TwinCAT

基于 PC 的 PLC 和运动控制系统

TwinCAT I/O - 适用于所有常用现场总线的通用 I/O 接口

支持来自不同制造商的各种 PC 现场总线卡。一台 PC 上可运行多个现场总线卡。根据所选现场总线卡,支持主站和从站功能。现场总线卡可使用 TwinCAT 系统管理器方便地进行配置和诊断。TwinCAT I/O 包括运行现场总线的 TwinCAT 实时系统和一个 DLL 接口。

 

TwinCAT PLC - 自动化软件的核心

作为一种纯粹的软PLC,TwinCAT PLC 允许在一个 PC 上实现 4 个虚拟“PLC CPU”,每个可最多运行 4 个用户任务。PLC 程序可使用以下一种或多种语言编程,符合 IEC 61131-3 标准:

TwinCAT PLC 在 Windows NT/2000/XP 操作系统下运行,包括编程环境和运行系统,无需附加编程设备。对于在 CE 操作系统和嵌入式操作系统下运行的 BC 和 BX 控制器,只提供 TwinCAT Run-Time。通过与实时运行系统进行组网通讯,即可修改程序。编程方式如下:

 

IEC 61131-3 - 适用于所有 Beckhoff 控制器的高级编程标准

TwinCAT PLC 的编程符合 IEC 61131-3 标准,独立于制造商。TwinCAT 支持所有 IEC61131-3 编程语言,带有方便的编辑器和快速、高效的编译器,即使是几兆字节的大型 PLC 程序,其开发创建周期也很短。增量式编译防止了较长的编译周转时间。并且只编译更新的内容。功能强大的编辑器功能,例如“自动式”、“自动声明”或“查找”和“替换”,使得编程更快速。对于所有编程语言,在必要时,项目比较功能可轻松识别并接受差异性。如果一个项目(注释、目录等)被翻译成非原有语言的其它语言,则所有术语都被导出到一个表中,翻译完成之后,再重新导入。如果是一个团队在进行开发,所有对象(块、数据类型、列表)都可在一个源代码工具内,通过 TwinCAT 工程接口进行管理。由此可跟踪不同版本之间的变更和区别。

功能块的“实例化”概念,指每个实例都有其自身的数据,从而导致面向对象的结构化编程形式。它支持 IEC 61131-3 中规定的所有通用数据类型。可实现多维字段和结构,例如枚举和子范围类型。

TwinCAT PLC 所采用的语言包括 IL 和 ST(基本级)。在线修改功能可用于在 PLC 运行时对代码和/或数据的修改,提供最大的数据记忆。源代码可保存在目标系统中(除 BCxxxx 系列控制器以外)。准则分析功能对于过程错误的检测非常有用。

通过方便的库管理器,可非常容易地重复使用代码。对于程序和功能库可使用多级密码保护,以保护专有技术。

 

使用一种工具,实现多个目标平台

使用 TwinCAT PLC 创建的 PLC 程序也可以在许多目标平台上执行。除了工业 PC 和 CX 系列嵌入式 PC 以外,PLC 项目也可装入 Beckhoff BC和 BX 系列控制器。程序开发和调试都在相同的工作环境中进行,与程序执行的装置无关。

 

丰富的附加功能库

作为对由 IEC 语言标准定义的功能块的延伸,Beckhoff 公司提供有大量的附加功能库,用于执行自动化技术任务:例如用于通过 TwinCAT NC 控制电动和液压轴的功能库、用于串行通讯的功能库、用于报文输出的功能库、用于写/读文件的功能库、用于控制技术功能块的功能库等。

 

实用工具

TwinCAT PLC 中丰富的故障查找功能使得不管是现场还是通过远程维护解决问题变得非常容易。为此,TwinCAT 中的 PLC 编程环境可提供:

另外,TwinCAT ScopeView (一种软件示波器)可用于同时记录一种或几种变量。

 

TwinCAT NC:基于 PC 的运动控制

系统软件 NC 包括:

使用 TwinCAT NC,位置控制器默认在 PC 处理器上进行计算。它可通过现场总线与驱动器和测量系统进行循环数据交换。

 

PC 上的集中 NC 定位

使用 PC 的计算能力,可以实现轴的运动与 PLC 同步,位置控制器通常在 PC 上进行计算:PC 的计算能力允许同时定位多个轴。

使用 TwinCAT,PC 即可同时处理操作程序、PLC 和 NC。不同的系统负载由具有相应功能的 TwinCAT 支持。

 

分析性轨迹计算

TwinCAT NC/NC I/CNC 中用于控制轴的算法考虑到了轴的动态参数:转速、加速度和跃度。以这种方式,轴随时可在允许动态限值范围内运动,并且精确地进行协调。有许多不同的控制算法可以降低实际发生的与理想轨迹的偏差。

 

单动或联动

基于用于对单独电气轴进行定位的通常方法,即从其起点到其终点(点到点定位),通过 TwinCAT NC,还可以在多平台主从操作中(如传动功能或凸轮盘)执行多个轴的协调运动。除此之外,TwinCAT NC I 还可以按照 DIN66025 中的描述,执行最多涉及三个轴的插补轨迹序列。

 

集成软 PLC

TwinCAT 将软 NC 与软 PLC 结合在一起,形成一个功能强大的控制器。两个软件包之间的通讯是一种纯软件之间的通讯,其延迟时间非常短。NC 功能通过标准的经 PLCopen 组织认证的功能块从 PLC 程序中调用。

轴的运动无需硬件即可仿真;实际值被用于以最佳方式跟踪设定值,完整的机器流程得到检查。TwinCAT ScopeView 对于调试和维护工作非常有帮助。它可记录下位置、速度、加速度和跃度等所有轴变量.

 

调试方便

调试工作因TwinCAT系统管理器中提供的组态和诊断功能而大大简化。对于每个轴,所有主要数据都清晰明了地显示出来。可以通过功能键使轴产生运动。可以通过系统管理器激活并使用联轴器、凸轮盘或距离补偿等特殊功能。通过一个简单的对话框,可以确定轴的动态参数。

 

TwinCAT NC I – 3D 轴插补

TwinCAT NC I(插补)是用于轴组的直线和圆弧插补轨迹运动的NC系统,每个轴组包含两个或三个驱动器。该系统包含解释器、设定值生成器和位置控制器。就像轴与现场总线的连接那样,PLC 功能被集成进来。

解释器可以解释在 DIN 66025 中描述的代码。通过综合性PLC 功能库,可以在 NC 和 PLC 之间产生相互作用。例如,可以直接从 PLC 程序将 NC 程序装入到解释器中。

 

TwinCAT CNC – 满足最苛刻要求的软 CNC

TwinCAT CNC 通过常规数控特性扩展了 TwinCAT NC I 的功能:可以实现最多 32 个插补轴和大量坐标和运动学变换。使用高级语言扩展,可以进行符合 DIN 66025 的零件编程。TwinCAT CNC 可以操作分布于多达 10 个数控通道上的最多 32 个轨迹轴和被控主轴。在一个数控通道中,可以同时插补最多 32 个轴,因而可以解决最为困难的运动任务。除常规的直线、圆弧和螺旋插补外,TwinCAT CNC 还提供了方便的样条插补,这种插补可以基于 Akima 或 B 样条。通过实时变换,可以顺利实现复杂的机器运动。