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I/O 設備

一種新型可編程序控制器 PCC

2025China.cn   2007年08月02日
    自60年代末美國第一臺可編程控制器PLC問世以來,可編程控制技術已走過了30年的發(fā)展歷程,尤其是隨著近年來計算機技術和微電子技術的迅猛發(fā)展,它已在軟硬件技術方面都取得了很大的發(fā)展。奧地利B&R工業(yè)自動化公司推出的可編程計算機控制器PCC就是代表了這一發(fā)展趨勢的。
 
  與常規(guī)PLC相比較,PCC最大的特點在于分時多任務操作系統(tǒng)和多樣化的應用軟件的設計,常規(guī)的PLC大多采用單任務的時鐘掃描或監(jiān)控程序,來處理程序本身的邏輯運算指令和外部的I/O通道地狀態(tài)采集與刷新,這樣PLC的執(zhí)行速度取決于應用程序的大小,這一結(jié)果,無疑是同I/O通道中高實時性的控制要求相違背的。PCC的系統(tǒng)軟件解決了這一問題,它采用分時多任務機制構筑其應用軟件的運行平臺,這樣應用程序的運行周期則與程序長短無關,而是由操作系統(tǒng)的循環(huán)周期決定,由此,它將應用程序的掃描周期同真正外部的控制周期區(qū)別開來,滿足了真正實時控制的要求,當然,這種控制周期可以在CPU運算能力允許的前提下,按照用戶的實際要求,任意調(diào)整。

  基于這樣的操作系統(tǒng),PCC的應用程序由多任務模塊構成,這樣給項目應用軟件的開發(fā)帶來了了很大的便利,因為這樣可以方便地按控制項目中各部分不同的功能要求,如數(shù)據(jù)采集,報警,PID調(diào)節(jié)運算,通信控制等,分別編制出控制程序模塊(任務),這些模塊既相互獨立運行,而數(shù)據(jù)間又保持一定的相互關聯(lián),這些模塊經(jīng)過分步驟的獨立編制和調(diào)試完成之后,可一同下載至PCC的CPU中,在多任務操作系統(tǒng)的調(diào)度管理下,并行運行,共同實現(xiàn)項目的控制要求,這一特點,可圖示如下:


              圖一:PCC的軟件系統(tǒng)


  基于上述功能強大的特殊的操作系統(tǒng),PCC在應用程序的設計上,有著常規(guī)PLC無法比擬的靈活性。

  由于PCC是基于多任務環(huán)境下設計程序,采用大型應用軟件的模塊化設計思想,各個任務模塊的功 能描述更趨清晰簡潔,用戶在開發(fā)自己的任務時,由于對其功能的提取具有通用性,因而作為一個獨立的功能模塊,用戶可十分方便地將其封裝起來,以便于日后在其他應用項目重新使用。
PCC的編程硬件采用普通PC機配以一套功能強勁的開發(fā)軟件作為在線開發(fā)工具,這種方式,不僅節(jié)省了用戶的硬件投資,更重要的是,它發(fā)揮了PC機作為在線編程開發(fā)工具的強大的軟硬件優(yōu)勢,它為用戶提供了源程序級的單步、斷點、單周期及PCC在線錯誤自診斷等多種形式的調(diào)試手段,使應用程序的開發(fā)十分靈活便捷。另外,通過PC機上編程軟件包所提供的為數(shù)眾多的函數(shù),用戶可短時間內(nèi)編制出高效而復雜的控制程序來。

  PCC在編制不同的單個任務模塊時,具有靈活選用不同編程語言的特點,這就意味著不僅在常規(guī) PLC上指令表語言可在PCC上繼續(xù)沿用,而且用戶還可采用更為高效直觀的高級語言(PL2000)。它是一套完全面向控制的文本語言,熟悉BASIC的技術人員會對它的語法有種似曾相識的感覺,它對于控制要求的描述非常簡便、直觀。除此之外,PCC的應用軟件開發(fā)還具有集成“C”語言程序的能力。

  尤為與眾不同的是,所有這些編程語言,PCC都采用“符合變量”來標識外部I/O通道及內(nèi)部寄存器單元,軟件開發(fā)人員毋需熟知 PCC內(nèi)部的硬件資源的分布,而只須集中精力于項目本身的要求,即可迅速編制出自己的控制程序來。

  在硬件結(jié)構方面,PCC的特點是很顯著的。在其核心的運算模塊內(nèi)部,PCC為其CPU配備了數(shù)倍于常規(guī) PLC的大容量存儲單元(100K-16M),這無疑為強大的系統(tǒng)和應用軟件提供了監(jiān)視的硬件基礎。而在硬件外部,它有著全模塊式的插裝結(jié)構,在工業(yè)現(xiàn)場,不僅可以方便地帶電插拔,而且在接線端子,模塊供電及工作狀態(tài)顯示等諸多方面均有著精巧的設計。

  PCC在硬件上的特點,還體現(xiàn)在它為工業(yè)現(xiàn)場的各種信號設計了許多專用的接口模塊,如溫度,高頻脈沖,增量脈沖編碼器,稱重信號及超聲波信號接口模塊等。它們將各種形式的現(xiàn)場信號十分方便的聯(lián)入以PCC為核心的數(shù)字控制系統(tǒng)中,用戶可按需要對應用系統(tǒng)的硬件I/O通道以單路,十余路或數(shù)十路為單位模塊,進行數(shù)十點至數(shù)百點上千點的擴展與聯(lián)網(wǎng)。

