【《基于PLC的小型非标设备控制系统设计》11000字】

基于PLC的小型非标设备控制系统设计摘要在当今社会，我们的日常生活中越来越离不开手机，在组成手机的各种部件中手机屏幕成为了一个不可或缺的部件，为此我们可通过加快手机屏幕的安装与检测来提高对手机的生产速度，然而在制造业中，要想要快速安装手机屏幕与检测我们需要一台好的设备，为此我们选用非标自动化设备，通过倍福plc来控制这个设备。本文主要介绍了基于倍福plc的小型非标设备控制系统的设计与实现，该设备的主要功能是可以实现手机屏幕的自动安装与检测安装的屏幕好坏，将好的手机屏幕与坏的手机屏幕分开，本文主要介绍了倍福plc的外部硬件设计与内部软件设计，在其中软件的设计包括对它的调试与安装另外硬件部分包括外电路的设计和安装。根据需要执行的功能，正在执行楼梯图控制程序的设计。移动显示系统可以实现显示屏幕的有效功能，实现能源节约、减少消费和提高生产率的目标，大大提高显示系统的自动化程度。该系统具有高精度管理、高可靠性和易于操作的特性，符合显示器的安装和生产要求。与此同时，该系统使用了触摸屏，因此它有一个很好的人机接口，可以简化它的工作，不需要太多的专业知识来掌握它。很容易推广和使用。关键词手机显示屏；非标自动化；倍福plc第1章绪论 1.1研究目的与意义在当今社会，我们的日常生活中越来越离不开手机，手机的出现大大的改变了我们的生活状况，手机已经成为了我们在生活中的必需品。因此现如今手机的生产与售卖变得越来越大，在组成手机的各种部件中手机屏幕成为了一个不可或缺的部件，为此我们可通过加快手机屏幕的安装与检测来提高对手机的生产速度，然而在制造业中，要想要快速安装手机屏幕与检测我们需要一台好的设备，为此我们选用倍福plc来控制这个设备，采用非标自动化设备与传统设备的优势在于他可以降低成本，由于我们的设备采用高科技全自动化，为此这样带来的好处就是降低了人工成本而减少了企业每年招工与培训的费用，同时由于全程都是由机械自动化完成，为此设备在运行的时候就大大减少了一些由于员工操作上的失误而带来的伤忙，另外可以根据不同客户的意愿来制定不同的设备，同时在满足客户需求的同时还可以在其基础上进行提升，从而使得其产品得到高效利用。1.2国内研究现状“非标设备”通俗的来说就是非标准设备，也就是说在我们手工制造业中发明的设备不按照国家颁布的统一的某一行业的标准和制造规则，而是来按照用户自身的用途来对其进行针对设计和制造的设备。现如今我国的制造业正处于由低级向高级转变的阶段，由于我国人口基数大，劳动力便宜，国外许多大型企业选择在中国建立工厂来完成它们巨大的产品供应，目前根据调查，我国手工业有着巨大的生产量，目前我国的制造业的总体规模与德国旗鼓相当，然而虽然我们国家有这许多的生产量，在非标自动化这一领域上还存在着许多的不足之处，比喻，由于我国在这一行业起步太晚，有这相当大一部分的东西还在不断的摸索过程中，因此在整体上表现出创新力不足，与国外的工业强国公司缺乏竞争力，因此在我国自主创新力不强，在这一方面的发展还只能依靠国外的技术支撑下去。另外在手机显示屏自动安装流水线这一技术领域中，我们已经可以完全实现自动化过程，首先工人将要安装的手机屏幕放入流水线中，在流水线上有一组机械手将手机显示屏抓入，再将事先准备好的手机中板同手机屏幕用螺丝钉组合在一起，然后送出，再送出的端子口有一个光电开关，光电开关的作用起到检测安装好的手机屏幕好坏的问题，将检测出来好的屏幕当入一个盒子中将换的屏幕放入另一个次品盒中，以达到提高产品质量的目的防止将坏掉的产品流向客户。为此，目前国内的非标自动化设备的研制与国外还存在非常大的差别，在精度与产品质量上还存在许多的不足之处，因此在今后的日子里我们还要多向德国的一系列手工业发达国家学习来不断完善自己。1、3

