1、TwinCAT与IEC标准 BECKHOFF技术特点 IEC61131-3标准标准 IEC61131-3对工业控制编程的以下方面进行了标准化定义对工业控制编程的以下方面进行了标准化定义 公共元素公共元素: 变量和数据类型变量和数据类型 软件模型：组态，资源和任务软件模型：组态，资源和任务 编程组织单元编程组织单元POU：程序，：程序，FB，FC 编程语言编程语言: 指令表（指令表（IL），结构文本（），结构文本（ST） 梯形图（梯形图（LD），功能块图（），功能块图（FBD） 顺序功能图（顺序功能图（SFC） 标准标准FB和和FC: IEC还提供了一批标准的功能还提供了一批标准的功能FC和功能
2、块和功能块FB TwinCAT与IEC标准 BECKHOFF技术特点 IEC标准之公共元素标准之公共元素 变量声明的语法变量声明的语法 变量和数据类型变量和数据类型 在在TwinCAT中，变量定义的语法完全符合中，变量定义的语法完全符合IEC61131-3标准标准 变量名变量名 AT 地址地址 : 数据类型数据类型 ; %I %Q %M AT Identifier X B W D Byte Data type Byte Bit bStart AT %IX100.1 : Bool ; e.g. TwinCAT与IEC标准 BECKHOFF技术特点 IEC标准之公共元素标准之公共元素 基本数据类型
3、基本数据类型 变量和数据类型变量和数据类型 在在TwinCAT中，中，IEC61131-3标准的数据类型完全可以直接使用标准的数据类型完全可以直接使用 Type ANY-Type Key word Data width (Bit) Initial Value range Boolean ANY_Bit BOOL 1 FALSE TRUE/FALSE Bit string(8) BYTE 8 0 016#FF Bit string(16) WORD 16 0 016#FFFF Bit string(32) DWORD 32 0 016#FFFF_FF FF Short integer ANY_N
4、um SINT 8 0 -27.27-1 Integer INT 16 0 -215.215-1 Double integer DINT 32 0 -231.231-1 Unsigned short integer USINT 8 0 0.28-1 Unsigned integer UINT 16 0 0.216-1 Unsigned double integer UDINT 32 0 0.232-1 TwinCAT与IEC标准 BECKHOFF技术特点 IEC标准之公共元素标准之公共元素 基本数据类型基本数据类型 变量和数据类型变量和数据类型 在在TwinCAT中，中，IEC61131-3标
5、准的数据类型完全可以直接使用标准的数据类型完全可以直接使用 Type ANY-Type Key word Data width (Bit) Initial Value range Slide point ANY_Real REAL 32 0.0 -1.18*10-38 3.4*1038 Long slide point LREAL 64 0.0 -2.22*10-308 1.798*10308 Date ANY_Date DATE (D) 32 D#1970-01-01 Time of day TIME_OF_DAY (TOD) 32 TOD#00:00 TOD#00:00 TOD#23:59
6、 Date time of day DATE_AND_TIME (DT) 32 DT#1970-01- 01-00:00 time ANY_Time TIME 32 T#0ms Sequential characters ANY_String STRING (80+1)*8 TwinCAT与IEC标准 BECKHOFF技术特点 IEC标准之公共元素标准之公共元素 用户定义的类型用户定义的类型: 枚举枚举 数组数组 结构结构 变量和数据类型变量和数据类型 在在TwinCAT中，用户定义数据类型的方法完全与标准一致中，用户定义数据类型的方法完全与标准一致 TYPE Device : STRUCT
7、ID: STRING(25); Name: STRING(25); Power:Real; Weight: Real; END_STRUCT END_TYPE 结构名称结构名称 结构的元素结构的元素1, 名称名称 : 类型类型 结构的元素结构的元素2, 名称名称 : 类型类型 Device ID: Name: Power: kW Weight: kg TwinCAT与IEC标准 BECKHOFF技术特点 IEC标准之公共元素标准之公共元素 软件模型软件模型 Configuration Main Motion Resource Resource Task1 Task2 Task1 Task2 P
8、rogram Program Program Program FB FB FB FB FB Global and direct addressed variable access paths TwinCAT与IEC标准 BECKHOFF技术特点 IEC标准之公共元素标准之公共元素 软件模型软件模型, TwinCAT模型模型 一台一台PC机上机上,最多有最多有4个个 PLC runtime, 每套每套PLC最多可有最多可有4个个Task Main Motion TwinCAT PLC runtime 1 Task1 Task2 Program Program FB FB I/O 设备设备 Mai
9、n Motion TwinCAT PLC runtime 2 Task1 Task2 Program Program FB FB 直接定位到直接定位到 I/O地址的变量地址的变量 TwinCAT System Manager TwinCAT与IEC标准 BECKHOFF技术特点 IEC标准之公共元素标准之公共元素 软件模型软件模型, TwinCAT PLC 实例实例 TwinCAT的软件模型与的软件模型与IEC61131-3的完全一致的完全一致 任务配置任务配置 程序调用功能块程序调用功能块 程序通过程序通过I/O变量变量 存取物理存取物理I/O TwinCAT与IEC标准 BECKHOFF技
