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產(chǎn)品頻道貝加萊（中國(guó)）培訓(xùn)中心 樊惠芳供稿
自60年代末美國(guó)第一臺(tái)可編程控制器PLC問(wèn)世以來(lái)，可編程控制技術(shù)已走過(guò)了30年的發(fā)展歷程，尤其是隨著近年來(lái)計(jì)算機(jī)技術(shù)和微電子技術(shù)的迅猛發(fā)展，它已在軟硬件技術(shù)方面都取得了很大的發(fā)展。奧地利B&R工業(yè)自動(dòng)化公司推出的可編程計(jì)算機(jī)控制器PCC就是代表了這一發(fā)展趨勢(shì)的。
與常規(guī)PLC相比較，PCC最大的特點(diǎn)在于分時(shí)多任務(wù)操作系統(tǒng)和多樣化的應(yīng)用軟件的設(shè)計(jì)，常規(guī)的PLC大多采用單任務(wù)的時(shí)鐘掃描或監(jiān)控程序，來(lái)處理程序本身的邏輯運(yùn)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(yīng)用程序的大小，這一結(jié)果，無(wú)疑是同I/O通道中高實(shí)時(shí)性的控制要求相違背的。PCC的系統(tǒng)軟件解決了這一問(wèn)題，它采用分時(shí)多任務(wù)機(jī)制構(gòu)筑其應(yīng)用軟件的運(yùn)行平臺(tái)，這樣應(yīng)用程序的運(yùn)行周期則與程序長(zhǎng)短無(wú)關(guān)，而是由操作系統(tǒng)的循環(huán)周期決定，由此，它將應(yīng)用程序的掃描周期同真正外部的控制周期區(qū)別開(kāi)來(lái)，滿足了真正實(shí)時(shí)控制的要求，當(dāng)然，這種控制周期可以在CPU運(yùn)算能力允許的前提下，按照用戶的實(shí)際要求，任意調(diào)整。
基于這樣的操作系統(tǒng)，PCC的應(yīng)用程序由多任務(wù)模塊構(gòu)成，這樣給項(xiàng)目應(yīng)用軟件的開(kāi)發(fā)帶來(lái)了了很大的便利，因?yàn)檫@樣可以方便地按控制項(xiàng)目中各部分不同的功能要求，如數(shù)據(jù)采集，報(bào)警，PID調(diào)節(jié)運(yùn)算，通信控制等，分別編制出控制程序模塊(任務(wù))，這些模塊既相互獨(dú)立運(yùn)行，而數(shù)據(jù)間又保持一定的相互關(guān)聯(lián)，這些模塊經(jīng)過(guò)分步驟的獨(dú)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(wù)操作系統(tǒng)的調(diào)度管理下，并行運(yùn)行，共同實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目的控制要求，這一特點(diǎn)，可圖示如下：
圖一：PCC的軟件系統(tǒng)
基于上述功能強(qiáng)大的特殊的操作系統(tǒng)，PCC在應(yīng)用程序的設(shè)計(jì)上，有著常規(guī)PLC無(wú)法比擬的靈活性。
由于PCC是基于多任務(wù)環(huán)境下設(shè)計(jì)程序，采用大型應(yīng)用軟件的模塊化設(shè)計(jì)思想，各個(gè)任務(wù)模塊的功 能描述更趨清晰簡(jiǎn)潔，用戶在開(kāi)發(fā)自己的任務(wù)時(shí)，由于對(duì)其功能的提取具有通用性，因而作為一個(gè)獨(dú)立的功能模塊，用戶可十分方便地將其封裝起來(lái)，以便于日后在其他應(yīng)用項(xiàng)目重新使用。
PCC的編程硬件采用普通PC機(jī)配以一套功能強(qiáng)勁的開(kāi)發(fā)軟件作為在線開(kāi)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(jī)作為在線編程開(kāi)發(fā)工具的強(qiáng)大的軟硬件優(yōu)勢(shì)，它為用戶提供了源程序級(jí)的單步、斷點(diǎn)、單周期及PCC在線錯(cuò)誤自診斷等多種形式的調(diào)試手段，使應(yīng)用程序的開(kāi)發(fā)十分靈活便捷。另外，通過(guò)PC機(jī)上編程軟件包所提供的為數(shù)眾多的函數(shù)，用戶可短時(shí)間內(nèi)編制出高效而復(fù)雜的控制程序來(lái)。
