Übersicht

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	Das TwinCAT Software System ist eine vollständige Automatisierungslösung für PC - kompatible Rechner, benannt "The Windows Control and Automation Technology": TwinCAT verwandelt jeden kompatiblen PC in eine Echtzeitsteuerung mit Multi-SPS, NC-Achsregelung, Programmierumgebung und Bedienstation. TwinCAT substituiert SPS- und NC- Steuerungen sowie Bediengeräte durch PC mit den Eigenschaften: harte Echtzeit ohne Hardwarezusätze auf jedem kompatiblen PC für SPS- und NC Anwendungen, bis zu vier IEC61131-3 SPS pro PC, Antriebslösung für NC PTP und NC Interpolation, für bis zu 256 Servo-, Frequenzumrichter- oder geschaltete Antriebe, Anbindung an alle gängigen Feldbusse und PC - Schnittstellen für E/A Signale, Einbettung von SPS- und NC- Systemen in Windows NT, Datenanbindung an NT-Programme mittels offener Microsoft Standards (OLE, OCX, ActiveX, DCOM+, etc.). TwinCAT verbindet die Fähigkeit zur Echzeitsteuerung mit der offenen und weltweit größten Softwareplattform von Microsofts Windows Betriebssystemen.

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Übersicht 1:

Das TwinCAT Software System ist eine vollständige Automatisierungslösung für PC - kompatible Rechner, benannt "The Windows Control and Automation Technology":

TwinCAT verwandelt jeden kompatiblen PC in eine Echtzeitsteuerung mit Multi-SPS, NC-Achsregelung, Programmierumgebung und Bedienstation. TwinCAT substituiert SPS- und NC- Steuerungen sowie Bediengeräte durch PC mit den Eigenschaften:

harte Echtzeit ohne Hardwarezusätze auf jedem kompatiblen PC für SPS- und NC Anwendungen,
bis zu vier IEC61131-3 SPS pro PC,
Antriebslösung für NC PTP und NC Interpolation,
für bis zu 256 Servo-, Frequenzumrichter- oder geschaltete Antriebe,
Anbindung an alle gängigen Feldbusse und PC - Schnittstellen für E/A Signale,
Einbettung von SPS- und NC- Systemen in Windows NT,
Datenanbindung an NT-Programme mittels offener Microsoft Standards (OLE, OCX, ActiveX, DCOM+, etc.).

TwinCAT verbindet die Fähigkeit zur Echzeitsteuerung mit der offenen und weltweit größten Softwareplattform von Microsofts Windows Betriebssystemen.

Komponenten von TwinCAT

TwinCAT umfasst eine Vielzahl von Systemteilen, die gemeinsam eine vollständige Lösung für Automatisierungsaufgaben bilden:

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	Programmierung von SPS - Programmen für sequenzielle Logik nach IEC61131-3,
	Programmierung von NC - Positionierung Punkt zu Punkt (PTP) und Interpolation (I) nach DIN66025,
	Echtzeitsystem zum Ablauf der SPS- und NC- Programme in zeitgenauer (deterministischer) Weise, ungeachtet der PC - Nutzung für weitere Aufgaben,
	E/A- Anbindung für alle verbreiteten Feldbusse und die PC Schnittstellen sowie für Interfacekarten Dritter,
	Programmier- und Datenverbindung mit Windows Programmen von der Visualisierung bis zur Tabellenkalkulation per OCX oder DLL.