非标机械设备行业的未来发展

说到非常规，非常规涵盖了广泛的领域，包括设备、电子、汽车、纺织业、化工、食品、医药等。零件，自动装配和自动包装。到目前为止，需要提高效率、标识、测试等，更换机器、稳定产品并消除生产各个方面的污染，可以使用非常规设备，但要考虑到更换和成本效益问题。在未来，从扩大到扩大整个行业，我们可以看到商业分布的变化，从在不同领域销售非常规的自动化设备。目前，中国是世界上最大的非常规工业自动化设备市场。随着非常规设备市场对自动化的认可不断提高，非常规设备对自动化的应用扩展到整个行业。我国非常规自动化设备也可以逐步从简单转向复杂，考虑到不同行业不同国内非标准自动化设备的不同需求，并完成专业技术的积累。2.在未来，非标准自动化设备将成为行业分割和对特定行业过程的深入理解的对象。有可能调制和功能非标准自动化设备，然后作为标准设备提供。因为技能是一个阈值，一个公司可以拥有的行业技能肯定会局限于一个行业或多个行业，这意味着一个行业将被划分。仅在苏州地区，就有200多家公司自动化，而4-5年前还不到30家。随着其他行业项目的增加，更多的部门将导致更多非常规的自动化设备。预计未来几年该行业的注意力将进一步下降。根据外国经验，在未来，具有基本竞争力的非标准自动化设备将脱颖而出，达到数十亿美元的规模。1、4课题主要研究内容本课题是基于倍福plc的小型非标设计，此设备主要针对手机显示屏自动安装流水线控制。在对现有的市场进行调研的过程中发现如今有些企业对于手机显示屏自动安装的自动化程度不够高，为此来进一步对其要实现的逻辑功能进一步研究，由于手机型号的不同，造成不同的客户有着不同的标准与要求，为此我们在plc的选择上采用倍福plc，在流水线上工人只需将材料投入流水线上，流水线上的机械手臂用来取代原来的人工以达到自动化的目的。本课题主要研究的内容包括以下几个方面；（1）绪论：叙述了非标自动化设备在我国手工制造业中的重要性，并结合国内外的资料展示出非标自动化具有很强的发展前景，因此在手机显示屏自动安装设备中，由于手机型号的多样性，从而我们选择用倍福plc来控制此设备。（2）手机上显示屏自动安装控制系统各部分的选择。此部主要包括对显示屏自动化组装线两个部分的选择，分别是机械部分与电器部分。（3）倍福PLC的编程方法；（4）最后对该设备进行安装与调试；（5）设计并画出生产线各个电气接线图；（6）对整篇论文研究内容和成果进行总结并综述文献。第2章任务及相关设计方案2.1任务的分析近年来手机工业发展迅速，市面上的手机种类繁多，全世界有着不同的手机公司，在中国更是出现了像华为、小米、魅族、一加、oppo、vivo等一系列的优秀手机制造产家，在国外更是有苹果、三星等一系列的优秀手机制造厂家。正是由于手机种类的繁多，加之现在手机在我们的日常生活中彰显出越来越重要的作用，为此我们研究出基于倍福plc的小型非标自动化设备，来加快手机显示屏的安装速度，以此来加快手机的生产速度来满足现如今需求量巨大的手机市场。在传统的手机显示屏安装设备上自动化程度不够高，传统设备需要用人工自己将手机显示屏与交卷进行压合，而本文将在传统的设备上加入plc以此来完成自动化过程。此设备是在倍福plc的基础之上，在此基础之上，其中的机械部分主要包括步进式线体、工作台、收放卷胶机构、三轴机械手、机械手旋转机头、检查机压料机构。