整理BECKHOFF技术-TwinCAT原理课件

1、1TwinCAT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2CPUNCI/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通讯现场总线编程工具HMI路由器PLC 1NCI/O映射.实时内核 PLC 2基于PC的自动化3基于PC平台的 TwinCAT TwinCAT 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 W

2、indows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 的结构4TwinCAT 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Windows NT/2000/XP, 还有嵌入式Windows NT/XP 和 CE.NET. 的硬实时环境下TwinCAT 的功能 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

3、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6PLC任务和运动控制任务可以精确地以设定的循环周期执行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分时多任务控

4、制系统的原理Power ONStart Windows NTStart TwinCATLoading the boot project into the Run-TimeStart PLC1234Windows User Log on如果设置了允许Auto Log On如果设置了Auto Boot 项为Enable如果PLC属性中设置了 Boot Project 项的PLC 任务为Enable如果已经在PLC Control中创建了启动程序，执行“Create boot project”TwinCAT启动的顺序8CPU运算能力的分配Read inputsWrite outputsOperate

5、 programPLC cyclePLC cyclettPLC cyclePLC cycleWin NT & HMI InterfacePC-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 Cyclic PLC task e.g. 10ms10ms20ms30ms40ms0ms控制任务实际使用的时间小于时基的定义0ms1ms80%TwinCATW2ms80%TCW3ms80%WPLCPLCTime slice for WindowsTime slice for TwinCATPLC program cyclic task在每一个时间

6、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10TwinCAT 系统服务是在本机上作为Windows NT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

7、式，即PLC未上电TwinCAT系统服务11TwinCAT Auto bootAuto logon with Win NT12TwinCAT的启动设置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启动设置13Requirement:The machine should work properly. The hardwar

8、e, software and the mappings are correct.The PLC Control in the status online.创建启动程序14TwinCAT I/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15 模块化结构 一台PC上最多4个PLC CX1000/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 IEC

9、61131-3 语言 (IL, ST, FBD LD, SFC)TwinCAT 控制16TwinCAT 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17TwinCAT NC PTP 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, Profibus DP/MC, SSI, 脉冲串 模拟量

10、: +-10V 附加功能: 凸轮系统, 齿轮传动,飞剪, 叠加TwinCAT NC I 用DIN 66025码编程(标准G代码编程) 技术特性: 瓶颈监测每通道3个实际轴加5个辅助轴的插补运动（直线插补，圆弧插补等）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 通讯20CPU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21TwinCAT PL

11、C LibraryTwinCAT CNCTwinCAT NC ITwinCAT NC PTPIPC / TwinCAT运动控制位置CPU电源背板Analog I/O计数模块温度控制RS 422/485 接口TwinCAT PLCBECKHOFF控制系统不同于传统模式22TwinCAT CNCTwinCAT NC ITwinCAT NC PTPTwinCAT PLCTwinCAT PLC LibraryBECKHOFF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PC based 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BCxxxxBXxxxxCX5000PC成本适用于所有平台TwinCAT: 一个工具TwinCAT: I/O, PLC, NC PTP, NC ITwinCAT的硬件