TwinCAT Realtime System: Echtzeiterweiterung für Windows NT

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	TwinCAT besitzt eine Echtzeiterweiterung für Windows NT zur Ausführung von Automatisierungsprogrammen in Zyklen ab 1 ms, deterministisch zeitgenau mit sehr kleiner zeitlicher Schwankung (Jitter) von wenigen Mikrosekunden. Die TwinCAT Echtzeiterweiterung ist eine Multitasking - Umgebung zur zeitgenauen Steuerung von "Servern", welche die unterschiedlichsten Aufgaben, wie z.B. SPS, NC, PID- Regelung, Nockenschaltwerk, etc. bearbeiten. TwinCAT ist in Windows NT integriert und erweitert es zur Laufzeit um Echtzeitfunktionen, die NT ursprünglich nicht besitzt. NT wird vom Nutzer für den Betrieb von TwinCAT nicht verändert, es kann wie gewohnt beschafft, installiert, genutzt und gewartet werden. Alle Eigenschaften von Windows NT stehen während des Betriebes von TwinCAT in unveränderter Form zur Verfügung. Die Rechenkapazität, die TwinCAT dem Rechner für Echtzeitaufgaben entzieht, kann limitiert werden. Diese Einstellung bleibt unter allen Umständen fest bestehen. Eine Lastanzeige erleichtert die Einstellung für den Anwender.

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Übersicht 8:

TwinCAT besitzt eine Echtzeiterweiterung für Windows NT zur Ausführung von Automatisierungsprogrammen in Zyklen ab 1 ms, deterministisch zeitgenau mit sehr kleiner zeitlicher Schwankung (Jitter) von wenigen Mikrosekunden. Die TwinCAT Echtzeiterweiterung ist eine Multitasking - Umgebung zur zeitgenauen Steuerung von "Servern", welche die unterschiedlichsten Aufgaben, wie z.B. SPS, NC, PID- Regelung, Nockenschaltwerk, etc. bearbeiten. TwinCAT ist in Windows NT integriert und erweitert es zur Laufzeit um Echtzeitfunktionen, die NT ursprünglich nicht besitzt. NT wird vom Nutzer für den Betrieb von TwinCAT nicht verändert, es kann wie gewohnt beschafft, installiert, genutzt und gewartet werden. Alle Eigenschaften von Windows NT stehen während des Betriebes von TwinCAT in unveränderter Form zur Verfügung. Die Rechenkapazität, die TwinCAT dem Rechner für Echtzeitaufgaben entzieht, kann limitiert werden. Diese Einstellung bleibt unter allen Umständen fest bestehen. Eine Lastanzeige erleichtert die Einstellung für den Anwender.

TwinCAT IEC61131-3 Programmierung mit herstellerunabhängigem Standard

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	Das "TwinCAT PLC Control" ist die Programmierumgebung für die SPS (PLC Server) im System: eine leistungsfähige 32 Bit - Programmierumgebung für Programme, deren Codegröße und Datenbereiche weit über die Möglichkeiten herkömmlicher SPS Systeme hinausgehen. TwinCAT PLC bietet alle definierten Sprachen der IEC61131-3 Norm. Die Programmierumgebung erleichtert Programmierern von herkömmlichen SPS-Systemen den Einstieg in IEC61131-3 durch Unterstützungstools. Die "objektorientierte" Struktur unterbindet Seiteneffekte während der Analyse (Online - Statusanzeige). Bei laufender SPS werden Programm- und Datenänderungen in beliebiger Größe "online" ausgeführt, das Auffinden und Beheben von Fehlern (Debuggen) wird mit einer sehr leistungsfähigen Verbindung zu den Laufzeitsystemen (Servern) unterstützt, die übrigens auch netzwerkfähig ist. Programme werden für PC und zusätzlich für Mini-SPS Hardware (Beckhoff Bus Controller) übersetzt. Alle üblichen Eigenschaften einer SPS sind verfügbar.

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Übersicht 9:

Das "TwinCAT PLC Control" ist die Programmierumgebung für die SPS (PLC Server) im System: eine leistungsfähige 32 Bit - Programmierumgebung für Programme, deren Codegröße und Datenbereiche weit über die Möglichkeiten herkömmlicher SPS Systeme hinausgehen. TwinCAT PLC bietet alle definierten Sprachen der IEC61131-3 Norm. Die Programmierumgebung erleichtert Programmierern von herkömmlichen SPS-Systemen den Einstieg in IEC61131-3 durch Unterstützungstools. Die "objektorientierte" Struktur unterbindet Seiteneffekte während der Analyse (Online - Statusanzeige). Bei laufender SPS werden Programm- und Datenänderungen in beliebiger Größe "online" ausgeführt, das Auffinden und Beheben von Fehlern (Debuggen) wird mit einer sehr leistungsfähigen Verbindung zu den Laufzeitsystemen (Servern) unterstützt, die übrigens auch netzwerkfähig ist. Programme werden für PC und zusätzlich für Mini-SPS Hardware (Beckhoff Bus Controller) übersetzt. Alle üblichen Eigenschaften einer SPS sind verfügbar.