另外电器部分主要是包括倍福plc（cx9020）、IO模块（EL1008）、输出模块（EL2008）、触摸屏（10寸以太网）、伺服驱动器+电机、配电箱+低压电器、光电开关。最后对软件进行安装与调试。该设备通过机械部分中的三轴机械手将显示屏抓进收放卷机构中，让显示屏与收放卷进行压合最后在经皮带上传送到光电开关处，光电开关会将完好无损的显示屏筛选出来，最后打包成合格的产品。2.2硬件设计方案显示屏自动安装是基于倍福plc的小型非标设计控制系统，其主体是在倍福plc的基础之上，在整个流水线上采用三个电机进行控制，其中M1电机用来控制流水线的传送带，另外机械手用来将屏幕从传送带上取出放入检查机压料机构中，最后将压好的屏幕放向传送带流向光电开关，在光电开关处检测屏幕的好坏，最后将产品打包装机。2.3显示屏组装流水线示意图在下图中我们可以清楚地看出工作人员只需要将屏幕放入流水线上，然后我们将事先写好的程序写入倍福plc中，由机械手将屏幕送入检查机压料机构中，经过收放卷机时将收放卷行压合，最后经过图2-2的光电开关用来检测显示屏的好坏。图2-1图2-2系统工作原理:一旦系统上线，传送带就会启动引擎。当屏幕到达移动开关时，移动开关关闭，引擎停止，包装设备控制手机显示时间，关闭阀门。一旦安装完成，发动机就会重新旋转，在这个循环中，生产线就会自动控制。传送带上的手机屏幕的不同之处在于现场的光电感应器的工作。2.7具体控制要求2.7.1M1主传送带电动机（1）功能：带动主传送带运行。（2）控制要求：①传动发动机主要M1传送带发射发射后继续工作到触发开关站。当移动显示屏幕结束时，M1传送带的传动引擎必须自动启动并保持不变，直到安装后开关被检测到。②通过交流接触器意识到压力损失。③防范低压通过热继电器实现过载和相位保护。2.7.2M2控制机械手臂运动电动机（1）功能：带动机械手臂运行（2）控制要求：①一旦启动，则M2机械手臂驱动电机启动，并保持到停止开关动作。②通过交流接触器实现失压。欠压保护。③通过热继电器实现过载，欠相保护。2.7.3M3控制电机（1）功能：此电机用来控制检查机压料机构（2）控制要求：①当收放卷机构中的显示屏传感器感受到显示屏时，收放卷机构开始运作时，显示屏上线给收放卷机构注入原料，当上限位的传感器动作时。②通过熔断器实现短路保护。③通过交流接触器实现失压。欠压保护。④通过热继电器实现过载，欠相保护。2.7.5质量检测与次品的分离功能：显示屏压轴完毕之后，在此处进行检测产品质量，将次品分离。第3章显示屏安装流水线机械部分选择3.1系统电机的选择在设备的许多部件中，发动机是最基本和不可或缺的部件之一。在我们的日常生活中，发动机主要分为两类:步进引擎和伺服引擎。首先，对于步进发动机来说是使用了电脉冲信号，然后将电脉冲信号转换成相应的角位差和线性位移。步行者发动机主要用于工业、航空航天、机器人技术、精确测量和其他领域，如光电经纬仪、军事仪器、通信设备和雷达。广泛使用驱动技术使发动机的数量不受限制的转角的限制，从而使设计更方便。目前，在分阶段驱动技术中，有间断直流驱动、宽脉冲调制驱动、电流矢量常数振幅和均匀旋转控制停止来极大地提高了步行者的精度。此外，伺服电动机(servomotor)伺服电机的内部是一个永磁铁，转子是在一个U、V、W三相电产生的电磁场中转动，同时电机中还有一个编码器，编码器将信号传递给驱动器，然后信号在驱动器中与设定好的目标值进行比较，以此来调节转子的速度。