整理BECKHOFF技術-TwinCAT原理課件

1、1TwinCAT的工作原理控制的演變2TwinCAT的結構3TwinCAT的功能4TwinCAT的實時核原理5TwinCAT控制系統(tǒng)的分時多任務原理6TwinCAT啟動的順序2CPUNCI/O控制的演變發(fā)展硬件 軟件機械的 電子的Slots/CPUs 任務并行連接 現(xiàn)場總線通訊 直接訪問工業(yè)PC編程工具HMI工業(yè)PC通訊現(xiàn)場總線編程工具HMI路由器PLC 1NCI/O映射.實時內核 PLC 2基于PC的自動化3基于PC平臺的 TwinCAT TwinCAT 不改變 Windows 無需專用硬件 將標準Windows變成實時操作系統(tǒng) 完全支持浮點單元 (FPU) 可通過OCX, Dll 訪問 W

2、indows用戶界面 可通過TCP/IP 遠程訪問PC 平臺 標準硬件 , 最佳性能 使用 PC 資源 使用主流操作系統(tǒng) (Windows) 易于集成到辦公網(wǎng)絡 開放的現(xiàn)場總線通訊TwinCAT 的結構4TwinCAT 是一個自動控制軟件包包含工程和運行時間軟件針對于: 實時核 I/O數(shù)據(jù)采集 順序控制 (軟 PLC), 運動控制 (軟移動控制), 通訊 (ADS),并且所有這些是在Windows NT/2000/XP, 還有嵌入式Windows NT/XP 和 CE.NET. 的硬實時環(huán)境下TwinCAT 的功能 由Beckhoff開發(fā) 無需PC外的其它硬件 循環(huán)時間可短至50微秒 強制優(yōu)先

3、排序 反應時間 15微秒 (PIII) 對Windows可調節(jié)實時率 (專利權) 如果反應時間過長則發(fā)信息TwinCAT 實時核的原理6PLC任務和運動控制任務可以精確地以設定的循環(huán)周期執(zhí)行Real time operation of a PLC program and NC control with a PCSPS cycle (e.g. 2ms)PLC cyclettNC cycle (e.g. 1ms)NC cycleNC cycleNC cycle1ms2ms3ms4ms5mse.g.:NCPLC programWin NT & HMI Interface123412312分時多任務控

4、制系統(tǒng)的原理Power ONStart Windows NTStart TwinCATLoading the boot project into the Run-TimeStart PLC1234Windows User Log on如果設置了允許Auto Log On如果設置了Auto Boot 項為Enable如果PLC屬性中設置了 Boot Project 項的PLC 任務為Enable如果已經(jīng)在PLC Control中創(chuàng)建了啟動程序，執(zhí)行“Create boot project”TwinCAT啟動的順序8CPU運算能力的分配Read inputsWrite outputsOperate

5、 programPLC cyclePLC cyclettPLC cyclePLC cycleWin NT & HMI InterfacePC-Based控制系統(tǒng)的CPU時間的分配.傳統(tǒng)PLC與PC-Based控制系統(tǒng)的比較傳統(tǒng)PLC的CPU時間分配9 Cyclic PLC task e.g. 10ms10ms20ms30ms40ms0ms控制任務實際使用的時間小于時基的定義0ms1ms80%TwinCATW2ms80%TCW3ms80%WPLCPLCTime slice for WindowsTime slice for TwinCATPLC program cyclic task在每一個時間

6、片中，如果控制任務提前完成，則CPU自動交還給Windows程序PLC任務與Windows任務的時間調度10TwinCAT 系統(tǒng)服務是在本機上作為Windows NT的一個服務來運行的.所以在Windows用戶登陸之前,就首先啟動TwinCat服務. TwinCat服務會在桌面右下方的后臺運行任務條上顯示其活動符號, 符號的顏色指示出TwinCat系統(tǒng)的狀態(tài). TwinCAT 服務停止，實時核不工作TwinCAT 模式切換中相當于把PLC切換到“RUN”模式相當于把PLC切換到“Reset”位置相當于把PLC切換到“Stop” 模式TwinCAT 運行模式，即PLC已上電TwinCAT 配置模

