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
2、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 ATIdentifierX B W D ByteData type Byte Bit bStart AT %IX100.1 : Bool ; e.g. TwinCAT 与 IEC 标
3、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 TypeANY-TypeKey wordData width (Bit) InitialValue range BooleanANY_BitBOOL1FALSETRUE/FALSE Bit string(8)BYTE80016#FF Bit string(16)WORD160016#FFFF Bit string(32)DWORD320016#FFFF_FF
4、 FF Short integerANY_NumSINT80-27.27-1 IntegerINT160-215.215-1 Double integerDINT320-231.231-1 Unsigned short integerUSINT800.28-1 Unsigned integerUINT1600.216-1 Unsigned double integerUDINT3200.232-1 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， IEC611
5、31-3 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 TypeANY-TypeKey wordData width (Bit) InitialValue range Slide pointANY_RealREAL320.0-1.18*10-38 3.4*1038 Long slide point LREAL640.0-2.22*10-308 1.798*10308 Date ANY_DateDATE (D)32D#1970-01-01 Time of dayTIME_OF_DAY (TOD) 32TOD#00:00TOD#00:00 TOD#23:59 Date time o
6、f day DATE_AND_TIME (DT) 32DT#1970-01- 01-00:00 timeANY_TimeTIME32T#0ms Sequential characters ANY_StringSTRING (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 ID: STRING(
7、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 ResourceResource Task1Task2Task1Task2 ProgramP
8、rogramProgramProgram FBFBFBFBFB 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 Task1Task2 ProgramProgram FBFB I/O 设备设备 Ma
9、in Motion TwinCAT PLC runtime 2 Task1Task2 ProgramProgram FBFB 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 IE
10、C 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 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
11、功能块 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
12、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
13、），）， 功能块图（功能块图（ FB D ） 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 IEC 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 梯形图编程元梯形图编程元
14、素素 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 I
15、EC 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 : ( INIT:=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 := AUTOMAT
16、IC; END_IF AUTOMATIC:Q2:=TRUE; IF Transition THEN state := END; END_IF END_CASE Step 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
17、 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 中必须有可执中必须有可执 行行 语句语句 . Step Transition ActionN Qualifier Following step Transition ActionN Qualifier Action, 可用 指令表（可用 指令表（ IL ），结构文本（），结构文本（ S T ） 梯形图（梯形图（ LD ），功能块图（），功能块图（ FBD ） 编写编写 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,L