PCC在編制不同的單個(gè)任務(wù)模塊時(shí)，具有靈活選用不同編程語(yǔ)言的特點(diǎn)，這就意味著不僅在常規(guī) PLC上指令表語(yǔ)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(jí)語(yǔ)言(PL2000)。它是一套完全面向控制的文本語(yǔ)言，熟悉BASIC的技術(shù)人員會(huì)對(duì)它的語(yǔ)法有種似曾相識(shí)的感覺(jué)，它對(duì)于控制要求的描述非常簡(jiǎn)便、直觀。除此之外，PCC的應(yīng)用軟件開(kāi)發(fā)還具有集成“C”語(yǔ)言程序的能力。
尤為與眾不同的是，所有這些編程語(yǔ)言，PCC都采用“符合變量”來(lái)標(biāo)識(shí)外部I/O通道及內(nèi)部寄存器單元，軟件開(kāi)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(xiàng)目本身的要求，即可迅速編制出自己的控制程序來(lái)。
在硬件結(jié)構(gòu)方面，PCC的特點(diǎn)是很顯著的。在其核心的運(yùn)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(chǔ)單元(100K-16M)，這無(wú)疑為強(qiáng)大的系統(tǒng)和應(yīng)用軟件提供了監(jiān)視的硬件基礎(chǔ)。而在硬件外部，它有著全模塊式的插裝結(jié)構(gòu)，在工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)，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(shè)計(jì)。
PCC在硬件上的特點(diǎn)，還體現(xiàn)在它為工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的各種信號(hào)設(shè)計(jì)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(hào)及超聲波信號(hào)接口模塊等。它們將各種形式的現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)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(duì)應(yīng)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(jìn)行數(shù)十點(diǎn)至數(shù)百點(diǎn)上千點(diǎn)的擴(kuò)展與聯(lián)網(wǎng)。
PCC在遠(yuǎn)程通信方面的靈活性，是區(qū)別于常規(guī)PLC的一大顯著標(biāo)志，作為未來(lái)構(gòu)成分布式現(xiàn)場(chǎng)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(luò)方案
除上述開(kāi)放式現(xiàn)場(chǎng)總線的網(wǎng)絡(luò)方案之外，PCC還提供了RS485總線上多種局部主從網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，用戶不僅可以采用PCC自身的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，也可以方便的與其他廠家的PLC等工控設(shè)備聯(lián)網(wǎng)通信(如西門(mén)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(dòng)器)，由于具備這樣的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，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(shí)現(xiàn)與各種不同產(chǎn)品，不同通信協(xié)議的互聯(lián)。
通過(guò)以上的討論,我們對(duì)PCC的特點(diǎn)有一個(gè)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.
