BECKHOFF技术_TwinCAT原理

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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1CPUNCI/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的自动化编程工具HMI路由器PLC1NCI/O映射..实时内核PLC2基于PC的自动化2基于PC平台的

2、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3TwinCAT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

3、),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4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5PLC任务和运动控制任务可以精确地以设定的循环周

4、期执行RealtimeoperationofaPLCprogramandNCcontrolwithaPCSPScycle(e.g.2ms)PLCcyclettNCcycle(e.g.1ms)NCcycleNCcycleNCcycle1ms2ms3ms4ms5mse.g.:NCPLCprogramWinNT&HMIInterface12341231‘2‘分时多任务控制系统的原理6PowerONStartWindowsNTStartTwinCATLoadingthebootprojectintotheRun-Tim

5、eStartPLC1234WindowsUserLogon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7CPU运算能力的分配ReadinputsWriteoutputsOperateprogramPLCcyclePLCcyclettPLCcyclePLCcycleWinNT&HMIInterfa

6、cePC-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8CyclicPLCtaske.g.10ms10ms20ms30ms40ms0ms控制任务实际使用的时间小于时基的定义0ms1ms80%TwinCATW2ms80%TCW3ms80%WPLCPLCTimesliceforWindowsTimesliceforTwinCATPLCprogramcyclictask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

7、务与Windows任务的时间调度9TwinCAT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PL

8、C未上电TwinCAT系统服务10TwinCATAutobootAutologonwithWinNT12TwinCAT的启动设置11Enablingforloadingthebootprojectfortheruntimesystem1.NumberofruntimesystemsEnablingforloadingandsavingtheRETAINdatafortheruntime