PC-控制技术分解课件

1、Title pagePC 控制: PC 兼容的开放式控制系统 结构比较: 传统方式与PC 控制技术 新自动化结构: 工业PC机作控制系统 执行: PC控制的基本任务 PC控制: 信息技术与自动化技术的结合Title pagePC 控制: 结构比较: 传统方式与PC控制技术传统的 PLC 和 NC 在自动化结构中, PC实现操作员界面处理 HMI 程序并完成通信任务在三个系统中它的CPU功能最强 传统的 PLC带有协处理器卡的标准 PLC I/0 通过现场总线或并行电缆LeistungDUDU.32 32 可视化界面IPCPLCNC控制 NC - 对PLC的位移控制位移闭环控制在专门的NC硬件协

2、处理器上执行位置测量和速度控制是通过并行电缆处理的结构比较: 传统方式与PC控制技术传统的 PLC 和 NC 在这个自动化结构中，PC实现操作员界面处理 HMI 程序并完成通信任务在三个系统中它的CPU功能最强 协处理器 - PLC标准的PLC作成协处理器卡I/O 通过现场总线Leistung NC - 移动控制通过协处理器在协处理器卡上执行移动控制位置测量和速度控制是通过并行电缆处理的结构比较: 传统方式与PC控制技术 PLC 和 NC 作成 PC 的协处理器卡SteuerungDUDUSPSNC.I/O 驱动单元现场总线IPC可视化界面PLCNC 在这个自动化结构中，PC 协处理器 - P

3、LCLe结构比较: 传统方式与PC控制技术 在PC上的PLC 和运动控制 优点集中的结构提供了较好的灵活性接口少，效率高现场部件通常是非智能型的，不用设置即可被容易地更换 在PC上的PLC具有硬实时能力的软件PLCI/O 通过现场总线实现通信, 支持所有标准 NC - 在PC上的运动控制位移闭环控制在PC处理器上执行位置测量和速度控制通过现场总线与 MC 循环时间同步 进行交换I/Ofor PLC伺服, FI,继电器位置测量3 相电机vsIPC可视化界面I/ONC 移动控制IEC61131-3 PLC驱动单元结构比较: 传统方式与PC控制技术 在PC上的PLC 和新自动化结构: 工业PC 作控

4、制系统扫描仪电话上网打印机ProfibusInterbusCANopenDeviceNetLightbusSercosEthernet DOS / Windows NT / CEI/O 映射应用程序平台操作员界面ScadaWindows 应用程序程序开发平台 SystemManager PLC NC PTP NCI I/OServer PLCServer NC PTPServer NCI Server实时核扩展用户模式核模式VGA显示器ModemRS 232 C并行口局域网软 盘硬盘新自动化结构: 工业PC 作控制系统扫描仪电话上网打印机Pr新自动化结构: 工业PC 作控制系统 软 PLC /

5、 标准 PLC 基准 系统能力和资源稳定增加 !(仅!) 在软件上实现:稳定而快速地执行 基准: 执行时间混合的位和字指令 装载, 存贮, 比较 基准: 系统限制软PLC程序 (兆字节) 兆字节 标志存储器极大的 I/O 处理映象 (兆字节)80012001000800600400200070451523标准 PLCPC上的软PLC标准 PLC对1000个PLC指令的执行时间快速 PLCPentium 233AMD K6-2 333Pentium III 600Execution time / s新自动化结构: 工业PC 作控制系统 软 PLC / 标准新自动化结构: 工业PC 作控制系统 软

6、 NC PTP 基准 系统设计: 可优化循环时间和坐标 数量系统设计推荐: 大约 50% 的负载用作 NC -任务, 剩余容量用于 PLC 和 NT 下的 HMI 程序 基准: 执行时间具有外形轮廓 定位附加位移闭环控制 循环时间和执行时间建立系统负载 执行时间 / 循环时间100 =系统负载 (%)在奔腾III 系统上每个轴约需13 s 执行时间350300250200150100 50015102030Execution time / s 52 s 75 s 132 s 252 s 370 s 400450在 Intel 奔腾 III 500 MHz 系统上，软 NC PTP 对 N 个坐

7、标的执行时间坐标数量新自动化结构: 工业PC 作控制系统 软 NC PTP 新自动化结构: 工业PC 作控制系统 PC 控制与传统控制的比较 传统控制组成 硬件: 可视化 PC, PLC, NC/CNC 模块, 微处理器系 统 软件: 多个操作系统, 编程语言, 编程系统接口: 在硬件设备之间, 在软件系统之间, 集中式配 电柜 成本100%40%传统PCC复杂性传统100%60%PCC降低 - 40%降低- 60% PC 控制组成硬件: PC 和现场总线, 支持所有标准软件: Windows NT 操作系统, PLC, NC PTP, NCI, 倍福 TwinCAT, 应用程序: Windo