伺服电机采用的是闭环控制而步进式电机是开环控制，伺服电机不存在步进式电机的失步问题，因此在精度上来说伺服电机精度更高，伺服电机的转速特性优越，它的转速可以达到2000—3000转，另外伺服电机的过载能力优越，一般情况来说它的转矩可以高于三倍的额定转矩，伺服待机的启动时间也比较短，在运行方面，伺服电机在低速的情况下可以平稳地运行，这一点上也优于步进式电机，同时伺服电机在高速的情况下也可平稳地运行。根据上面的描述，我们的装配线驱动可以由步行者驱动。由于伺服器的精度很高，但是伺服器的价格太高，装配线传送带也不需要，高精确度。因此，装配线的传送带选择了一个步进式引擎。在用来控制控制控制机器的发动机中，伺服发动机被用来控制控制机器的材料。由于伺服引擎的工作精度相对较高，这两种机制的精度要求也特别高。图3-13.2三轴机械手机械手是一种自动控制装置，它的设计灵感来源于人的手和人在工作时手的动作，人们可以根据机械手要完成的动作而事先写好程序，将程序写入机械手中以此来达到工作的要求。机械手实现机械化和自动化，可以在有害环境中工作来保护个人安全，并在机械和冶金工业中广泛使用。机械手主要由三个部分组成:手臂、运动机制和控制系统。手是用来保存准备(或工具)的部分。根据需要捕获的对象的形状、大小、重量、材料和工作要求，有不同的结构形式，如夹子、约束和吸附。例如，运动机制允许手在执行命令的动作和改变被捕获对象的位置和位置方面做不同的转弯、动作或复杂的动作。独立的移动方法，如上升、伸缩和旋转移动机制，被称为机械手的自由度。在任何位置和方向上捕获一个物体都需要6度的自由。自由的程度是机械手结构的关键参数越大，自由度越大，机械手的灵活性越大，其普遍性越大，设计就越困难。机械手具有单、双、三、五轴的机器手，三轴伺服机手臂可用在400-4000吨的各型塑胶射出成型机上。主要特点是成品臂为取出产品及水口，而上下手臂结构均为双截式，通常用在注塑行业产品的取出、放入以及工业行业中的工件搬运，其实就是快速的流水线作业。图3-23.3检查机压料机构检查机压料机构包括送料机基座、工作台、支撑座、防皱压料组件、防偏导入辊组件和滚轮支撑组件和压料机构，所述工作台的中部设有输送支撑平台，所述输送支撑平台的两端分别设有滚轮支撑组件，位于输送支撑平台输入端一侧的滚轮支撑组件的输入端所在侧设置有两个防偏导入辊组件，压料机构安装于防偏导入辊组件与滚轮支撑组件之间，压料机构包括气缸支撑架和安装于气缸支撑架上的压料气缸，气缸支撑架的两端向下延伸有L字形的安装翼，所述压料气缸的伸缩杆的底端安装有橡胶防划垫，所述工作台的一侧设有若干个支撑座，所述支撑座上安装有防皱压料组件，当暂停向前输送料带的作业时，能够避免料带从输送台上滑落。3.4收放卷胶机构一种收放卷机构,它包括固定座、旋转驱动装置、顶推装置和机械胀轴,机械胀轴包括胀轴外套筒、项胀轴、连体涨块、连接芯轴和第二弹性复位件,胀轴外套简连接有第一连接法兰和第二连接法兰,胀轴外套筒设有第一弹性复位件,项胀轴的一端的直径大于其另一端的直径,连体涨块间隔设置有卡爪,连接芯轴与顶胀轴连接,连接芯轴还与顶推装置连接,旋转驱动装置用于带动胀轴外套筒旋转,顶推装置用于带动顶胀轴伸出和收回;本发明的机械胀轴采用纯机械式结构,不存在使用环境的限制,适应性更强,提高生产的效率,将收放卷机构集成为一体，有效节省了整个收放卷机构的体积,省时省力,来提高整机装机效率。第4章系统的电器部分实现4.1关于倍福PLCcx9020的介绍在1980年德国倍福公司成立，专门从事pc管理技术。倍福公司研发了自己的编程软件TwinCAT，它在功能上支持除IEC61131-3传统的五种编程语言外，TwinCAT的工业自动化软件还可以使用c/c++来编程。