倍福控制器-TwinCAT原理介绍

TwinCAT的工作原理

控制的演变2TwinCAT的结构3TwinCAT的功能4TwinCAT的实时核原理5TwinCAT控制系统的分时多任务原理6TwinCAT启动的顺序2021/5/91CPUNCI/O控制的演变发展硬件软件机械的电子的Slots/CPUs任务并行连接现场总线通讯直接访问工业PC编程工具HMI工业PC通讯现场总线TwinCAT体系结构I/O控制运动控制插补运动控制连通性实施工程摘要问题基于PC的自动化编程工具HMI路由器PLC1NCI/O映射..实时内核PLC2基于PC的自动化2021/5/92基于PC平台的TwinCATTwinCAT

不改变Windows

无需专用硬件

将标准Windows变成实时操作系统

完全支持浮点单元(FPU)

可通过OCX,Dll访问Windows用户界面

可通过TCP/IP远程访问PC平台

标准硬件,最佳性能

使用PC资源

使用主流操作系统(Windows)

易于集成到办公网络

开放的现场总线通讯TwinCAT体系结构I/O控制运动控制插补运动控制连通性实施工程摘要问题基于PC的自动化TwinCAT的结构2021/5/93TwinCAT是一个自动控制软件包包含工程和运行时间软件针对于:

实时核I/O数据采集顺序控制(软PLC),

运动控制(软移动控制),通讯(ADS),并且所有这些是在WindowsNT/2000/XP,还有嵌入式WindowsNT/XP和CE.NET.的硬实时环境下TwinCAT体系结构I/O控制运动控制插补运动控制连通性实施工程摘要问题基于PC的自动化TwinCAT的功能2021/5/94由Beckhoff开发

无需PC外的其它硬件

循环时间可短至50微秒

强制优先排序

反应时间<15微秒(PIII)对Windows可调节实时率(专利权)

如果反应时间过长则发信息TwinCAT实时核的原理2021/5/95PLC任务和运动控制任务可以精确地以设定的循环周期执行RealtimeoperationofaPLCprogramandNCcontrolwithaPCSPScycle

(e.g.

2ms)PLCcyclettNCcycle

(e.g.

1ms)NCcycleNCcycleNCcycle1ms2ms3ms4ms5mse.g.:NCPLCprogramWinNT&HMIInterface12341231‘2‘分时多任务控制系统的原理2021/5/96PowerONStart

WindowsNTStartTwinCATLoadingthebootprojectintotheRun-TimeStartPLC1234WindowsUserLogon如果设置了允许AutoLogOn如果设置了AutoBoot项为Enable如果PLC属性中设置了BootProject项的PLC任务为Enable如果已经在PLCControl中创建了启动程序，执行“Createbootproject”TwinCAT启动的顺序结束2021/5/97CPU运算能力的分配ReadinputsWriteoutputsOperateprogramPLCcyclePLCcyclettPLCcyclePLCcycleWinNT&HMIInterfacePC-Based控制系统的CPU时间的分配.——传统PLC与PC-Based控制系统的比较传统PLC的CPU时间分配2021/5/98CyclicPLCtask

e.g.10ms10ms20ms30ms40ms0ms控制任务实际使用的时间小于时基的定义0ms1ms80%TwinCATW2ms80%TCW3ms80%WPLCPLCTimesliceforWindowsTimesliceforTwinCATPLCprogram

cyclictask在每一个时间片中，如果控制任务提前完成，则CPU自动交还给Windows程序PLC任务与Windows任务的时间调度2021/5/99TwinCAT系统服务是在本机上作为WindowsNT的一个服务来运行的.所以在Windows用户登陆之前,就首先启动TwinCat服务.TwinCat服务会在桌面右下方的后台运行任务条上显示其活动符号,符号的颜色指示出TwinCat系统的状态.