7、式，即PLC未上電TwinCAT系統(tǒng)服務11TwinCAT Auto bootAuto logon with Win NT12TwinCAT的啟動設置12Enabling for loading the boot project for the run time system 1.Number of run time systemsEnabling for loading and saving the RETAIN data for the run time 1.PLC啟動設置13Requirement:The machine should work properly. The hardwar

8、e, software and the mappings are correct.The PLC Control in the status online.創(chuàng)建啟動程序14TwinCAT I/O 系統(tǒng)IQ輸入輸出IQIQ 對所有主要現(xiàn)場總線開放 支持PC 硬件 容易建立和診斷 從邏輯到物理 I/O的映射TwinCAT 處理映像 現(xiàn)場總線 1現(xiàn)場總線 2現(xiàn)場總線 3映射15 模塊化結構 一臺PC上最多4個PLC CX1000/BX/BC上有1個PLC 定時 1個PLC上最多4個任務 易于建立和維護 在線程序修改 全面的調試特性: 斷點, 監(jiān)測, 功率流, 示波器 選擇中意的編程語言 所有 IEC

9、61131-3 語言 (IL, ST, FBD LD, SFC)TwinCAT 控制16TwinCAT 運動控制從機械系統(tǒng)到電子系統(tǒng)的演變機械凸輪 電子凸輪機械齒輪 電子齒輪機械離合 電子耦合 機械凸輪軸 電子凸輪軸 飛行前饋優(yōu)點修改最終產(chǎn)品更具靈活性 提高機器產(chǎn)量 減少建立時間 無需機械改動減少庫存 沒有不同的機械部件摘要 縮短交貨/開發(fā)時間，降低成本17TwinCAT NC PTP 多達255個軸 易于設置和維護 對所有類型的軸開放 伺服 步進 交換軸 液壓軸 通過下列接口連接到驅動器 數(shù)字接口: Lightbus, Sercos, Profibus DP/MC, SSI, 脈沖串 模擬量

10、: +-10V 附加功能: 凸輪系統(tǒng), 齒輪傳動,飛剪, 疊加TwinCAT NC I 用DIN 66025碼編程(標準G代碼編程) 技術特性: 瓶頸監(jiān)測每通道3個實際軸加5個輔助軸的插補運動（直線插補，圓弧插補等）容易使用通訊標準: ADS (自動化設備規(guī)范)OPC (用于過程控制的OLE )ADS 通過 TCP/IPADS 通過 TCP/IPADS 通過 TCP/IPADS 通過 TCP/IPADS 通過現(xiàn)場總線TwinCAT 通訊20CPU電源背板位置控制運動控制溫控模塊一個典型的傳統(tǒng)控制系統(tǒng)計速模塊DI/DO，AI/AO測量模塊人機界面控制器I/O 模塊伺服產(chǎn)品21TwinCAT PL

11、C LibraryTwinCAT CNCTwinCAT NC ITwinCAT NC PTPIPC / TwinCAT運動控制位置CPU電源背板Analog I/O計數(shù)模塊溫度控制RS 422/485 接口TwinCAT PLCBECKHOFF控制系統(tǒng)不同于傳統(tǒng)模式22TwinCAT CNCTwinCAT NC ITwinCAT NC PTPTwinCAT PLCTwinCAT PLC LibraryBECKHOFF控制系統(tǒng)基于兩大技術計速模塊DI/DO，AI/AO測量模塊BeckhoffIPC及操作面板Beckhoff控制系統(tǒng)TwinCAT軟件Beckhoff 總線產(chǎn)品Beckhoff驅動產(chǎn)品PC based 控制技術現(xiàn)場總線技術1、 倍福的4類產(chǎn)品可以組成一套完整的控制系統(tǒng)。2、4類產(chǎn)品亦可單獨供貨，分別集成到第三方的控制系統(tǒng)中。3、采用標準的 Windows 操作系統(tǒng)。4、支持所有主流的現(xiàn)場總線。23性能BCxxxxBXxxxxCX5000PC成本適用于所有平臺TwinCAT: 一個工具TwinCAT: I/O, PLC, NC PTP, NC ITwinCAT的硬件