现如今倍福公司的编程软件已经更新到第三代（TwinCAT3），可以用Matlab模型库和调试工具来创建管理模型，然后将创建的模型导入TwinCAT3，从而简化复杂管理算法的开发和优化。图4-1根据该行业的总体趋势，Beckhoffpc管理技术比传统的plc技术更有优势:可用的内存区域增加了两倍，复杂的算法可以很容易实现，软件移植也很容易实现。在接下来的文章中，我们将逐渐熟悉Beckhoff软件和硬件产品。让我们来看看CX9020内置控制器。内置的CX9020控制器基于ARMV7，使用的是i.MX535Cortex-A8处理器、4个USB端口、1个DVI-D端口、2个微sd端口、DDR31gb内存(未扩展)和1个通信接口。图中的部分名称如下:1、附加通信接口:可用RS232、以太基接口、CANopen接口等。2.可以用来连接显示器或工作屏幕的DVI-D视频接口;3.电池舱:可用，安装电池来控制手表;4.MiroSD插槽:2;5.网络端口RJ45:用于连接本地或远程网络，具有自己的切换功能，支持10M/100M以太网;6.USB接口:鼠标、键盘、U盘和其他外围设备;7、内置控制器和端子终端电源指示器;8，双猫电源指示器和额外的通信接口;9内置控制器电源接口10.以太猫或端子终端接口;端子终端电源接口(24b+)端子终端电源接口(0b)；13、端子楼盖；14、接地接线柱(PE)15是连接电源:终端的电源。4.2模块的选择4.2-1输出模块EL2008选择EL2008德国Beckhoff输出模块，EL2008是一个8通道数字输出模块，使用的是固定电流控制24A和0.5A。此外，它是模块的二进制控制信号，在执行级别上传输到执行机构。在终端模块中，以太基led可以用来显示信号状态。可拆卸的电线适合所有ESxxxx终端模块。系统连接技术使用单线负载电压输出点的数量为8位,占24v直流电(-15%/+20%)、负载型负载电阻,电感负载、电子管负载短路电流小于典型2a,切换时间:值通常60ms开机,关机时间300ms,其正常工作温度为-25+60℃。储存温度-4+85℃,相对湿度:95%没有冷凝,安全级别:IP20,无地址或设置配置。EL2008有多个频道和类型。以太网终端模块可以用led来显示信号的状态。ctu解决方案完全集成到标准控制技术中。TwinCATCNC软件在剂量系统中提供了精确的运动控制。ulrichbohm描述了hpp决策的好处，这很容易融入到pc基础上的标准管理技术中:“除了系统的完整性，pc基础上的hp决策有更多的优势。一方面，它们非常快，非常有效。另一方面，我们从chpp决策的开放和灵活性中获益良多，以扩大功能，帮助我们执行某些应用功能。4.2-2模块El1008选择EL100x系列数字输入的终端模块有一个3毫秒的输入过滤器。以太猫终端模块可以用led来显示它的状态。8通道数字模块EL1008BECKHOFFEL1008有多个频道和类型。EL100x系列数字输入的终端模块有一个3毫秒的输入过滤器。以太猫终端模块可以用led来显示它的状态。拓扑结构总线、树或恒星:以太郎几乎支持所有拓扑。因此，基于现场轮胎的轮胎结构也可以用于以太网。轮胎结构和支线的组合对系统电线特别有用。所有必要的接口都在连接器上，不需要额外的开关。当然，也可以使用传统的以太网拓扑，如以太网，基于交换机。BECKHOFFEL1008数字模块选择不同的传输电缆以最大化电线的灵活性。柔性和低成本的标准以太网电缆可以通过E-bus总线传输信号。以太网带宽(例如，不同的光学电缆和铜线)可以与交换机或媒介结合使用。