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貝加萊(中國)技術培訓部經理樊惠芳供稿
一、概述:
自60年代末美國第一台可編程控製器PLC問世以來,可編程控製技術已走過了30年的發展曆程,尤其是隨著近年來計算機技術和微電子技術的迅猛發展,它已在軟硬件技術方麵都取得了很大的發展。奧地利B&R工業自動化公司推出的可編程計算機控製器PCC就是代表了這一發展趨勢的。
與常規PLC相比較,PCC最大的特點在於分時多任務操作係統和多樣化的應用軟件的設計,常規的PLC大多采用單任務的時鍾掃描或監控程序,來處理程序本身的邏輯運算指令和外部的I/O通道地狀態采集與刷新,這樣PLC的執行速度取決於應用程序的大小,這一結果,無疑是同I/O通道中高實時性的控製要求相違背的。PCC的(de)係(xi)統(tong)軟(ruan)件(jian)解(jie)決(jue)了(le)這(zhe)一(yi)問(wen)題(ti),它(ta)采(cai)用(yong)分(fen)時(shi)多(duo)任(ren)務(wu)機(ji)製(zhi)構(gou)築(zhu)其(qi)應(ying)用(yong)軟(ruan)件(jian)的(de)運(yun)行(xing)平(ping)台(tai),這(zhe)樣(yang)應(ying)用(yong)程(cheng)序(xu)的(de)運(yun)行(xing)周(zhou)期(qi)則(ze)與(yu)程(cheng)序(xu)長(chang)短(duan)無(wu)關(guan),而(er)是(shi)由(you)操(cao)作(zuo)係(xi)統(tong)的(de)循(xun)環(huan)周(zhou)期(qi)決(jue)定(ding),由(you)此(ci),它(ta)將(jiang)應(ying)用(yong)程(cheng)序(xu)的(de)掃(sao)描(miao)周(zhou)期(qi)同(tong)真(zhen)正(zheng)外(wai)部(bu)的(de)控(kong)製(zhi)周(zhou)期(qi)區(qu)別(bie)開(kai)來(lai),滿(man)足(zu)了(le)真(zhen)正(zheng)實(shi)時(shi)控(kong)製(zhi)的(de)要(yao)求(qiu),當(dang)然(ran),這(zhe)種(zhong)控(kong)製(zhi)周(zhou)期(qi)可(ke)以(yi)在(zai)CPU運算能力允許的前提下,按照用戶的實際要求,任意調整。
基於這樣的操作係統,PCCdeyingyongchengxuyouduorenwumokuaigoucheng,zheyanggeixiangmuyingyongruanjiandekaifadailailelehendadebianli,yinweizheyangkeyifangbiandiankongzhixiangmuzhonggebufenbutongdegongnengyaoqiu,rushujucaiji,baojing,PID調節運算,通信控製等,分別編製出控製程序模塊(任務),這些模塊既相互獨立運行,而數據間又保持一定的相互關聯,這些模塊經過分步驟的獨立編製和調試完成之後,可一同下載至PCC的CPU中,在多任務操作係統的調度管理下,並行運行,共同實現項目的控製要求,這一特點,可圖示如下:

圖一:PCC的軟件係統
基於上述功能強大的特殊的操作係統,PCC在應用程序的設計上,有著常規PLC無法比擬的靈活性。 由於PCC是基於多任務環境下設計程序,采用大型應用軟件的模塊化設計思想,各個任務模塊的功 nengmiaoshugengquqingxijianjie,yonghuzaikaifazijiderenwushi,youyuduiqigongnengdetiqujuyoutongyongxing,yinerzuoweiyigedulidegongnengmokuai,yonghukeshifenfangbiandijiangqifengzhuangqilai,yibianyurihouzaiqitayingyongxiangmuzhongxinshiyong。 PCC的編程硬件采用普通PC機配以一套功能強勁的開發軟件作為在線開發工具,這種方式,不僅節省了用戶的硬件投資,更重要的是,它發揮了PC機作為在線編程開發工具的強大的軟硬件優勢,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試手段,使應用程序的開發十分靈活便捷。另外,通過PC機上編程軟件包所提供的為數眾多的函數,用戶可短時間內編製出高效而複雜的控製程序來。 PCC在編製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 PLC上指令表語言可在PCC上繼續沿用,而且用戶還可采用更為高效直觀的高級語言 (PL2000)。它是一套完全麵向控製的文本語言,熟悉BASIC的技術人員會對它的語法有種似曾相識的感覺,它對於控製要求的描述非常簡便、直觀。除此之外,PCC的應用軟件開發還具有集成“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通道及內部寄存器單元,軟件開發人員毋需熟知 PCC內部的硬件資源的分布,而隻須集中精力於項目本身的要求,即可迅速編製出自己的控製程序來。 在硬件結構方麵,PCC的特點是很顯著的。在其核心的運算模塊內部,PCC為其CPU配備了數倍於常規 PLC的大容量存儲單元(100K-16M),zhewuyiweiqiangdadexitongheyingyongruanjiantigonglejianshideyingjianjichu。erzaiyingjianwaibu,tayouzhequanmokuaishidechazhuangjiegou,zaigongyexianchang,bujinkeyifangbiandidaidianchaba,erqiezaijiexianduanzi,mokuaigongdianjigongzuozhuangtaixianshidengzhuduofangmianjunyouzhejingqiaodesheji。 