beckhoff 文档beckhoffpc 控制技术

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结构比较: 传统方式与PC控制技术传统的 PLC 和 NCn 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n NC - 对PLC的位移控制 位移闭环控制在专门的NC硬件协处理器上执行 位置测量和速度控制是通过并行电缆处理的n 在自动化结构中, PC3232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DUDU.控制NCPLCIPC可视化界面结构比较:

2、 传统方式与PC控制技术PLC 和 NC 作成 PC 的协处理器卡n 协处理器 - PLC 标准的PLC作成协处理器卡 I/O 通过现场总线n 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现场总线DUDUn 在这个自动化结构中，PCI/O驱动单元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.可视化界面IPCNNCCPLSCPS结构比较: 传统方式与PC控制技术在PC上的PLC 和运动控制n 在PC上的PLC 具有硬实时能力的软件PLC I/O 通过现场总线实现通信, 支持所有标准n NC - 在PC上的运动控

3、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/O for PLCvn 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s3 相电机位置测量驱动单元伺服, FI,继电器IPCI/OIEC61131-3 PLCNC 移动控制可视化界面新自动化结构: 工业PC 作控制系统电话上网Lightbus Profibus InterbusCANopenDeviceNet Sercos Ethernet VGAModemRS 232 C显示器软 盘硬盘局域网并行口应用程序平台程序开发平台 操作员界面 Scad

4、aSystemNCI Windows 应用程序Manager 用户模式核模式 NC PTPNCI ServerServerDOS/ Windows NT / CE实时核扩展I/O 映射PLCServerI/O ServerNC PTPPLC打印机扫描仪新自动化结构: 工业PC 作控制系统软 PLC / 标准 PLC 基准Execution time / sn 基准: 执行时间 混合的位和字指令 装载, 存贮, 比较12001000800800600n 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)400标准 PLCPC上的软PLC20070452

5、3150标准 PLC快速 PLCPentium 233 AMD K6-2 333Pentium III 600对1000个PLC指令的执行时间n 系统能力和资源稳定增加 ! (仅!) 在软件上实现: 稳定而快速地执行新自动化结构: 工业PC 作控制系统软 NC PTP基准n 基准: 执行时间 具有外形轮廓 定位 附加位移闭环控制450400Execution time / s370 s350300n 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252 s250200150132 s75 s10052 sn 系

6、统设计: 可优化循环时间和坐标数量500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15102030在 Intel 奔腾 III 500 MHz 系统上，软 NC PTP对 N 个坐标的执行时间坐标数量新自动化结构: 工业PC 作控制系统PC 控制与传统控制的比较 系统比较n 传统控制组成降低降低 硬件:可视化 PC, PLC, NC/CNC 模块, 微处理器系统多个操作系统, 编程语言, 编程系统在硬件设备之间, 在软件系统之间, 集中式配电柜- 40%- 60% 软件: 接口:复杂性n 优点：成本n PC 控制组成硬件: PC 和现

7、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: Windows 软件产品和 C, C+, VB,Delphi接口: 标准化软件接口, 分布式配电柜成本低减少了组件: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40%PCC60%PCC100%传统100%传统新自动化结构: 工业PC 作控制系统PC 硬件是标准化的和可互换的独立于硬件供应商现场总线 I/O 通过现场总线实现标准化，因此可互换独立于硬件供应商因特x86 处理器系列和微软操作系统保持了连续性对软件和专项技术的投资得

8、到长期保护PC 控制提供了 PLC, NC, 闭环控制, . - 在标准硬件上完成项目应用某一厂家的所有设备采用同一个标准的硬件平台PC控制的基本任务比较: 传统 PLC 运行模式n 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tPLC 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PC控制的基本任务在 PC 上运行 PLCn 软件 PLC: 预留了操作系统的计算容量n 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tPLC 周期PLC 周期

9、程读输入程序运算写输出Windows NT和 HMI 程序读输入程序运算写输出Windows NT和 HMI序读输入程序运算PC控制的基本任务在 PC 上运行 PLC 和 NCPLC 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在PC 上 一个 PLC 程序和 NC 控制的实时运行PLC 服务Windows NT和 HMI程序NC 服务例如.tNC 周期 (例如. 1ms)NC 周期NC 周期NC 周期PLC 周期 (例如. 2ms)PLC 周期t1ms2ms3ms4ms5msPC控制的基本任务TwinCAT 系统管理器负责 I/O 连接n 特性连接 I/O 设备和

10、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n 开放性: 支持所有 (现场总线) 标准倍福 Lightbus Profibus InterBus CANopen DeviceNet Sercos以太网 TCP/IPPC 卡上的存储器接口 (DPRAM)n 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IEC61131-3 软件 PLC TwinCATn 先进的 PLC-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n 先进的 PLC-调试器监视器流程控制, 电

11、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TwinCAT NC PTP 执行 NC 运动控制n 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n 坐标类型伺服轴: 电动的, 液压的步进电机驱动变频驱动n 坐标功能PTP 定位主/从功能电子变速箱凸轮系统 飞轮前馈PTP 定位: s, v, a, da/dtn PLC 接口 坐标控制功能块 通过 NCPLC 结构实现 循环接口通过功能块实现动作控制坐标结构速度 m/min跳变 scaled to -1,0,+1加速度 m/se

12、c/sec位置 mmPTP: DYNAMICS12 2100101000868048002060-2600-4-6 040-8400-10-1220-14200-16-180-200-220,00,20,40,60,8-2时间 secPC控制的基本任务对自动化的软件接口n 微软标准ActiveX-组件: 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.n 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ISDN,调制解调器, 互联网客户工程师互联网无线局域网诊断用笔记本电脑局域网视频监视视频监视视频监视服务工程师机器 1用户现场机器 2机器 3视频监视PC工作站PC-控制PC-控制PC-控制无线 局域网服务器服务器PC工作站远程网ISDN,调制解调器,信息技术与自动化技术的完美结合通过 email 传递错误报告ISDN,调制解调器, 互联网互联网局域网服务工程师机器 1用户现场机器 2机器 3PC工作