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傳統(tǒng)的PLC |
PCC |
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內(nèi)存容量 |
幾十kB |
100kB-16MB,便于大量分析運(yùn)算. |
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編程語(yǔ)言 |
指令表，梯形圖 |
指令表，梯形圖，匯編，順序功能圖,高級(jí)語(yǔ)言(Automation Basic ,C) |
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操作系統(tǒng) |
特定 |
定性多任務(wù)分時(shí) |
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系統(tǒng)的模塊化 |
硬件上可以實(shí)現(xiàn) |
硬件，軟件 |
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I/O處理能力 |
開(kāi)關(guān)量 |
開(kāi)關(guān)量，模擬量和回路調(diào)節(jié)技術(shù) |
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I/O模塊帶電插拔 |
不可 |
可以 |
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系統(tǒng)擴(kuò)展及組網(wǎng)能力 |
差 |
好. Ethernet, 現(xiàn)場(chǎng)總線如CAN, ProfiBus (FMS, DP), INA2000, RS485.可實(shí)現(xiàn)多層次網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)(管理層,控制層和現(xiàn)場(chǎng)層). |
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開(kāi)放性 |
差 |
好。通信的兼容性強(qiáng):過(guò)程顯示接口-PVI, Frame Driver (幀驅(qū)動(dòng)) |
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系統(tǒng)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(qiáng)。 |
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傳統(tǒng)的PLC |
PCC |
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通用性和高度專業(yè)化的結(jié)合 |
差 |
好。在機(jī)械行業(yè)PCC以專用模塊的方式對(duì)如下功能進(jìn)行了集成：
貝加萊高精度運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)
· 高速編碼計(jì)數(shù)
· 速度和位置補(bǔ)償
· 電子齒輪傳動(dòng)
· 凸輪仿形
· 多軸插補(bǔ)
· CNC技術(shù)
· 飛鋸 |
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通用性和高度專業(yè)化的結(jié)合 |
差 |
無(wú)限制的PID條件(約50ms一個(gè)回路)
智能溫度控制技術(shù)
· 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(yùn)行性能 |
總之，PCC雖然從PLC發(fā)展而來(lái)，但擁有其不可比擬的優(yōu)勢(shì)。更加強(qiáng)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(zhǔn)確的伺服控制；遠(yuǎn)程通信功能等。并且PCC還能隨著當(dāng)前的計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，不斷更新?lián)Q代，有著更好的升級(jí)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(jī)械的精密控制，并且取的良好的應(yīng)用效果，受到業(yè)內(nèi)人士的好評(píng)。
貝加萊（B&R）是一家自動(dòng)化技術(shù)領(lǐng)域的全球性領(lǐng)導(dǎo)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(zhǎng)，并引領(lǐng)技術(shù)發(fā)展的潮流。今天的貝加萊已經(jīng)在全球55個(gè)國(guó)家設(shè)立了分支機(jī)構(gòu)，擁有140個(gè)辦事處。
1996年8月，貝加萊在上海成立了服務(wù)于中國(guó)市場(chǎng)的分公司——貝加萊工業(yè)自動(dòng)化（上海）有限公司，本地化的銷售與技術(shù)隊(duì)伍為中國(guó)客戶帶來(lái)了更迅捷的服務(wù)響應(yīng)。十年征程，貝加萊（中國(guó)）一直致力于為國(guó)內(nèi)用戶提供高品質(zhì)的自動(dòng)化產(chǎn)品和優(yōu)秀的技術(shù)解決方案。如今，貝加萊的產(chǎn)品和方案已廣泛應(yīng)用于機(jī)械自動(dòng)化領(lǐng)域，如包裝、印刷、塑料、紡織、食品飲料、機(jī)床、半導(dǎo)體、制藥等行業(yè)；以及過(guò)程自動(dòng)化領(lǐng)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(guó)）在國(guó)內(nèi)的機(jī)構(gòu)包括上海總部，北京、廣州、濟(jì)南、西安和成都辦事處，上海和西安的技術(shù)培訓(xùn)中心，以及分布在全國(guó)的大學(xué)聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室。無(wú)論是售前咨詢、方案設(shè)計(jì)，還是項(xiàng)目實(shí)施與售后服務(wù)，貝加萊（中國(guó)）的卓越團(tuán)隊(duì)始終貼近用戶，提供周到完善的支持。這支優(yōu)秀的中國(guó)團(tuán)隊(duì)一直在幫助和支持著客戶自動(dòng)化方案的實(shí)現(xiàn)。在追求完美自動(dòng)化的同時(shí)，貝加萊更是世界范圍內(nèi)工業(yè)自動(dòng)化的合作伙伴。“Perfection in Automation”與 “Your Worldwide Automation Partner”精確地闡述了貝加萊公司在工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域的使命與追求。
北京市公安局海淀分局備案號(hào)：11010802023656號(hào)