PCC在(zai)硬(ying)件(jian)上(shang)的(de)特(te)點(dian),還(hai)體(ti)現(xian)在(zai)它(ta)為(wei)工(gong)業(ye)現(xian)場(chang)的(de)各(ge)種(zhong)信(xin)號(hao)設(she)計(ji)了(le)許(xu)多(duo)專(zhuan)用(yong)的(de)接(jie)口(kou)模(mo)塊(kuai),如(ru)溫(wen)度(du),高(gao)頻(pin)脈(mai)衝(chong),增(zeng)量(liang)脈(mai)衝(chong)編(bian)碼(ma)器(qi),稱(cheng)重(zhong)信(xin)號(hao)及(ji)超(chao)聲(sheng)波(bo)信(xin)號(hao)接(jie)口(kou)模(mo)塊(kuai)等(deng)。它(ta)們(men)將(jiang)各(ge)種(zhong)形(xing)式(shi)的(de)現(xian)場(chang)信(xin)號(hao)十(shi)分(fen)方(fang)便(bian)的(de)聯(lian)入(ru)以(yi)PCC為核心的數字控製係統中,用戶可按需要對應用係統的硬件I/O通道以單路,十餘路或數十路為單位模塊,進行數十點至數百點上千點的擴展與聯網。 PCC在遠程通信方麵的靈活性,是區別於常規PLC的一大顯著標誌,作為未來構成分布式現場I/O控製的主要角色之一,PCC為此提供了十分靈活多樣的解決方案。

圖二:PCC的網絡方案
除上述開放式現場總線的網絡方案之外,PCC還提供了RS485總線上多種局部主從網絡協議,用戶不僅可以采用PCC自身的網絡協議,也可以方便的與其他廠家的PLC等工控設備聯網通信(如西門子,AB, Modicon等),在一些特殊情況下,PCC還為用戶提供了創建自定義協議的工具(幀驅動器),由於具備這樣的技術優勢,PCC常常能解決許多常規PLC所望塵莫及的通信難題,輕鬆實現與各種不同產品,不同通信協議的互聯。
通過以上的討論,我們對PCC的特點有一個較為全麵的了解,在此不妨將其與傳統的PLC以表格的形式作一下比較.
傳統的PLCPCC
內存容量幾十kB100kB-16MB,便於大量分析運算.
編程語言指令表,梯形圖指令表,梯形圖,彙編,順序功能圖,高級語言(Automation Basic ,C)
操作係統特定定性多任務分時
係統的模塊化硬件上可以實現硬件,軟件
I/O處理能力開關量開關量,模擬量和回路調節技術
I/O模塊帶電插拔不可可以
係統擴展及組網能力差好. Ethernet, 現場總線如CAN, ProfiBus (FMS, DP), INA2000, RS485.可實現多層次網絡結構(管理層,控製層和現場層).
開放性差好。通信的兼容性強:過程顯示接口-PVI, Frame Driver (幀驅動)
係統的智能性差MP(多處理器),IP(智能I/O模塊),軟件的自診斷能力強。
傳統的PLCPCC
通用性和高度專業化的結合差好。在機械行業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製技術
・ 高速編碼計數
・ 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
通用性和高度專業化的結合差無限製的PID條件(約50ms一個回路)
智能溫度控製技術
・ 自校正PID調節
・ 傳感器直接接
・ PCC溫度模塊
・ 方便的參數整定
・ 可靠的運行性能
總之,PCC雖然從PLC發展而來,但擁有其不可比擬的優勢。更加強大的內存空間、更靈活的編製手段、更優越的控製方式,使PCC有許多普通PLC難以完成功能,如精確到±1℃溫度調節;準確的伺服控製;遠程通信功能等。並且PCC還能隨著當前的計算機和網絡技術的發展,不斷更新換代,有著更好的升級能力,所以PCC正廣泛地在工業控製中使用,特別適用於塑料機械的精密控製,並且取的良好的應用效果,受到業內人士的好評。
關於貝加萊
貝加萊(B&R)是一家自動化技術領域的全球性領導廠商,總部位於奧地利Eggelsberg,於1979年由Erwin Bernecker先生和Josef Rainer先生共同創建。創新的信念伴隨貝加萊不斷成長,並引領技術發展的潮流。今天的貝加萊已經在全球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於中國市場的分公司――貝加萊工業自動化(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yi直zhi致zhi力li於yu為wei國guo內nei用yong戶hu提ti供gong高gao品pin質zhi的de自zi動dong化hua產chan品pin和he優you秀xiu的de技ji術shu解jie決jue方fang案an。如ru今jin,貝bei加jia萊lai的de產chan品pin和he方fang案an已yi廣guang泛fan應ying用yong於yu機ji械xie自zi動dong化hua領ling域yu,如ru包bao裝zhuang、印刷、塑料、紡織、食品飲料、機床、半導體、製藥等行業;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。
貝加萊(中國)在國內的機構包括上海總部,北京、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合實驗室。無論是售前谘詢、方案設計,還是項目實施與售後服務,貝加萊(中國)dezhuoyuetuanduishizhongtiejinyonghu,tigongzhoudaowanshandezhichi。zhezhiyouxiudezhongguotuanduiyizhizaibangzhuhezhichizhekehuzidonghuafangandeshixian。zaizhuiqiuwanmeizidonghuadetongshi,beijialaigengshishijiefanweineigongyezidonghuadehezuohuoban。“Perfection in Automation”與 “Your Worldwide Automation Partner”精確地闡述了貝加萊公司在工業自動化領域的使命與追求。
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