TwinCAT PLC Server: bis zu 4 SPS auf einem PC

Der PLC Server bearbeitet Programme in fest eingestellten Zykluszeiten. TwinCAT startet deterministisch die Tasks der Laufzeitsysteme: auf einem PC können bis zu vier SPS-Laufzeitsysteme gleichzeitig genutzt werden. Die Laufzeitsysteme besitzen wiederum Multitasking - Eigenschaften mit je 4 Tasks: Der PLC Server bietet also 16 Tasks in 4 Laufzeitsystemen, jede Task mit eigener Priorität und Zykluszeit. Insgesamt können bis 32 Mbyte Programm und 4 Mbyte Daten genutzt werden. Die Ausführungszeit auf PC-Prozessoren ist schnell. Die E/A Daten werden vom System Manager organisiert. Das Start- und Stopp-Verhalten gleicht genau dem einer "Hardware"-SPS (die ja auch mit Software betrieben wird). Programmstart der SPS (Boot) bei PC-Start und remanente Daten werden unterstützt; während Windows NT einen Benutzerwechsel ausführt, arbeitet die SPS weiter.

TwinCAT NC PTP und NC I Achsregelung PTP auf dem PC

Der NC Server bearbeitet die Motion Control Aufgaben für die Positionierung geschalteter Motoren, Schrittmotoren, frequenzgesteuerter (FU-) Motoren und servogeregelter (Servo-) Motoren. Alle verbreiteten Arten von Antriebsverstärkern (Servo, FU, Schrittmotorregler) und Schütze können über die bekannten Schnittstellen eingebunden werden. Die Positionserfassung erfolgt absolut, inkremental, mittels Encoder oder über den Antrieb. Die Reglercharakteristik wird mittels Beschleunigung, Verzögerung und Ruck genau definiert: das Trapezprofil der PTP - Positionierung kann fein eingestellt werden. Die Inbetriebnahme wird durch Online - Menüs unterstützt, Messwerkzeuge helfen, z.B. den Schleppfehler zu ermitteln.

Bahnsteuerung nach DIN 66025

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	Bahnsteuerungsaufgaben werden in Gruppen von 3 Antrieben im Raum durchgeführt. Sie werden nach DIN66025 definiert und abgearbeitet. Die Einbindung in die SPS erfolgt "klartextähnlich" in Form von Funktionsbausteinen: die Antriebsregelung ist integriert in IEC61131-3. Bis zu 256 Achsen (nur abhängig vom benutzten PC-Prozessor) können gleichzeitig bewegt werden. Die PC-Technologie lässt das Leistungsvermögen von TwinCAT ständig wachsen.

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Bahnsteuerungsaufgaben werden in Gruppen von 3 Antrieben im Raum durchgeführt. Sie werden nach DIN66025 definiert und abgearbeitet. Die Einbindung in die SPS erfolgt "klartextähnlich" in Form von Funktionsbausteinen: die Antriebsregelung ist integriert in IEC61131-3. Bis zu 256 Achsen (nur abhängig vom benutzten PC-Prozessor) können gleichzeitig bewegt werden. Die PC-Technologie lässt das Leistungsvermögen von TwinCAT ständig wachsen.