  PCC在遠程通信方面的靈活性,是區(qū)別于常規(guī)PLC的一大顯著標志,作為未來構成分布式現(xiàn)場I/O控制的主要角色之一,PCC為此提供了十分靈活多樣的解決方案。


              圖二:PCC的網(wǎng)絡方案

  除上述開放式現(xiàn)場總線的網(wǎng)絡方案之外,PCC還提供了RS485總線上多種局部主從網(wǎng)絡協(xié)議,用戶不僅可以采用PCC自身的網(wǎng)絡協(xié)議,也可以方便的與其他廠家的PLC等工控設備聯(lián)網(wǎng)通信(如西門子,AB, Modicon等),在一些特殊情況下,PCC還為用戶提供了創(chuàng)建自定義協(xié)議的工具(幀驅(qū)動器),由于具備這樣的技術優(yōu)勢,PCC常常能解決許多常規(guī)PLC所望塵莫及的通信難題,輕松實現(xiàn)與各種不同產(chǎn)品,不同通信協(xié)議的互聯(lián)。

  通過以上的討論,我們對PCC的特點有一個較為全面的了解,在此不妨將其與傳統(tǒng)的PLC以表格的形式作一下比較.

 
傳統(tǒng)的PLC
PCC
內(nèi)存容量
幾十kB
100kB-16MB,便于大量分析運算.
編程語言
指令表,梯形圖
指令表,梯形圖,匯編,順序功能圖,高級語言(Automation Basic ,C)
操作系統(tǒng)
特定
定性多任務分時
系統(tǒng)的模塊化
硬件上可以實現(xiàn)
硬件,軟件
I/O處理能力
開關量
開關量,模擬量和回路調(diào)節(jié)技術
I/O模塊帶電插拔
不可
可以
系統(tǒng)擴展及組網(wǎng)能力
好. Ethernet, 現(xiàn)場總線如CAN, ProfiBus (FMS, DP), INA2000, RS485.可實現(xiàn)多層次網(wǎng)絡結(jié)構(管理層,控制層和現(xiàn)場層).
開放性
好。通信的兼容性強:過程顯示接口-PVI, Frame Driver (幀驅(qū)動)
系統(tǒng)的智能性
MP(多處理器),IP(智能I/O模塊),軟件的自診斷能力強。
 
傳統(tǒng)的PLC
PCC
通用性和高度專業(yè)化的結(jié)合
好。在機械行業(yè)PCC以專用模塊的方式對如下功能進行了集成:
貝加萊高精度運動控制技術
·  高速編碼計數(shù)
·  速度和位置補償
·  電子齒輪傳動
·  凸輪仿形
·  多軸插補
·  CNC技術
·   飛鋸
通用性和高度專業(yè)化的結(jié)合
無限制的PID條件(50ms一個回路)
智能溫度控制技術
·  自校正PID調(diào)節(jié)
·  傳感器直接接
·  PCC溫度模塊
·  方便的參數(shù)整定
·  可靠的運行性能


  總之,PCC雖然從PLC發(fā)展而來,但擁有其不可比擬的優(yōu)勢。更加強大的內(nèi)存空間、更靈活的編制手段、更優(yōu)越的控制方式,使PCC有許多普通PLC難以完成功能,如精確到±1℃溫度調(diào)節(jié);準確的伺服控制;遠程通信功能等。并且PCC還能隨著當前的計算機和網(wǎng)絡技術的發(fā)展,不斷更新?lián)Q代,有著更好的升級能力,所以PCC正廣泛地在工業(yè)控制中使用,特別適用于塑料機械的精密控制,并且取的良好的應用效果,受到業(yè)內(nèi)人士的好評。

關于貝加萊
  貝加萊(B&R)是一家自動化技術領域的全球性領導廠商,總部位于奧地利Eggelsberg,于1979年由Erwin Bernecker先生和Josef Rainer先生共同創(chuàng)建。創(chuàng)新的信念伴隨貝加萊不斷成長,并引領技術發(fā)展的潮流。今天的貝加萊已經(jīng)在全球55個國家設立了分支機構,擁有140個辦事處。

  1996年8月,貝加萊在上海成立了服務于中國市場的分公司——貝加萊工業(yè)自動化(上海)有限公司,本地化的銷售與技術隊伍為中國客戶帶來了更迅捷的服務響應。十年征程,貝加萊(中國)一直致力于為國內(nèi)用戶提供高品質(zhì)的自動化產(chǎn)品和優(yōu)秀的技術解決方案。如今,貝加萊的產(chǎn)品和方案已廣泛應用于機械自動化領域,如包裝、印刷、塑料、紡織、食品飲料、機床、半導體、制藥等行業(yè);以及過程自動化領域,如電力、冶金、市政、交通、石油、化工和水泥等行業(yè)。

  貝加萊(中國)在國內(nèi)的機構包括上??偛浚本?、廣州、濟南、西安和成都辦事處,上海和西安的技術培訓中心,以及分布在全國的大學聯(lián)合實驗室。無論是售前咨詢、方案設計,還是項目實施與售后服務,貝加萊(中國)的卓越團隊始終貼近用戶,提供周到完善的支持。這支優(yōu)秀的中國團隊一直在幫助和支持著客戶自動化方案的實現(xiàn)。在追求完美自動化的同時,貝加萊更是世界范圍內(nèi)工業(yè)自動化的合作伙伴?!癙erfection in Automation”與 “Your Worldwide Automation Partner”精確地闡述了貝加萊公司在工業(yè)自動化領域的使命與追求。 

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