10、术特点 IEC标准之公共元素标准之公共元素 软件模型软件模型, TwinCAT PLC 实例实例 TwinCAT资源资源: 任务配置任务配置 TwinCAT与IEC标准 BECKHOFF技术特点 IEC标准之公共元素标准之公共元素 软件模型软件模型, TwinCAT PLC 实例实例 程序通过程序通过I/O变量存取物理变量存取物理I/O TwinCAT与IEC标准 BECKHOFF技术特点 IEC标准之公共元素标准之公共元素 软件模型软件模型, TwinCAT PLC 实例实例 在在TwinCAT中中, 程序调用功能块程序调用功能块 TwinCAT与IEC标准 BECKHOFF技术特点 IEC
11、标准之公共元素标准之公共元素 POU的种类的种类: Function 功能功能,又称函数又称函数,用于扩展用于扩展PLC的运算的运算,无静态变量无静态变量 FunctionBlock 功能块功能块, 调用时须赋予实例名称调用时须赋予实例名称,每个实例对应一个每个实例对应一个 静态变量存储区静态变量存储区. Program 程序程序,可以由任务直接调用可以由任务直接调用,也可以被其它程序调用也可以被其它程序调用. 调用时无须实例化调用时无须实例化,有静态变量有静态变量. 程序中的物理地址必须在程序中的物理地址必须在Program或全局变量中声明或全局变量中声明 程序组织单元程序组织单元POU 在
12、在TwinCAT程序中，有且只有这程序中，有且只有这3种组织单元种组织单元. 含义完全同含义完全同IEC TwinCAT与IEC标准 BECKHOFF技术特点 IEC标准之公共元素标准之公共元素 POU的要素的要素: 变量声明部分变量声明部分 包括包括: Var_Input Var_Output Var 程序代码部分程序代码部分 不同的语言不同的语言 指令表（指令表（IL），）， 结构文本（结构文本（ST） 梯形图（梯形图（LD），）， 功能块图（功能块图（FBD） 程序组织单元程序组织单元POU 在在TwinCAT程序中，变量声明和程序代码的语法完全与程序中，变量声明和程序代码的语法完全与I
13、EC相同相同 TwinCAT与IEC标准 BECKHOFF技术特点 IEC标准之编程语言标准之编程语言 指令表指令表 Instruction List（IL） 在在TwinCAT中，中，IL指令集完全与指令集完全与IEC61131一致一致 TwinCAT与IEC标准 BECKHOFF技术特点 触点触点 线圈线圈 当前位置可插入元素当前位置可插入元素 LD梯形图编程元素梯形图编程元素 IEC标准之编程语言标准之编程语言 梯形图梯形图Ladder（LD） 在在TwinCAT中，梯形图的语句规范完全与中，梯形图的语句规范完全与IEC61131一致一致 TwinCAT与IEC标准 BECKHOFF技术
14、特点 IEC标准之编程语言标准之编程语言 功能块图功能块图Function Block Diagram（FBD） FBD中的图形元素中的图形元素 功能功能 FBD中的当前位置可插入新元素中的当前位置可插入新元素 在在TwinCAT中，功能块图的语句规范完全与中，功能块图的语句规范完全与IEC61131一致一致 TwinCAT与IEC标准 BECKHOFF技术特点 IEC标准之编程语言标准之编程语言 结构文本结构文本Structured text (ST) 在在TwinCAT中，结构文本中，结构文本ST的语句规范完全与的语句规范完全与IEC61131一致一致 TYPE Steps : ( INI
15、T:=0, START, AUTOMATIC); END_TYPE CASE State OF INIT: Q0:=TRUE; IF Transition THEN state := START; END_IF START: Q1:=TRUE; IF Transition THEN state := AUTOMATIC; END_IF AUTOMATIC: Q2:=TRUE; IF Transition THEN state := END; END_IF END_CASE Step Step的指令的指令, 动作动作 Step 跳转的条件跳转的条件 TwinCAT与IEC标准 BECKHOFF技
16、术特点 IEC标准之编程语言标准之编程语言 顺序功能图顺序功能图Sequential function chart (SFC) 在在TwinCAT中，顺序功能图的语句规范完全与中，顺序功能图的语句规范完全与IEC61131一致一致 在任一时刻，只执行一个在任一时刻，只执行一个Step 从一个从一个Step切换到下一个切换到下一个StepR 的条件是的条件是 transition. 正在执行的正在执行的Step中必须有可执行中必须有可执行 语句语句. Step Transition Action N Qualifier Following step Transition Action N Qua
17、lifier Action, 可用可用 指令表（指令表（IL），结构文本（），结构文本（ST） 梯形图（梯形图（LD），功能块图（），功能块图（FBD）编）编 写写 TwinCAT与IEC标准 BECKHOFF技术特点 IEC标准之标准之FB和和FC 在在TwinCAT中，这些中，这些FC的定义和使用完全与的定义和使用完全与IEC61131一致一致 类型转换，类型转换，Int_TO_Dint BOOL运算，运算，AND,OR,NOT 数学运算，数学运算，ADD,MUL,DIV 移位，移位，SHL,SHR,ROL,ROR 比较，比较，GT,LT,GE,LE,EQ 按位布尔运算按位布尔运算, AN
18、D,XOR 标准功能，标准功能，FC TwinCAT与IEC标准 BECKHOFF技术特点 IEC标准之标准之FB和和FC 触发器：触发器：RS，SR，R，S 计数器：计数器：CTU，CTD，CTUD 定时器：定时器：TON，TOF，TP 边沿检测：边沿检测：R_TRIG，F_TRIG 在在TwinCAT中，这些中，这些FB的定义和使用完全与的定义和使用完全与IEC61131一致一致 标准功能块标准功能块FB之一：逻辑控制之一：逻辑控制 TwinCAT与IEC标准 BECKHOFF技术特点 IEC标准之标准之FB和和FC 用于单轴控制的功能块：用于单轴控制的功能块： Home， MoveAbsolute， MoveRelative, Stop 用于多轴控制的功能块：用于多轴控制的功能块： CamIn， CamOut， GearIn, GearOut， 在在TwinCAT中，这些中，这些FB的定义和使用完全与的定义和使用完全与IEC61131一致一致 标准功能块标准功能块FB之二之二:运动控制运动控制
