1、一、基于基于PC控制控制的開放式自動(dòng)化的開放式自動(dòng)化系統(tǒng)系統(tǒng) 二、beckhoff樓宇自動(dòng)化 昆明理工大學(xué)昆明理工大學(xué) 楊承志楊承志 一、基于PC控制技術(shù)的開放式自動(dòng)化 工業(yè)自動(dòng)化工業(yè)自動(dòng)化 工業(yè)自動(dòng)化技術(shù)是一種運(yùn)用控制理論、儀器儀表儀器儀表、 計(jì)算機(jī)和其它信息技術(shù)，對(duì)工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程實(shí)現(xiàn)檢 測(cè)、控制、優(yōu)化、調(diào)度、管理和決策，達(dá)到增加 產(chǎn)量、提高質(zhì)量、降低消耗、確保安全等目的的 綜合性技術(shù)。 主要包括工業(yè)自動(dòng)化軟件、硬件裝置和系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò) 構(gòu)架三大部分。 工業(yè)自動(dòng)化主要包含三個(gè)層次 從下往上依次是基礎(chǔ)自動(dòng)化、過(guò)程自動(dòng)化 和管理自動(dòng)化，其核心是基礎(chǔ)自動(dòng)化和過(guò) 程自動(dòng)化。 傳統(tǒng)的自動(dòng)化系統(tǒng)中： 基礎(chǔ)自動(dòng)化

2、基本被PLC和DCS所壟斷； 過(guò)程自動(dòng)化和管理自動(dòng)化部分主要是 由過(guò)程計(jì)算機(jī)組成。 基礎(chǔ)自動(dòng)化控制系統(tǒng)主要構(gòu)成？ 簡(jiǎn)單講，用于連續(xù)生產(chǎn)流程的（電力、化工） 控制系統(tǒng)即DCS， 用于非連續(xù)生產(chǎn)過(guò)程的（冶金、造紙、紡織、 機(jī)械加工等制造領(lǐng)域及環(huán)保等）的控制器為PLC。 PLC用途廣泛，既解決單機(jī)自控，也提供流 水線和工廠自動(dòng)化解決方案。 20世紀(jì)90年代以來(lái)，由于PC-based的工業(yè)計(jì)算機(jī) （簡(jiǎn)稱工業(yè)PC）的發(fā)展，以工業(yè)PC、I/O裝置、 監(jiān)控裝置、控制網(wǎng)絡(luò)組成的PC-based的自動(dòng)化系 統(tǒng)得到了迅速普及，成為實(shí)現(xiàn)低成本工業(yè)自動(dòng)化 的重要途徑。 由于基于PC的控制器被證明可以像PLC一樣可靠，

3、并 且被操作和維護(hù)人員接受，所以，生產(chǎn)控制正在大量采 用PC控制方案。 基于PC的控制系統(tǒng)易于安裝和使用，有高級(jí)的診斷功 能，為系統(tǒng)集成商提供了更靈活的選擇， 從長(zhǎng)遠(yuǎn)角度看，PC控制系統(tǒng)維護(hù)成本低。 由于PLC受PC控制模式替代的威脅最大，所以PLC供 應(yīng)商對(duì)PC的應(yīng)用感到很不安。事實(shí)上，他們現(xiàn)在也加 入到了PC控制“浪潮”中。 十多年前，當(dāng)“軟PLC”出現(xiàn)時(shí)，業(yè)界曾認(rèn)為工業(yè)PC將 會(huì)取代PLC。 然而，時(shí)至今日工業(yè)PC并沒(méi)有代替PLC，主要有兩個(gè) 原因：一個(gè)是系統(tǒng)集成原因；另一個(gè)是軟件操作系統(tǒng) Windows NT的原因。 一個(gè)成功的PC-based控制系統(tǒng)要具備兩點(diǎn)：一是所有 工作要由一個(gè)

