BECKHOFF的技术TwinCAT原理.ppt

TwinCAT的工作原理 基于PC的自动化 TwinCAT 的结构 TwinCAT 的功能 TwinCAT 实时核的原理 分时多任务控制系统的原理 TwinCAT启动的顺序 CPU运算能力的分配 PLC任务与Windows任务的时间调度 TwinCAT系统服务 TwinCAT的启动设置 PLC启动设置 创建启动程序 TwinCAT I/O 系统 TwinCAT 控制 TwinCAT 运动控制 TwinCAT NC PTP TwinCAT NC I TwinCAT 通讯 一个典型的传统控制系统 BECKHOFF控制系统不同于传统模式 BECKHOFF控制系统基于两大技术 TwinCAT的硬件平台 TwinCAT的软件架构 * TwinCAT的原理 BECKHOFF技术特点 控制的演变 2 TwinCAT的结构 3 TwinCAT的功能 4 TwinCAT的实时核原理 5 TwinCAT控制系统的分时多任务原理 6 TwinCAT启动的顺序 结束 CPU NC I/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 PLC 1 NC I/O 映射 .. 实时内核 PLC 2 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 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 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 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 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 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 Real time operation of a PLC program and NC control with a PC SPS cycle (e.g. 2ms) PLC cycle t t NC cycle (e.g. 1ms) NC cycle NC cycle NC cycle 1ms 2ms 3ms 4ms 5ms e.g.: NC PLC program Win NT HMI Interface 1 2 3 4 1 2 3 1‘ 2‘ Power ON Start Windows NT Start TwinCAT Loading the boot project into the Run-Time Start PLC 1 2 3 4 Windows 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” 结束 Read inputs Write outputs Operate program PLC cycle PLC cycle t t PLC cycle PLC cycle Win NT HMI Interface 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 Cyclic PLC task e.g. 10ms 10ms 20ms 30ms 40ms 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% T