8、ws 软件产品和 C, C+, VB, Delphi接口: 标准化软件接口, 分布式配电柜 优点：成本低减少了组件: 可靠性增加, 改善了互换性 降低复杂性: 减少工程量, 把较多的时间 用于过程的优化上系统比较新自动化结构: 工业PC 作控制系统 PC 控制与传统控制新自动化结构: 工业PC 作控制系统PC 硬件是标准化的和可互换的现场总线 I/O 通过现场总线实现标准化，因此可互换因特x86 处理器系列和微软操作系统保持了连续性PC 控制提供了 PLC, NC, 闭环控制, . - 在标准硬件上完成项目应用独立于硬件供应商独立于硬件供应商 对软件和专项技术的投资得到长期保护某一厂家的所有设

9、备采用同一个标准的硬件平台新自动化结构: 工业PC 作控制系统PC 硬件是标准化的和可 PC控制的基本任务 比较: 传统 PLC 运行模式 标准 PLC: 程序被周而复始循环地运行, 固定 周期是运行模式之一标准 PLC上 一个程序的实时运行 PLC 周期PLC 周期读输入程序运算写输出读输入程序运算写输出t PC控制的基本任务 比较: 传统 PLC 运行模式 标 软件 PLC: 预留了操作系统的计算容量 软件 PLC 以固定周期运行, 剩余的 PC 容量用于运行 Windows NT 和 HMI 程序 PC 上 一个 PLC 程序的实时运行PLC 周期PLC 周期读输入程序运算写输出Wind

10、ows NT和 HMI 程序读输入程序运算程序运算读输入写输出t PC控制的基本任务 在 PC 上运行 PLCWindows NT和 HMI程序 软件 PLC: 预留了操作系统的计算容量 PC 上 一 PLC 任务 和 NC 任务定时地通过多任务去运行 周期性地获取操作系统的计算时间Windows NT和 HMI程序NC 服务PLC 服务在PC 上 一个 PLC 程序和 NC 控制的实时运行PLC 周期 (例如. 2ms)PLC 周期tt PC控制的基本任务 在 PC 上运行 PLC 和 NCNC 周期 (例如. 1ms)NC 周期NC 周期NC 周期1ms2ms3ms4ms5ms例如. PL

11、C 任务 和 NC 任务定时地通过多任务去运行W PC控制的基本任务 TwinCAT 系统管理器负责 I/O 连接 特性连接 I/O 设备和任务变量 连接 各任务之间的变量相容数据域和过程映象的交换 开放性: 支持所有 (现场总线) 标准 倍福 LightbusProfibus InterBusCANopenDeviceNetSercos以太网 TCP/IPPC 卡上的存储器接口 (DPRAM) 在线分析在线描述 在线观察窗强制和写任务变量及I/O 设备 PC控制的基本任务 TwinCAT 系统管理器负责 PC控制的基本任务 IEC61131-3 软件 PLC TwinCAT 先进的 PLC-

12、编程系统5 种编程语言 (语句表; 梯形图; 功能图; 流程图; 结构文本)可以功能库 / 功能块的形式连接 C 语言强大的库管理自由在线调试 先进的 PLC-调试器监视器流程控制, 电力流程单步运行, 断点观察表数据跟踪, 示波器在线写, 强制, 在线变更通过 TCP/IP 实现世界范围的远程连接PC控制的基本任务 IEC61131-3 软件 PLC T PC控制的基本任务 TwinCAT NC PTP 执行 NC 运动控制 坐标结构最多 256 个坐标无需坐标配置 无需选择坐标类型无需测量映射系统和驱动 坐标类型伺服轴: 电动的, 液压的步进电机驱动变频驱动 坐标功能PTP 定位主/从功能

13、电子变速箱凸轮系统飞轮前馈 PLC 接口坐标控制功能块通过 NCPLC 结构实现 循环接口 0,00,20,40,60,8020406080100 速度 m/min时间 sec-22-20-18-16-14-12-10-8-6-4-2024681012 加速度 m/sec/sec-202 跳变 scaled to -1,0,+102004006008001000PTP: DYNAMICS 位置 mmPTP 定位: s, v, a, da/dt坐标结构通过功能块实现动作控制 PC控制的基本任务 TwinCAT NC PTP PC控制的基本任务 对自动化的软件接口 微软标准ActiveX-组件:

14、AdsOCX, DLL访问方法: 同步, 异步, 循环, 更改报告对 Visual Basic, Visual C+, Delphi, 等的接口. 自动化的标准 OPC-服务器 (针对过程控制的OLE ) 短时间访问 本地 / 远程访问 OPC 用户端接口, 如 Scada 系统 PC控制的基本任务 对自动化的软件接口 微软标准信息技术与自动化技术的完美结合全部集成于NT 系统，利用所有NT 提供的服务机器 1服务工程师机器 2机器 3PC-控制PC-控制PC-控制视频 监视用户现场服务器服务器PC 工作站PC 工作站客户工程师无线局域网诊断用笔记本电脑ISDN,调制解调器,互联网远程网无线 局域网局域网视频 监视视频 监视视频 监视ISDN,调制解调器,互联网信息技术与自动化技术的完美结合全部集成于NT 系统，利用所信息技术与自动化技术的完美结合 通过 email 传递错误报告机器 1服务工程师机器 2机器 3PC-控制PC-控制PC-控制用户现场服务器服务器PC 工作站ISDN,调制解调器,互联网远程网局域网ISDN,调制解调器