4、平臺(tái)上的軟件完成；二是向客戶提供所需 要的所有東西。 可以預(yù)見(jiàn)，工業(yè)PC與PLC的競(jìng)爭(zhēng)將主要在高端應(yīng)用上， 由于其數(shù)據(jù)復(fù)雜且設(shè)備集成度高，工業(yè)PC不可能與低 價(jià)的微型PLC競(jìng)爭(zhēng)，這也是PLC市場(chǎng)仍在增長(zhǎng)的原因。 從發(fā)展趨勢(shì)看，控制系統(tǒng)的將來(lái)很可能存在于工業(yè)PC 和 PLC融合之間，這些融合的跡象已經(jīng)出現(xiàn)。 工業(yè)自動(dòng)化不斷向前發(fā)展的方向已經(jīng)顯現(xiàn)工業(yè)自動(dòng)化不斷向前發(fā)展的方向已經(jīng)顯現(xiàn) 那就是系統(tǒng)集成那就是系統(tǒng)集成 在經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展、需求多元化的時(shí)代，自動(dòng)化在 促進(jìn)現(xiàn)代工業(yè)進(jìn)步、經(jīng)濟(jì)發(fā)展發(fā)揮著越來(lái)越重要 的作用。從早期的PLC、DCS、伺服及變頻器等 單一產(chǎn)品的安裝與調(diào)試，到現(xiàn)在集多種產(chǎn)品的復(fù) 雜應(yīng)用，

5、都有自動(dòng)化系統(tǒng)集成在發(fā)揮著重要的作 用。 而在現(xiàn)今，隨著工業(yè)以太網(wǎng)等通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā) 展，自動(dòng)化技術(shù)更是打破了單機(jī)設(shè)備的使用范圍， 擺脫了局部自動(dòng)化的限制，在朝著更高的車間級(jí)， 廠級(jí)甚至是集團(tuán)公司級(jí)的方向發(fā)展。 系統(tǒng)集成有著它自己的特點(diǎn) 系統(tǒng)集成是在系統(tǒng)工程科學(xué)方法的指導(dǎo)下，根據(jù)用戶需 求，優(yōu)選各種技術(shù)和產(chǎn)品，將各個(gè)分離的子系統(tǒng)連接成 為一個(gè)完整可靠經(jīng)濟(jì)和有效的整體，并使之能彼此協(xié)調(diào) 工作，發(fā)揮整體效益，達(dá)到整體性能最優(yōu)。 這就要求系統(tǒng)集成必需要以滿足用戶需求為根本出發(fā)點(diǎn) 的，因?yàn)檫@種需求直接以客戶為中心，是最符合用戶需 求的。 系統(tǒng)集成的目標(biāo)是要使整體性能達(dá)到最優(yōu)，即所有部件 和裝置合在一起

6、后不但能工作，而且全系統(tǒng)是低成本的、 高效率的、性能勻稱的、可擴(kuò)充性和可維護(hù)的系統(tǒng)。 在實(shí)際使用中系統(tǒng)集成是通過(guò)總線、以太網(wǎng)及IT 技術(shù)將各個(gè)分離的設(shè)備、功能和信息等集成到統(tǒng) 一的系統(tǒng)之中，使資源達(dá)到充分共享，實(shí)現(xiàn)集中、 高效及便利的管理。 這就要求系統(tǒng)中的每一個(gè)部分要能夠彼此兼容， 能發(fā)揮出最大效應(yīng)。 系統(tǒng)集成中的零部件產(chǎn)品的選擇原則是適合，首 先要適合用戶的需求和投資規(guī)模，未必是選擇最 好最貴的產(chǎn)品。 系統(tǒng)集成涉及到多產(chǎn)品、多功能的集成，如產(chǎn)品 功能集成、軟件集成及網(wǎng)絡(luò)集成等。 同時(shí)系統(tǒng)集成解決的是多個(gè)產(chǎn)品的兼容性及多種 協(xié)議的兼容性，如何選擇適合的系統(tǒng)平臺(tái)與軟件 是系統(tǒng)集成的關(guān)鍵。 這對(duì)