对于电缆的每一个步骤，可变信号可以单独选择4.3传感器的选型系统中运用传感器来感受显示屏的位置，根据设计需要选择反射式光电传感器。反射式光电传感器的工作原理如图4所示。图3.2反射式光电传感器原理图该系统选择的反射式光电传感器型号为PM2-LF10,其性能参数如表3所示。表3.3PM2-LF10反射式光电传感器的性能参数性能参数检测距离2.5～8mm(中心：5mm)白色无光泽纸(15×15mm)最小检测物体φ0.05mm铜线(设定距离：5mm)应差使用白色无光泽纸(15×15mm)工作距离的20%以下重复精度

(垂直于检测轴)0.08mm以下电源电压5～24VDC±10%脉动P-P5%以下消耗电流平均：25mA以下，峰值：80mA以下输出NPN开路集电极晶体管

·最大流入电流：100mA

·外加电压：30VDC以下(输出和0V之间)

·剩余电压：1V以下(流入电流为100mA时)

0.4V以下(流入电流为16mA时)反应时间0.8ms以下第5章系统的硬件电路实现5.1系统硬件结构框图综合考虑将系统的硬件部分分为三个部分，这三个部分分别为主电路、控制电路、辅助电路部分。由控制电路来控制主电路工作，另外辅助电路的作用为辅助信号显示，它们之间的关系如图5-1所示：图5.1硬件电路关系图5.2主电路的设计传送带有步进式电机M1来控制，电动机的运转与停转用接触器KM1来控制。在电路中还加入了热继电器，其中的FR1就是热继电器用来实现过载保护。断路器QF1、QF2、QF3将三相电源引入，同时QF1、QF2、QF3为电路提供短路保护。显示屏安装流水线的主控制电路如图5-2所示。图5.2主控制电路图5.3控制电路的设计PLC控制系统的输人信号有9个，且均为开关量。其中各种单操作按钮开关6个，分别SB0启动按钮、SB1停止按钮、SB4大包、SB5中包、SB6小包、SB7散装、SB10手动复位按钮。行程开关1个，传感器开关1个。PLC控制系统的输出信号有10个，其中1个用于驱动传送带电动机的接触器KM1,3个电磁阀分别用于大瓶和小瓶的封盖及手机，6个用于生产线上的状态显示。如图5-3所示。图5.3倍福PLC外部接线图第6章系统的软件部分实现6.1倍福plc程序的开发6.1-1TwinCAT介绍倍福plc的编程是在TwinCAT上完成的，TwinCAT(Windows控制和自动技术)是一种可直接在pc平台Windows操作系统下运行的plc控制软件。换句话说，TwinCAT软件不需要特殊设备来协调或修改。Windows系统该软件支持浮点操作，类似于通过TCP/IP远程访问和控制的计算机，方便开发人员进行远程监控和调试。图5.1显示了TwinCAT系统的架构。TwinCAT服务器的主要功能是确保WindowsNT实时操作系统和系统中的自动任务同时执行，这样操作系统中的实时任务就能更快地响应。系统经理的主要功能是设置系统并设置一个任务来适应整个系统。OCX系统接口是控制器的扩展。OCX接口服务于Windows下运行的程序(如VB、c++、c#和t)。Windows程序可以通过接口访问系统控制器中的数据。plc服务器是WindowsNT环境中的一种多任务软件plc。，该软件可以使用IEC1131－3所有的编程语言进行编程。系统组成还包括：，NC服务器，输入输出系统(I/O),用户HMI，ADS路由器等。TwinCAT核心技术全部由Beckhoff开发工程师自主研发。该软件使用时不需要额外添加PC外的任何硬任何硬件，循环周期最小为50微秒，可以进行强制优先排序，反应时间不会超过15微秒，可调节操作系统的实时率，如果系统长时间不响应则向系统发送报警信号[17]。