TwinCAT System Manager verbindet die Welt mit TwinCAT

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	Der System Manager ist die Konfigurationszentrale des Systems: Die Anzahl und Programme der SPS-Systeme, die Konfiguration der Achsregelung und die angeschlossenen E/A- Kanäle werden miteinander in Beziehungen gebracht. Der System Manager verbindet alle Systemteile und deren Datenbeziehungen miteinander, in synchroner oder asynchroner Weise werden konsistente Datenbereiche und Prozessabbilder ausgetauscht. TwinCAT unterstützt alle verbreiteten Feldbusse - auch gleichzeitig, wenn es notwendig ist. So werden z.Zt. Beckhoff Lightbus, Profibus DP, Interbus, CANopen, DeviceNet, ControlNet, Modbus, Sercos, RS485/232, Ethernet TCP/IP und USB mit einer Reihe von Master- und Slaveanschaltungen unterstützt. Die PC - Peripherie (parallele und serielle Schnittstellen), und Interfacekarten für PC von Dritten können per Memory Interface eingebunden werden. Der System Manager erlaubt die Verbindung zwischen Server - Prozessabbildern und E/A Kanälen bitweise und hält Werkzeuge bereit, die z.B. 100 Kanäle fortlaufend mit nur einem Befehl verbinden. Auf Feldbusebene und Prozessabbildebene der Server wird die Inbetriebnahme und Wartung durch Onlinedarstellung sowie "Write und Force" erleichtert. Watchfenster zeigen eine individuelle Auswahl von Variablen. Für alle E/A - Geräte werden Diagnosedaten in einer einheitlichen Darstellung angeboten.

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Der System Manager ist die Konfigurationszentrale des Systems: Die Anzahl und Programme der SPS-Systeme, die Konfiguration der Achsregelung und die angeschlossenen E/A- Kanäle werden miteinander in Beziehungen gebracht. Der System Manager verbindet alle Systemteile und deren Datenbeziehungen miteinander, in synchroner oder asynchroner Weise werden konsistente Datenbereiche und Prozessabbilder ausgetauscht. TwinCAT unterstützt alle verbreiteten Feldbusse - auch gleichzeitig, wenn es notwendig ist. So werden z.Zt. Beckhoff Lightbus, Profibus DP, Interbus, CANopen, DeviceNet, ControlNet, Modbus, Sercos, RS485/232, Ethernet TCP/IP und USB mit einer Reihe von Master- und Slaveanschaltungen unterstützt. Die PC - Peripherie (parallele und serielle Schnittstellen), und Interfacekarten für PC von Dritten können per Memory Interface eingebunden werden. Der System Manager erlaubt die Verbindung zwischen Server - Prozessabbildern und E/A Kanälen bitweise und hält Werkzeuge bereit, die z.B. 100 Kanäle fortlaufend mit nur einem Befehl verbinden. Auf Feldbusebene und Prozessabbildebene der Server wird die Inbetriebnahme und Wartung durch Onlinedarstellung sowie "Write und Force" erleichtert. Watchfenster zeigen eine individuelle Auswahl von Variablen. Für alle E/A - Geräte werden Diagnosedaten in einer einheitlichen Darstellung angeboten.

TwinCAT AdsOCX integriert TwinCAT in Windows NT

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	Die Verbindung zu Anwendungen von Windows NT (von der Visualisierung über SCADA bis zu Office - Anwendungen, wie z.B. Excel) schafft eine OCX - Software oder eine DLL - Bibliothek. Die Methoden für den Datenaustausch werden vom Marktführer bei den Betriebssystemen definiert (z.B. DCOM+, ActiveX, OCX, OLE), so dass die Einbindung von TwinCAT in Windows NT auf einem sehr großen Standard basiert. Mittels des AdsOCX werden Datentransport und Methodenaustausch organisiert: Windows - Anwender können direkt - ohne weitere Treiberimplementierung - auf Daten und Funktionen der Automatisierungssoftware zugreifen. Damit ist TwinCAT optimal in Windows NT integriert.

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Die Verbindung zu Anwendungen von Windows NT (von der Visualisierung über SCADA bis zu Office - Anwendungen, wie z.B. Excel) schafft eine OCX - Software oder eine DLL - Bibliothek. Die Methoden für den Datenaustausch werden vom Marktführer bei den Betriebssystemen definiert (z.B. DCOM+, ActiveX, OCX, OLE), so dass die Einbindung von TwinCAT in Windows NT auf einem sehr großen Standard basiert. Mittels des AdsOCX werden Datentransport und Methodenaustausch organisiert: Windows - Anwender können direkt - ohne weitere Treiberimplementierung - auf Daten und Funktionen der Automatisierungssoftware zugreifen. Damit ist TwinCAT optimal in Windows NT integriert.