7、系統(tǒng)集成商是一個(gè)考驗(yàn)。 現(xiàn)代自動(dòng)化集成體系架構(gòu)的現(xiàn)狀現(xiàn)代自動(dòng)化集成體系架構(gòu)的現(xiàn)狀 全球有影響力的控制系統(tǒng)供應(yīng)商現(xiàn)今紛紛推出全集成架構(gòu)，如： Schneider（施耐德施耐德 ）的Transparent Ready 透明就緒 Siemens （西門子）的Total Integrated Automation 全集成自動(dòng)化 Rockwell Automation的Integrated Architecture 集成架構(gòu) Mitsubishi（三菱 ）的eFactory 可視化工廠 ABB的Industrial IT 工業(yè)信息系統(tǒng) Emerson Process（愛(ài)默生 ）的Plant Web 工廠

8、管網(wǎng) Invensys Process(Foxboro)（英維思 ） 的 ECS(Enterprise Control System)企業(yè)控制系統(tǒng) Yokogawa（橫河 ）的Vigilant Plant 警醒的工廠 Beckhoff（倍福）的（倍福）的基于基于PC控制控制的開放式自動(dòng)化的開放式自動(dòng)化系統(tǒng)系統(tǒng) 自動(dòng)化集成體系架構(gòu)的特點(diǎn) 他們有各自設(shè)計(jì)的理念，但有其共同點(diǎn)： 強(qiáng)調(diào)企業(yè)信息和控制系統(tǒng)的集成，即自動(dòng)化控制系統(tǒng) 制造（或生產(chǎn)）執(zhí)行系統(tǒng)業(yè)務(wù)管理系統(tǒng)（企業(yè)資源規(guī) 劃）的集成。 強(qiáng)調(diào)為工程設(shè)計(jì)和組態(tài)（工藝設(shè)計(jì)、設(shè)備設(shè)計(jì)、自動(dòng) 化設(shè)計(jì)和編程等）、調(diào)試投運(yùn)、運(yùn)行操作、資產(chǎn)管理和 優(yōu)化、維護(hù)等各環(huán)

9、節(jié)提供統(tǒng)一平臺(tái)。 在控制層強(qiáng)調(diào)用統(tǒng)一平臺(tái)解決電控、儀控、運(yùn)控等多專 業(yè)的功能性的要求。強(qiáng)調(diào)控制層、執(zhí)行層和管理層不同 網(wǎng)絡(luò)的無(wú)縫連接和提供信息數(shù)據(jù)的高效交換。強(qiáng)調(diào)與第 三方系統(tǒng)和軟件的協(xié)同和連接。 Beckhoff 基于基于PC控制技術(shù)的開放式自動(dòng)化控制技術(shù)的開放式自動(dòng)化 Beckhoff /自動(dòng)化 Beckhoff 為自動(dòng)化各個(gè)領(lǐng)域提供不同性能等級(jí)的綜合性 系統(tǒng)解決方案。 Beckhoff 的控制技術(shù)具有可升級(jí)性，從高性能工業(yè) PC 到迷你 PLC 一應(yīng)俱全，可精確適用于各種應(yīng)用場(chǎng)合。 TwinCAT 自動(dòng)化軟件在單個(gè)軟件包里集成了帶 PLC、 NC(數(shù)控) 和 CNC(數(shù)控機(jī)床) ) 功能