TwinCAT支持多时分任务控制，因此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。由于TwinCAT是基于PC的软件，所以启动时与一般PLC是有区别的，上电后首先启动的是Windows操作系统，之后启动TwinCAT软件，TwinCAT启动后加载PLC工程文件并启动该程序。TwinCAT支持模块化结构，一台PC上最多4个PLC，1个PLC上最多4个任务，易于建立和维护，可在线进行程序修改，全面的调试特性:可加断点,监测数据，添加示波器，支持所IEC61131-3语言(IL,ST,FBDLD,SFC)，开发工程师可选择自己熟悉的编程语言图6.16.2.ADS通讯技术ADS通讯定义了一个独立于设备和现场总线的接口，用于处理对ADS设备的访问请求，ADS架构如图4.2所示。ADS接口允许与其它配置ADS接口的设备进行数据交换，具有ADS接口的设备或对象可以通过ADS进行数据访问，这就是ADS设备。不同的ADS设备接口都是不相同的，在相应的ADSdevicedocumentation中存在关于该接口的详细描述文件。一整套基于TwinCAT控制的硬件设备基本上都是由多个ADS设备组成，比如IO模块、主控模块、电机驱动模块等，不同的模块之间通过端口号进行区分。ADS数据包含三个部分：AMS/TCPHeader，占用6bytes，这部分数据存储了数据包的长度信息AMSHeader，占用32bytes，AMS/TCP-Header这部分数据存储了发送方和接收方的地址信息；ADSData，ADSdata这部分数据存储了一个ADS指令需要的参数信息。图EtherCAT以太网现场总线EtherCAT可以进行全双工通讯，通讯传输速率高达200Ｍ[18]。为了实现协议头的最小化采用绝对寻址方式寻址。EtherCAT通讯时速度很快的原因是：通讯方式全部采用硬件通讯、EtherCat设备不需要交换机通过串联就可以通讯、网络可以进行自诊断功能、维护性能强、针对分布式I/O对报文结构进行优化、连接其他非EtherCat设备时可使用标准交换机，接入交换机后:一个Mac地址可访问节点增加至最多65535个、可以在数据传送期间进行修改或添加操作。EtherCAT标准:IEEE802.3帧,可以选择使用UDP/IP路由IP(如果需要),没有裁员,完全透明的TCP/IP协议,所有技术通信上网:HTTP、FTP等。d.工作可能有机会实时矮小,以太网设备支持,可能都是通过交换机端口相连。EtherCAT接线方式特别灵活，可以线性拓扑、菊花链拓扑、带分支菊花链拓扑和灵活树形拓扑，接线四种结构图如图４.3所示。EtherCAT使用时配置很容易，不需要人工去设置地址，系统会自动分配地址，有新节点加入网络后，不会对原节点的地址造成任何影响。EtherCAT大大降低了销售价格，主站削减了对硬件需求，带来的优势如下:主板集成的以太网控制器能够满足以太网的使用需求，不需要附加额外的通讯协议处理器，也不需要特殊的插入卡，硬件的缩减使得主站端具有低成本优势。低成本的EtherCAT控制器的好处也很明显。基本结构使用标准电缆和以太网夹具，没有开关和集中器，因此基础结构的低成本优势也很明显。以太基是一种开放的技术，通信协议是完全开放的，以太基符合IEC/PAS62407标准。以太猫有广泛的应用程序，主要用于自动化设备、高速应用程序，如包装机、高速印刷机、热塑性机器、木材加工设备、机床等。