TwinCAT服务停止，实时核不工作TwinCAT模式切换中相当于把PLC切换到“RUN”模式相当于把PLC切换到“Reset”位置相当于把PLC切换到“Stop”模式TwinCAT运行模式，即PLC已上电TwinCAT配置模式，即PLC未上电TwinCAT系统服务2021/5/910TwinCATAutobootAutologon

withWinNT12TwinCAT的启动设置2021/5/911Enablingforloadingthebootprojectfortheruntimesystem1.NumberofruntimesystemsEnablingforloadingandsavingtheRETAINdatafortheruntime1.PLC启动设置2021/5/912Requirement:Themachineshouldworkproperly.

Thehardware,softwareandthemappingsarecorrect.ThePLCControlinthestatusonline.创建启动程序2021/5/913TwinCATI/O系统IQ输入输出IQIQ

对所有主要现场总线开放支持PC硬件

容易建立和诊断从逻辑到物理I/O的映射TwinCAT处理映像现场总线1现场总线2现场总线3映射TwinCAT体系结构I/O控制运动控制插补运动控制连通性实施工程摘要问题基于PC的自动化2021/5/914

模块化结构

一台PC上最多4个PLCCX1000/BX/BC上有1个PLC

定时1个PLC上最多4个任务

易于建立和维护

在线程序修改

全面的调试特性:

断点,监测,功率流,示波器

选择中意的编程语言

所有IEC61131-3语言(IL,ST,FBDLD,SFC)TwinCAT体系结构I/O控制运动控制插补运动控制连通性实施工程摘要问题基于PC的自动化TwinCAT控制2021/5/915TwinCAT运动控制从机械系统到电子系统的演变机械凸轮

电子凸轮机械齿轮电子齿轮机械离合

电子耦合机械凸轮轴电子凸轮轴飞行前馈优点修改最终产品更具灵活性提高机器产量减少建立时间–无需机械改动减少库存–没有不同的机械部件摘要缩短交货/开发时间，降低成本TwinCAT体系结构I/O控制运动控制插补运动控制连通性实施工程摘要问题基于PC的自动化2021/5/916TwinCATNCPTP

多达255个轴

易于设置和维护

对所有类型的轴开放

伺服

步进

交换轴

液压轴

通过下列接口连接到驱动器

数字接口:

Lightbus,Sercos,ProfibusDP/MC,

SSI,脉冲串

模拟量:+-10V

附加功能:凸轮系统,齿轮传动,飞剪,叠加TwinCAT体系结构I/O控制运动控制插补运动控制连通性实施工程摘要问题基于PC的自动化2021/5/917TwinCATNCITwinCAT体系结构I/O控制运动控制插补运动控制连通性实施工程摘要问题基于PC的自动化

用DIN66025码编程

技术特性:瓶颈监测3轴加5个辅助轴的插补运动2021/5/918容易使用通讯标准:ADS(自动化设备规范)OPC(用于过程控制的OLE

)ADS通过TCP/IPADS通过TCP/IPADS通过TCP/IPADS通过TCP/IPADS通过现场总线TwinCAT体系结构I/O控制运动控制插补运动控制连通性实施工程摘要问题基于PC的自动化TwinCAT通讯2021/5/919CPU电源背板位置控制运动控制温控模块一个典型的传统控制系统计速模块DI/DO，AI/AO测量模块人机界面控制器I/O模块伺服产品2021/5/920TwinCATPLCLibraryTwinCATCNCTwinCATNCITwinCATNCPTPIPC/TwinCAT运动控制位置CPU电源背板AnalogI/O计数模块温度控制RS422/485接口TwinCATPLCBECKHOFF控制系统不同于传统模式2021/5/921TwinCATCNCTwinCATNCITwinCATNCPTPTwinCATPLCTwinCATPLCLibraryBECKHOFF控制系统基于两大技术计速模块DI/DO，AI/AO测量模块BeckhoffIPC及操作面板Beckhoff控制系统TwinCAT软件Beckhoff

总线产品Beckhoff驱动产品PCbased控制技术现场总线技术1、

倍福的4类产品可以组成一套完整的控制系统。2、4类产品亦可单独供货，分别集成到第三方的控制系统中。3、采用标准的Windows操作系统。4、支持所有主流的现场总线。2021/5/922性能BCxxxxBXxxxxCX1000PC成本适用于所有平台TwinCAT:一个工具TwinCAT:I/O,PLC,NCPTP,NCITwi