10、的實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)。 所有 Beckhoff 控制器都采用 TwinCAT進(jìn)行編程，符合 全球公認(rèn)的 IEC 61131-3 編程標(biāo)準(zhǔn)。 Beckhoff /工業(yè) PC Beckhoff 可為各種應(yīng)用場(chǎng)合提供適用的工業(yè) PC。 Beckhoff 的工業(yè) PC 同時(shí)具備基于開放式標(biāo)準(zhǔn)的高質(zhì)量 組件和獨(dú)特的機(jī)箱結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，是滿足各種控制需求的理 想選擇。 嵌入式 PC 是一種模塊化工業(yè) PC，外形更為小巧，適 用于DIN 導(dǎo)軌安裝。 除了自動(dòng)化領(lǐng)域之外，凡是對(duì) PC 的可靠性和堅(jiān)固性要 求較高的場(chǎng)合，Beckhoff 的工業(yè) PC 都將是您理想的選 擇。 Beckhoff / I/O Beckhoff

11、的自動(dòng)化技術(shù)適用于各種信號(hào)和各種現(xiàn)場(chǎng)總 線。 Beckhoff 為所有的通用 I/O 和現(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)提供全系列 的組件。從防護(hù)等級(jí)為 IP 20 的總線端子模塊到防護(hù)等 級(jí)為 IP 67 的總線端子盒，品種齊全，應(yīng)有盡有，適用 于所有重要的信號(hào)類型和現(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)。 除了傳統(tǒng)的現(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)之外，高性能的 EtherCAT(開 放的實(shí)時(shí)以太網(wǎng)絡(luò)通訊協(xié)議 ) 技術(shù)也為控制技術(shù)領(lǐng)域帶 來(lái)了巨大發(fā)展?jié)摿Α?Beckhoff / 運(yùn)動(dòng)控制 自動(dòng)化軟件 TwinCAT 提供了運(yùn)動(dòng)控制解決方案， 與其相結(jié)合，Beckhoff 驅(qū)動(dòng)技術(shù)代表著一種領(lǐng) 先而又全面的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)技術(shù)。 Beckhoff 基于 PC 的控

12、制技術(shù)是高動(dòng)態(tài)需求的 單軸和多軸定位任務(wù)的理想選擇。 帶有高性能 EtherCAT 通訊系統(tǒng)的 AX5000 伺服 驅(qū)動(dòng)系列可提供最高性能與動(dòng)態(tài)性。 Beckhoff 系統(tǒng)概圖 TwinCAT 控制軟件控制軟件 工業(yè)工業(yè) PC PC 現(xiàn)場(chǎng)總線現(xiàn)場(chǎng)總線 接口卡接口卡 總線端子總線端子 現(xiàn)場(chǎng)總線端子盒現(xiàn)場(chǎng)總線端子盒 光導(dǎo)總線光導(dǎo)總線 嵌入式嵌入式 PCPAC 驅(qū)動(dòng)技術(shù)驅(qū)動(dòng)技術(shù) DALI Fipio 信息技術(shù)與自動(dòng)化技術(shù)的完美結(jié)合 全部集成于NT（新技術(shù)） 系統(tǒng)，利用所有NT 提供服務(wù) 機(jī)器機(jī)器 1 服務(wù)工程師服務(wù)工程師 機(jī)器機(jī)器 2機(jī)器機(jī)器 3 PC- 控制控制 PC- 控制控制 PC- 控制控制