图5.26.3TwinCAT特点一台计算机上支持4套PLC程序独立运行如图4.4所示，并且同一计算机内的四套PLC程序启动和停止互不干扰，同时他们的存储地址也不相同。每套PLC可以支持四个任务，要想分配CPU必须通过任务才可以进行，如果程序不被任务调用那么该程序就不会被执行。变量和存储地址没有关系，我们不用为全部的变量指定存储的地址，无论是程序内的局部变量，或者是程序内全局变量，当该变量需要与外部通讯时，我们才要对该变量指定存储地址。程序内使用的中间寄存器、定时器、计数器的数量，不存在上限，对它们设置的地址也不会发生冲突。I/O变量的地址分配与硬件模块的安装顺序没有任何关联，TwinCAT2.9之后的版本,输入输出和Memory存储区的变量地址全部由系统自动分配，变量声明时只需以“*”代替，对程序编译时,即使没有明确地址信息，TwinCAT也会自动对带“*”号的变量分配合适的地址。为不同工程类型的专业应用开发了大量的功能库，功能库的使用大大缩短了开发工程人员的开发周期，开发时经常用到的功能库有：PID功能库，温度控制功能库；楼宇建设常用的功能库：DALI通讯专用功能库库；运动控制相关功能库有：FIFO轴控制功能库、时钟同步飞锯功能库和电子凸轮运动控制功能库。TwinCat运算速度快，通讯简单，TwinCatPLC跟第三方应用程序进行数据通讯时,通讯协议最底层还是采用ADS通讯协议。TwinCat通讯时有多种接口形式例如：OCX，DLL，OPC等。在众多接口中免费的接口只有OCX,DLL,TwinCAT软件安装在计算机上之后,系统目录下自动生成名为ADSOCX.ocx的文件。该软件还未开发者提供丰富的调试诊断工具，方便了用户的使用，编写好的PLC程序检测无误后，可直接在编写程序的机器上运行。该软件在调试功能上采用了高级语言才支持的断点功能，为工程开发提供了便利。BECKHOFF还提供了许多免费的工具软件，例如示波器软件、可视化组件、设备仿真功能库，这些免费工具增加了程序开发的便利性。结合Ethercat和XFC技术开发出来的Beckhoff控制系统，在控制领域为PLC应用注入了新鲜血液。超小型化结构设计的主控制器体积更小，并且可以在任意Ethercat节点上安装总线主站卡。系统响应时间达到微秒级别，可以适用于CNC控制系统和高精度、高速度测量系统等对系统要求特别高的场合，这些应用场合传统PLC难以达到工程开发要求。外围设备可以采用任意的拓朴结构，布线更加灵活多样，I/O站点可以任意放置。整个控制系统的材料成本和工程费用都降低。支持远程诊断功能，极大的方便了系统维护。图6.36.3TwinCAT软件的使用方法第一步首先我们启动TwinCAT软件，点开TwinCATPLCControl，从编程ＰＣ的TwainCAT图标快捷菜单中选择“PLCControl”，就进入了程序开发环境，如图5-3所示。图6-3.1软件运行界面点击编译软件中的File主菜单建,建文件夹然后输入文件名保存，为此就在该路径下创建了一个项目图6.3.2系统类型选择第二步软件运行界面上进行编译点击屏幕上的按键进行梯形图的编译，在梯形图中触电的上方标有红色问号处，在此计入触电的名称。图6-3.3逻辑语句第三步编译。在主菜单栏下选择Build进行编译，若显示没有错误“0Error（s）”，则编译成功，忽略在运行过程中出现的警告Warnings图6-3.4程序对话框第四步系统管理配置，当上一步成功之后，在上一文件中保存了有IO变量、任务周期、PLC端口号等信息，这一切是为下一步导入plc程序要求的接口文件，点击“ChoseTargetSystem”弹出下图窗