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Beckhoff TwinCAT SOFT PLC(1)

供稿:德国倍福自动化有限公司 2003/11/18 10:39:00

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    关键字: 电机 opc 工控 步进电机
    产品分类: 自动化软件 Soft PLC
    品牌: 倍福
    产品简介:
    PC控制技术:基于PC的PLC和NC
    ■窗口控制和自动化技术
    Beckhoff TwinCAT 软件系统将任何兼容的PC转换成具有多PLC系统、NC轴控制、编成环境和操作站的一个实时控制器。TwinCAT 取代了传统的 PLC 和 NC 控制器以及操作设备,并具备:
    - 开放式的、兼容的 PC 硬件
    - 在 Windows NT/2000/XP, 嵌入式 NT/XP 、 CE 中,内嵌了 IEC 61131-3 软 PLC 和软 NC
    - 编程和实时运行系统可选择为在一台 PC 上或分开
    - 可连接所有的公共现场总线和用于I/O信号的PC接口卡
    - 带用户接口的数据通讯和使用微软开放式标准程序 (OPC, OCX, DLL 等)

    ■PC 控制技术: PC 中的 PLC 和 NC
    Beckhoff 已经实现了用于 PLC 和 NC 轴功能的 PC 控制技术.通过将功能强大的 PLC/NC 软件和现场总线无关的 I/O 接口集成到 Windows NT/2000/XP/CE 中,TwinCAT 可构成完全开放的和通用的自动化系统.

    ■PC 是控制器
    基于 PC 的自动化系统目前已经实现用于:
    - PLC, 过程控制计算机或用 PC 组合的 NC 控制系统
    - 用于 PLC/NC 任务的带协处理器板的工业 PC

    ■PC 通常不直接分配处理任务. 它通常由附加的处理器完成.而基于纯软件的解决方案是一种新方法,即在单处理器方式下由一个处理器完成所有的自动化任务. 使用具有 PLC/NC 处理器系统属性的 TwinCAT, 取代了由 PC 软件处理的 PLC 和 NC 任务.

    ■现在的自动化系统仅由4个组件构成:
    - 工业 PC
    - 一个用于 I/O 接口的开放式现场总线系统
    - 一个用于用户接口(HMI)的标准操作系统 (Windows NT/2000/XP)
    - TwinCAT 控制软件: IEC 61131-3 PLC 和 NC

    ■该种方案的优越性:
    - 程序和数据的存储几乎没有限制
    - 对自动化任务的性能可连续开发
    - 可全部集成到操作系统中
    - 需要的组件少
    - 系统的可靠性高

    ■单处理器的解决方案提供了完美的系统性能
    软件 PLC 解决方案的性能大大好于硬件 PLC, 并随着新的 PC 处理器的出现,其性能还会进一步提高.

    ■系统的限制可置之度外
    不仅仅是性能, PC 上的系统限制也不复存在: 程序长度, 标志寄存器, 处理器映像大小. 实际上, 这些问题不复存在. 目前的 32 位 PC 技术所遇到的实际限制远比传统的 PLC 设备所受到的限制小. 这种差距正在扩大: 控制器也在发展, 这是因为, 标准 PC 上运行的软件, 随着 PC 性能的增强而增强.

    Windows环境下的控制器和自动化技术

    Beckhoff公司的TwinCAT软件系统将任何一台兼容PC机变成具有多个PLC系统、NC轴位控制、编程环境和操作站的实时控制器。同时,TwinCAT集成了所有Beckhoff 控制器(从高端的工业PC 控制到嵌入式控制器)的编程环境。TwinCAT代替了传统的可编程控制器和NC控制器,同时又有下列操作平台:
    ——开放式、兼容的PC硬件
    ——嵌入在 Windows NT/2000/ XP,NT/ XP Embedded,CE内的符合IEC61131-3标准的软件PLC,软件NC和软件CNC。
    编程和实时系统可在一台或多台PC上运行。
    可连接各种通用的现场总线。
    支持PC接口
    与用户界面和其它程序的数据通信采用开放的微软标准(OPC,OCX,DLL等)。

    TwinCAT结构
    TwinCAT 控制系统包括运行控制程序的实时系统,用于编程的开发环境,诊断及系统组态功能。任何Windows程序,比如可视化程序或Of ce程序,都可以通过 Microsoft的接口存取TwinCAT数据或执行命令。
    TwinCAT PLC 自动化软件的支柱
    作为一个纯软件PLC,TwinCAT PLC在一台PC上最多可拥有4个虚拟的“PLCCPU”,每个PLC CPU最多可运行4个用户任务。PLC程序可以由IEC61131-3标准提供的一种或多种语言编写:
    IL(Instruction List指令表),
    LD(Ladder Diagram梯形图),
    FBD/CFC(Function Block Dia¬gram功能块图),
    SFC(Sequential Function Chart顺序功能图)及
    ST(Structured Text 结构化文本)。
    TwinCAT PLC的编程环境和运行系统均在Windows NT/2000/XP操作系统下运行,因而无需添加编程设备。在CE和运行BX和BC控制器的嵌入式操作系统中,只保留 TwinCAT PLC实时系统。修改程序可以通过与运行系统之间强大的网络通讯实现。编程可以通过以下方式实现:

    本地
    通过 TCP/IP 或 通过现场总线 (BXxxxx 及 BCxxxx)

    TwinCAT NC: PC上的运动控制软件NC由以下几部分组成:
    定位 (生成设置值及位置控制)
    带NC接口的集成化PLC
    用于安装调试的运行程序
    通过现场总线实现轴的I/O连接
    TwinCAT NC的位置控制器通常是在PC上进行运算,它通过现场总线与驱动器和测量系统循环地交换数据。

    TwinCAT NC I 三维轴插补
    TwinCAT NC I (I=interpolation/插补)是用于控制电机轴组(每个轴组含2到3个驱动器)带插补的直线和循环轨迹运动的NC系统。此系统包括编译器,设置值生成器及位置控制器。它集成了PLC功能,以此实现电机轴与现场总线之间的连接。

    TwinCAT CNC 能满足最苛刻需求的软件CNC
    TwinCAT CNC在TwinCAT NC I的基础上增加了传统的CNC功能:最多可控制32个插补轴,有综合坐标系,可实现运动学传输。部件编程采用符合DIN 66025标准的高级语言扩展。
    TwinCAT CNC最多可运行分布在10个CNC通道上的32个轨迹运动轴和被控主轴,在一个CNC通道中最多可对32个轴进行同步插补,甚至可以完成最困难的运动任务,除了典型的线性、圆形、螺旋线型插补外,Twin¬CAT CNC还可以提供方便的曲线形插
    补(基于Akima或B-splines)。实时传输可以无障碍实现复杂的机械运动。

    下篇:Beckhoff TwinCAT SOFT PLC(2)
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