13、 視頻視頻 監(jiān)視監(jiān)視 用戶現(xiàn)場(chǎng)用戶現(xiàn)場(chǎng) 服務(wù)器服務(wù)器服務(wù)器服務(wù)器 PC 工作站工作站 PC 工作站工作站 客戶工程師客戶工程師 無(wú)線局域網(wǎng)診斷無(wú)線局域網(wǎng)診斷 用筆記本電腦用筆記本電腦 ISDN, 調(diào)制解調(diào)器調(diào)制解調(diào)器, 互聯(lián)網(wǎng)互聯(lián)網(wǎng) 遠(yuǎn)程網(wǎng)遠(yuǎn)程網(wǎng) 無(wú)線無(wú)線 局域網(wǎng)局域網(wǎng) 局域網(wǎng)局域網(wǎng) 視頻視頻 監(jiān)視監(jiān)視 視頻視頻 監(jiān)視監(jiān)視 視頻視頻 監(jiān)視監(jiān)視 ISDN, 調(diào)制解調(diào)器調(diào)制解調(diào)器, 互聯(lián)網(wǎng)互聯(lián)網(wǎng) 分分為為 4 層的層的 IT 系統(tǒng)系統(tǒng): 基于基于PC 并并采用采用 NT 技術(shù)的系統(tǒng)技術(shù)的系統(tǒng): 管理層管理層 過(guò)程管理過(guò)程管理 過(guò)程監(jiān)視過(guò)程監(jiān)視 過(guò)程控制過(guò)程控制 信息技術(shù)與自動(dòng)化技術(shù)的完美結(jié)合 對(duì)管

14、理層和生產(chǎn)層的 IT 集成 局域網(wǎng)局域網(wǎng) IT 管理層管理層 服務(wù)器服務(wù)器 生產(chǎn)模型生產(chǎn)模型 PC 工作站工作站 PC-控制控制PC- 控制控制PC用作傳統(tǒng)用作傳統(tǒng)PLC PC 工作站工作站 主控系統(tǒng)主控系統(tǒng): 基于基于NT 的的 PC 控制控制 PC 技術(shù)技術(shù) I/O: 開放的現(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)開放的現(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng) Title page PC 控制控制: PC 兼容的開放式控制系統(tǒng)兼容的開放式控制系統(tǒng) 結(jié)構(gòu)比較結(jié)構(gòu)比較: 傳統(tǒng)方式與傳統(tǒng)方式與PC PC 控制技術(shù)控制技術(shù) 新自動(dòng)化結(jié)構(gòu)新自動(dòng)化結(jié)構(gòu): : 工業(yè)工業(yè)PCPC機(jī)作控制系統(tǒng)機(jī)作控制系統(tǒng) 執(zhí)行執(zhí)行: : PCPC控制的基本任務(wù)控制的基本任務(wù) P

15、C PC控制控制: : 信息技術(shù)與自動(dòng)化技術(shù)的結(jié)合信息技術(shù)與自動(dòng)化技術(shù)的結(jié)合 結(jié)構(gòu)比較: 傳統(tǒng)方式與PC控制技術(shù) 傳統(tǒng)的 PLC 和 NC 在自動(dòng)化結(jié)構(gòu)中在自動(dòng)化結(jié)構(gòu)中, PC 實(shí)現(xiàn)操作員界面實(shí)現(xiàn)操作員界面 處理處理 HMI 程序并完成通信任務(wù)程序并完成通信任務(wù) 在三個(gè)系統(tǒng)中它的在三個(gè)系統(tǒng)中它的CPU功能最強(qiáng)功能最強(qiáng) 傳統(tǒng)的傳統(tǒng)的 PLC 帶有協(xié)處理器卡的標(biāo)準(zhǔn)帶有協(xié)處理器卡的標(biāo)準(zhǔn) PLC I/0 通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)總線或并行電纜通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)總線或并行電纜 Leistung DUDU . 32 32 可視化界面可視化界面 PLCNC 控制控制 NC - 對(duì)對(duì)PLC的位移控制的位移控制 位移閉環(huán)控制在專門的位移

