1000_PLC_BECKHOFF技术_TwinCAT原理

1,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,结束,2,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,基于PC的自动化,3,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,4,TwinCAT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,5,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,6,PLC任务和运动控制任务可以精确地以设定的循环周期执行,RealtimeoperationofaPLCprogramandNCcontrolwithaPC,SPScycle(e.g.2ms),PLCcycle,NCcycle(e.g.1ms),NCcycle,NCcycle,NCcycle,1ms,2ms,3ms,4ms,5ms,e.g.:,NC,PLCprogram,WinNT&HMIInterface,1,2,3,4,1,2,3,1,2,分时多任务控制系统的原理,7,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,8,CPU运算能力的分配,Readinputs,Writeoutputs,Operateprogram,WinNT&HMIInterface,PC-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,9,CyclicPLCtaske.g.10ms,10ms,0ms,控制任务实际使用的时间小于时基的定义,0ms,1ms,80%,TwinCAT,W,2ms,80%,TC,W,3ms,80%,W,PLC,PLC,TimesliceforWindows,TimesliceforTwinCAT,PLCprogramcyclictask,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,10,TwinCAT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,11,TwinCATAutoboot,AutologonwithWinNT,1,2,TwinCAT的启动设置,12,Enablingforloadingthebootprojectfortheruntimesystem1.,Numberofruntimesystems,EnablingforloadingandsavingtheRETAINdatafortheruntime1.,PLC启动设置,13,Requirement:Themachineshouldworkproperly.Thehardware,softwareandthemappingsarecorrect.ThePLCControlinthestatusonline.,创建启动程序,14,TwinCATI/O系统,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,15,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,16,TwinCAT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,17,TwinCATNCPTP,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,18,TwinCATNCI,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,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,19,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/IP,ADS通过TCP/IP,ADS通过TCP/IP,ADS通过TCP/IP,ADS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,20,CPU,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,人机界面,控制器,I/O模块,伺服产品,21,TwinCATPLCLibrary,TwinCATCNCTwinCATNCITwinCATNCPTP,IPC/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,TwinCATPLC,BECKHOFF控制系统不同于传统模式,22,TwinCATCNCTwinCATNCITwinCATNCPTP,TwinCATPLC,TwinCATPLCLibrary,BECKHOFF控制系统基于两大技术,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。,23,性能,BCxxxx,BXxxxx,CX1000,PC,成本,适用于所有平台,TwinCAT:一个工具,TwinCAT:I/O,PLC,NCPTP,NCI,TwinCAT的硬件平台,24,WindowsNT,2000,XP,现场