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实用手册:PCC可编程计算机控制器知识汇总


作者:鼎酷IOT部落 来源:鼎酷IOT部落 2017-05-24 09:40:45
摘要:自60年代末美国第一台可编程控制器PLC问世以来,可编程控制技术已走过了近40年的发展历程,尤其是随着近年来计算机技术和微电子技术的迅猛发展,它在软硬件技术方面都取得了很大的发展。奥地利B&R工业自动化公司推出的可编程计算机控制器PCC就是这一发展趋势的代表性产物。

  今天我们介绍的PCC是可编程计算机控制器,因为它代表的意思较多,所以特别提出来。PCC是一种融合了传统的PLC和IPC的优点,具有独特理念的模块化控制装置。

  自60年代末美国第一台可编程控制器PLC问世以来,可编程控制技术已走过了近40年的发展历程,尤其是随着近年来计算机技术和微电子技术的迅猛发展,它在软硬件技术方面都取得了很大的发展。奥地利B&R工业自动化公司推出的可编程计算机控制器PCC就是这一发展趋势的代表性产物。

  【PCC的硬件特点】

  在硬件结构方面,PCC的特点非常明显,它兼具了PC机采用高性能CPU及大容量存储单元和PLC采用模块式结构的优点。

  1.模块式的插装结构,可带电插拔

  PCC具有全模块式的插装结构,在工业现场可以安全、方便地带电插拔;PCC的CPU和I/O模块结构紧凑,体积小巧,接线端子密集,而且在模块供电及工作状态显示灯诸多方面有着完善、精巧的设计。

  2.其CPU具有多处理器结构并配备了大容量存储单元

  PCC除了其高性能的主CPU以外,通常还配置了另外两个处理器(包括I/O处理器和DPR控制器),即一个PCC的CPU模块上具有三个处理器,这就最大限度地提高了系统的处理能力。

  3.配备了多种专用模块和功能模块

  PCC为工业现场的各种信号和应用提供了许多专用模块和功能模块,如温度、张力、步进电机驱动、示波器、鼓序列发生器信号、增量式脉冲编码信号、称重信号和超声波信号、电力测量与并网同步、PWM输出等。在PCC模块内部,CPU的数据总线与I/O总线分离,并配置有独立的I/O处理器。此外,CPU的主板集成了多种通信接口,PCC还是一款开放性极高的产品,配置了多种通信模块。

  4.以专用模块的方式对高精度运动控制功能和智能温度控制功能进行集成

  运动控制功能:高速编码计数、速度和位置补偿、电子齿轮传动、凸轮仿形、多轴插补、CNC技术、飞锯等;

  温度控制模块:传感器直接接入,每50ms处理一个PID调节回路,带自校正PID调节和参数整定功能。

  【PCC的软件特点】

  PCC采用通用的PC机作为在线编程开发工具,编程软件为一个多窗口界面的集成开发环境,程序结构设计采用一种称为GDM的图形设计方法进行模块设计。它将整个项目(应用程序)划分为项目、处理器和任务等不同层面,各个层面上均采用GDM图形方法设计各模块之间的结构关系。GDM为编程者在对项目总体的把握上提供了一个强有了的工具。

  PCC的编程语言可以采用常规PLC的梯型图(LAD)和指令表(STL),这两种是广为PLC开发人员熟悉的低级语言;PCC还设计了一套基于文本的面向控制的结构化高级语言——PL2000,使得程序设计者对复杂控制过程的描述变得非常直观、精练。上述三种语言,再加上PG2000提供的各种函数功能块(FBK),在项目开发时,可以根据任务模块自身的特点而自由选用。 PCC的编程软件包PG2000的调试查错和在线帮助功能十分强大。运用Debugger和PV——monitor工具,可以实现源程序级的单步、多步、单周期和连续运行调试以及过程变量的监视和修改。PG2000的在线帮助功能具有含义敏感性,即编程者可以在任何状态下,随时获取所需的帮助信息。另外,PCC还模仿大型机操作系统,设计了错误登录功能,将所有关键性错误和外界对系统的干涉,连同相应的时间标记在一起,登录到错误信息模块中。

  【PCC的技术特点】

  PCC是在PLC的基础上发展起来的,它不仅继承了PLC的优点,而且还弥补了PLC的缺点。在工业的发展中由于受到了PLC的某一方面缺点的限制,PCC在工业领域的应用中占了越来越多的份额,并变得越来越重要。

  [PCC的操作平台]

  就PCC的系统操作平台而言,PCC最大的优势就是它的分时操作系统。基于这样的运行平台,PCC的应用程序可分为多个独立的任务模块,这样给项目应用软件的开发带来了极大的便利,因为这样可以方便地根据控制项目中各子系统的不同功能要求,如数据采集、报警、PID调节运算、通信控制等,开发相应的控制程序模块(任务),在分别编制和调试之后,可一同下载至PCC的用户程序存储器中,在多任务操作系统的调度管理下,并行协同运行,因为这些模块既相互独立运行,而数据间又保持一定的相互关联,由他们共同实现项目的控制要求。在多个任务中,根据不同任务对实时性能的不同需求,设计人员可以在指定不同的优先等级即确定的循环周期,从而实现确定的分时多任务控制。即便某个任务额处于等待状态,别的任务也可继续执行。

  PCC继承了PLC与微机技术,采用32位CISC和RISC的CPU,多处理器结构。除CPU外,I/O处理器主要负责独立于CPU的数据传输工作,DPR-Controller即双向口控制器主要负责网络及系统的管理。一个模块上的3个处理器,既相互独立,又相互关联(通过DPR),从而使主CPU的资源得到了合理使用,同时又最大限度地提高了整个系统的速度。

  就软件操作平台,在传统的PLC控制系统中我们大多数采用传统的编程方式,比如:梯形图(LAD)、指令表(STL)、功能块图(FBD)等。于此相比PCC编程平台采用B&R ATUOMATION软件,编程语言遵守IEC11313国际标准规定的5中编程语言,支持梯形图、指令表、高级语言、功能块、支持面向对象的程序设计。在编程平台中可视化硬件模块,并在硬件上直观的定义输入输出等I/O点。

  [PCC系统的开放性]

  PCC在工业现场的各种信号设计了许多专用的接口模块,并且在这些模块的使用都是采用独特的热插拔式模块结构,可利用意外处理功能封闭被拔模块,使CPU运行不受影响。

  在通信方面,PCC具有比PLC更为强大的通信功能。除了可以配置常规的RS-232、RS-485通信接口外,还可以用CAN、ModbusPlus、以太网等现场总线、网络进行通信。除此之外,PCC还提供了多种网络协议,用户不仅可以采用PCC自身的网络协议,也可以方便地与其他厂家的PLC等工控设备连网通信,在一些特殊情况下,PCC还为用户提供了创建自定义协议的帧驱动器工具。

  PCC汇集了智能化、标准化以及专业化,由目前的发展趋势可知开放性、兼容性和通用性是可编程控制器的未来方向,PCC正凭借着自身的优点在工业控制领域的应用中占有越来越重要的作用。

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