16、閉環(huán)控制在專門的NC硬件協(xié)處理器上執(zhí)行硬件協(xié)處理器上執(zhí)行 位置測(cè)量和速度控制是通過(guò)并行電纜處理的位置測(cè)量和速度控制是通過(guò)并行電纜處理的 在這個(gè)自動(dòng)化結(jié)構(gòu)中，在這個(gè)自動(dòng)化結(jié)構(gòu)中，PC 實(shí)現(xiàn)操作員界面實(shí)現(xiàn)操作員界面 處理處理 HMI 程序并完成通信任務(wù)程序并完成通信任務(wù) 在三個(gè)系統(tǒng)中它的在三個(gè)系統(tǒng)中它的CPU功能最強(qiáng)功能最強(qiáng) 協(xié)處理器協(xié)處理器 - PLC 標(biāo)準(zhǔn)的標(biāo)準(zhǔn)的PLC作成協(xié)處理器卡作成協(xié)處理器卡 I/O 通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)總線通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)總線 NC - 移動(dòng)控制通過(guò)協(xié)處理器移動(dòng)控制通過(guò)協(xié)處理器 在協(xié)處理器卡上執(zhí)行移動(dòng)控制在協(xié)處理器卡上執(zhí)行移動(dòng)控制 位置測(cè)量和速度控制是通過(guò)并行電纜處理的位置測(cè)量和速度控制是

17、通過(guò)并行電纜處理的 結(jié)構(gòu)比較: 傳統(tǒng)方式與PC控制技術(shù) PLC 和 NC 作成 PC 的協(xié)處理器卡 DUDU SPSNC . I/O 驅(qū)動(dòng)單元驅(qū)動(dòng)單元 現(xiàn)場(chǎng)總線現(xiàn)場(chǎng)總線 可視化界面 PLCNC 結(jié)構(gòu)比較: 傳統(tǒng)方式與PC控制技術(shù) 在PC上的PLC 和運(yùn)動(dòng)控制 優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn) 集中的結(jié)構(gòu)提供了較好的靈活性集中的結(jié)構(gòu)提供了較好的靈活性 接口少，效率高接口少，效率高 現(xiàn)場(chǎng)部件通常是非智能型的，不用設(shè)置即可被容易地更換現(xiàn)場(chǎng)部件通常是非智能型的，不用設(shè)置即可被容易地更換 在在PC上的上的PLC 具有硬實(shí)時(shí)能力的軟件具有硬實(shí)時(shí)能力的軟件PLC I/O 通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)總線實(shí)現(xiàn)通信通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)總線實(shí)現(xiàn)通信, 支持所有標(biāo)準(zhǔn)支持

18、所有標(biāo)準(zhǔn) NC - 在在PC上的運(yùn)動(dòng)控制上的運(yùn)動(dòng)控制 位移閉環(huán)控制在位移閉環(huán)控制在PC處理器上執(zhí)行處理器上執(zhí)行 位置測(cè)量和速度控制通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)總線與位置測(cè)量和速度控制通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)總線與 MC 循環(huán)時(shí)間同步循環(huán)時(shí)間同步 進(jìn)行交換進(jìn)行交換 I/O for PLC 伺服伺服, FI, 繼電器繼電器 位置測(cè)量位置測(cè)量 3 相相 電機(jī)電機(jī) v s 可視化界面 I/O NC 移動(dòng)控制移動(dòng)控制IEC61131-3 PLC 驅(qū)動(dòng)單元驅(qū)動(dòng)單元 新自動(dòng)化結(jié)構(gòu): 工業(yè)PC 作控制系統(tǒng) 掃描儀掃描儀電話上網(wǎng)電話上網(wǎng)打印機(jī)打印機(jī) ProfibusInterbusCANopenDeviceNetLightbusSercosEth

19、ernet DOS / Windows NT / CE I/O 映射映射 應(yīng)用程序平臺(tái)應(yīng)用程序平臺(tái) 操作員界面操作員界面 Scada Windows 應(yīng)用程序應(yīng)用程序 程序開發(fā)平臺(tái)程序開發(fā)平臺(tái) System Manager PLC NC PTP NCI I/O Server PLC Server NC PTP Server NCI Server 實(shí)時(shí)核擴(kuò)展實(shí)時(shí)核擴(kuò)展 用戶模式用戶模式 核模式核模式 VGA 顯示器顯示器 ModemRS 232 C 并行口并行口局域網(wǎng)局域網(wǎng)軟軟 盤盤硬盤硬盤 NC PTP（ 點(diǎn)到點(diǎn)軸定位） NCI（3D 軸插補(bǔ)-通過(guò) PC 跟蹤軌跡） 倍福的PC控制理念: 在工

