajo la CPU. Soporta 64K de EPROM y 64K de RAM. Se alimenta a 24V con un DC-DC y puede llevar un 8051, DS87C520, DS5000 u otro clon del 8051. Tiene 8 dilswitchespara la configuración y 4 led de diagnóstico.
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El conjunto CPU y E/S montado. Pueden verse los LED rojos de señalización de las salidas en la parte superior y los LED ámbar de las entradas en la parte de abajo.
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En esta foto se aprecia el cableado de la CPU. Es el sistema que prefiero para montar prototipos. Ya habrá tiempo de circuitos impresos cuando esté todo probado y corregidoslos errores.
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Este es el modelo definitivo, siguiendo la misma estructura. La placa de la parte superior de la foto es la de entradas/salidas, y pueden conectarse varias para ampliar el equipo.
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El modelo definitivo montado en modo "compacto" (solo 1 placa de I/O) y funcionando. El terminal de operador es una opción, funciona muy bien y tiene muchas posibilidades. Es un LCD de 20x2 deBatrón con 6 teclas y un selector de 2 posiciones. La electrónica de control son solo dos IC 74hctxx.
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Esta es la versión basada en H8-543. El terminal de operador es intercambiable entre los distintos PLC. Esta placa tiene 2 salidas DA de 8 bit, 7 AD de 10 bit, 32 salidas digitales a transistor, y 32 entradas digitales sin optoaislar. Además tiene 4 puertos de comunicaciones, 2 RS232 y...
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