20、業(yè)PC平臺(tái)上的TwinCAT結(jié)構(gòu) TwinCAT軟件平臺(tái)及功能軟件平臺(tái)及功能 I/O, PLC, NC PTP, NCI/CNC高度集成在一個(gè)平臺(tái)中 視頻：視頻：Introduce TwinCAT NC PTP（ 點(diǎn)到點(diǎn)軸定位） TwinCAT NCI（3D 軸插補(bǔ)-通過(guò) PC 跟蹤軌跡） TwinCAT CNC （ 用于復(fù)雜應(yīng)用場(chǎng)合的高性能數(shù)控解決方案）用于復(fù)雜應(yīng)用場(chǎng)合的高性能數(shù)控解決方案） EtherCAT極速控制理念 視頻：視頻：XFC控制技術(shù)控制技術(shù) 視頻：視頻：XFC茶葉包裝機(jī)茶葉包裝機(jī) 新自動(dòng)化結(jié)構(gòu): 工業(yè)PC 作控制系統(tǒng) 軟 PLC / 標(biāo)準(zhǔn) PLC 基準(zhǔn) 系統(tǒng)能力和資源穩(wěn)定增加

21、系統(tǒng)能力和資源穩(wěn)定增加 ! (僅僅!) 在軟件上實(shí)現(xiàn)在軟件上實(shí)現(xiàn): 穩(wěn)定而快速地執(zhí)行穩(wěn)定而快速地執(zhí)行 基準(zhǔn)基準(zhǔn): 執(zhí)行時(shí)間執(zhí)行時(shí)間 混合的位和字指令混合的位和字指令 裝載裝載, 存貯存貯, 比較比較 基準(zhǔn)基準(zhǔn): 系統(tǒng)限制系統(tǒng)限制 軟軟PLC程序程序 (兆字節(jié)兆字節(jié)) 兆字節(jié)兆字節(jié) 標(biāo)志存儲(chǔ)器標(biāo)志存儲(chǔ)器 極大的極大的 I/O 處理映象處理映象 (兆字節(jié)兆字節(jié)) 800 1200 1000 800 600 400 200 0 70 45 15 23 標(biāo)準(zhǔn) PLC PC上的軟PLC標(biāo)準(zhǔn) PLC 對(duì)對(duì)1000個(gè)個(gè)PLC指令的執(zhí)行時(shí)間指令的執(zhí)行時(shí)間 快速 PLCPentium 233 AMD K6-2

22、333 Pentium III 600 Execution time / s 不同平臺(tái)上不同平臺(tái)上 PLC 的處理時(shí)間的處理時(shí)間 整數(shù)運(yùn)算 16/32 位 位運(yùn)算 1/16/32位 混合運(yùn)算 執(zhí)行時(shí)間 s/1.000 代碼行 5592 5000 6000 2657.01 495.6 362.23 81.5 24.5613.957.344.83.876.2 新自動(dòng)化結(jié)構(gòu): 工業(yè)PC 作控制系統(tǒng) 軟 NC PTP 基準(zhǔn) 系統(tǒng)設(shè)計(jì)系統(tǒng)設(shè)計(jì): 可優(yōu)化循環(huán)時(shí)間和坐標(biāo)可優(yōu)化循環(huán)時(shí)間和坐標(biāo) 數(shù)量數(shù)量 系統(tǒng)設(shè)計(jì)推薦系統(tǒng)設(shè)計(jì)推薦: 大約大約 50% 的負(fù)載用作的負(fù)載用作 NC -任務(wù)任務(wù), 剩余容量用于剩余容量

23、用于 PLC 和和 NT 下的下的 HMI 程序程序 基準(zhǔn)基準(zhǔn): 執(zhí)行時(shí)間執(zhí)行時(shí)間 具有外形輪廓具有外形輪廓 定位定位 附加位移閉環(huán)控制附加位移閉環(huán)控制 循環(huán)時(shí)間和執(zhí)行時(shí)間循環(huán)時(shí)間和執(zhí)行時(shí)間 建立系統(tǒng)負(fù)載建立系統(tǒng)負(fù)載 執(zhí)行時(shí)間執(zhí)行時(shí)間 / 循環(huán)時(shí)間循環(huán)時(shí)間100 =系統(tǒng)負(fù)載系統(tǒng)負(fù)載 (%) 在奔騰在奔騰III 系統(tǒng)上每個(gè)軸約需系統(tǒng)上每個(gè)軸約需13 s 執(zhí)行時(shí)執(zhí)行時(shí) 間間 350 300 250 200 150 100 50 0 15102030 Execution time / s 52 s 75 s 132 s 252 s 370 s 400 450 在在 Intel 奔騰奔騰 III 50

24、0 MHz 系統(tǒng)上，軟系統(tǒng)上，軟 NC PTP 對(duì)對(duì) N 個(gè)坐標(biāo)的執(zhí)行時(shí)間個(gè)坐標(biāo)的執(zhí)行時(shí)間 坐標(biāo)數(shù)量坐標(biāo)數(shù)量 新自動(dòng)化結(jié)構(gòu): 工業(yè)PC 作控制系統(tǒng) PC 控制與傳統(tǒng)控制的比較 傳統(tǒng)控制組成傳統(tǒng)控制組成 硬件硬件: 可視化可視化 PC, PLC, NC/CNC 模塊模塊, 微處理器系微處理器系 統(tǒng)統(tǒng) 軟件軟件: 多個(gè)操作系統(tǒng)多個(gè)操作系統(tǒng), 編程語(yǔ)言編程語(yǔ)言, 編程系統(tǒng)編程系統(tǒng) 接口接口: 在硬件設(shè)備之間在硬件設(shè)備之間, 在軟件系統(tǒng)之間在軟件系統(tǒng)之間, 集中式配集中式配 電柜電柜 成本成本 100% 40% 傳統(tǒng)傳統(tǒng)PCC 復(fù)雜性復(fù)雜性 傳統(tǒng)傳統(tǒng) 100% 60% PCC 降低降低 - 40% 降

25、低降低 - 60% PC 控制組成控制組成 硬件硬件: PC 和現(xiàn)場(chǎng)總線和現(xiàn)場(chǎng)總線, 支持所有標(biāo)準(zhǔn)支持所有標(biāo)準(zhǔn) 軟件軟件: Windows NT 操作系統(tǒng)操作系統(tǒng), PLC, NC PTP, NCI, 倍福倍福 TwinCAT, 應(yīng)用程序應(yīng)用程序: Windows 軟件產(chǎn)品和軟件產(chǎn)品和 C, C+, VB, Delphi 接口接口: 標(biāo)準(zhǔn)化軟件接口標(biāo)準(zhǔn)化軟件接口, 分布式配電柜分布式配電柜 優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)： 成本低成本低 減少了組件減少了組件: 可靠性增加可靠性增加, 改善了互換性改善了互換性 降低復(fù)雜性降低復(fù)雜性: 減少工程量減少工程量, 把較多的時(shí)間把較多的時(shí)間 用于過(guò)程的優(yōu)化上用于過(guò)程的優(yōu)化上 系統(tǒng)比較系統(tǒng)比較 標(biāo)準(zhǔn)化 PC 硬件，方便更換。 通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)總線使現(xiàn)場(chǎng)總線 I/O 達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)化，因此方便更換。 Intel x86 處理器系列和微軟操作系統(tǒng)可保持很好的一致性。 PC 控制可提供 P