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现代可编程计算机控制器PCC及其应用

发布时间:2007/9/11 0:00:00 访问次数:610

    摘 要: 阐述了可编程计算机控制器PCC的硬件特点、软件特点,并结合齐鲁大厦的消防自动化(FA)系统,举例说明了PCC在工程建设计中的应用及其所具有的优势。

    关键词: 可编程计算机控制器PCC 硬件特点 软件特点 模块结构 消防自动化    

    可编程计算机控制器(PCC)作为一个全新的概念是由奥地利B&R在工控界提出的。无论是内部的硬件功能,还是外部的编程、开发环境,PCC都比常规的可编程逻辑控制器(PLC)有较大的增强和提高。

    1 PCC的硬件特点

    PCC2005采用的是16位MOTOROLA 68000处理器。它得以使PLC演变到PCC的关键是B&R成功地将PLC的标准控制功能,与工业计算机的分时多任务操作系统集成到了单一的CPU模块之中。这就使得用户可以十分灵活地借助操作系统的调度管理,让多个应用程序(任务)在一个CPU之中并行地运行(周期可由用户设定),从而摆脱了常规PLC上单个程序对硬件时钟的依赖。这一技术突破,对于整个技术项目的开发、运行和维护都有十分重要的意义。

    几乎所有PCC的硬件结构中都采用了模块式结构。这一特点使真正灵活自由地扩展成为可能。在PCC上,I/O通道和底板被设计成模块式结构,可以任意插拔;应用程序存储器(APM)也实现了模块化,用户可按照其应用程序的复杂程度,在64K到1M的范围内,经济灵活地选型。

    安全性对于一个实时控制系统来说是十分重要的要求,PCC为此在以下各环节上提供了保障:

    (1)就数据传输而言,PCC数据总线上各模块不仅经过了各种严格标准的检验,而且,PCC的基板总线上还设计了一套完整的局部总线协议,以保证不正确数据无法传输。

    (2)为防止模块式硬件安装运行的各种意外情况出现,PCC不仅为用户提供了除电源和CPU模块之外的所有模块的带电拔插功能(硬件无损坏、软件自动处理不死机),而且可以在PCC上电时,按照实际插入底板的模块,实现系统硬件的动态配置和出错处理。

    (3)借助于电池和金箔电容的保护,PCC系统RAM中的数据(程序)最长可以确保3年不会丢失。

    与当今工业控制器的发展趋势相适应,PCC系统硬件组态的开放性十分彻底。不仅实现了B&R品牌自身各型号产品的自由扩展与互联(本地、远程扩展、联网),而且提供了对其他厂家众多牌号产品的网络协议的支持。如AB Data Highway、Modbus、SinecL1等,都可以通过PCC统一在标准现场总线Profibus、CAN等的MAP之下。另外,PCC还提供了通用的串行通信驱动器——帧驱器(Fram Driver),用以创建用户自己的协议。

    2 PCC编程软件的特点

    PCC采用通用的PC机作为在线编程开发工具,编程软件为一个多窗口界面的集成开发环境,程序结构设计采用一种称为GDM(Graphic Design Method)的图形设计方法进行模块设计。它将整个项目(应用程序)划分为项目、处理器和任务等不同层面,各个层面上均采用GDM图形方法设计各模块之间的结构关系。GDM为编程者在对项目总体的把握上提供了一个强有力的工具。

    PCC的编程语言可以采用常规PLC的梯型图(LAD)和指令表(STL),这两种是广为PLC开发人员熟悉的低级语言;PCC还设计了一套基于文本的面向控制的结构化高级语言——PL2000,使得程序设计者对复杂控制过程的描述变得非常直观、精练。上述三种语言,再加上PG2000提供的各种函数功能块(FBK),在项目开发时,可以根据任务模块自身的特点而自由选用。

    PCC的编程软件包PG2000的调试查错和在线帮助功能十分强大。运用Debugger和PV——monitor工具,可以实现源程序级的单步、多步、单周期和连续运行调试以及过程变量的监视和修改。PG2000的在线帮助功能具有含义敏感性,即编程者可以在任何状态下,随时获取所需的帮助信息。另外,PCC还模仿大型机操作系统,设计了错误登录功能,将所有关键性错误和外界对系统的干涉,连同相应的时间标记在一起,登录到错误信息模块中。

    3 PCC工程设计应用举例

    这里,以齐鲁大厦的楼宇消防自动化(FA)系统为例,说明PCC在工程设计中的应用及所独具的魅力。

    3.1 工程要求概

    摘 要: 阐述了可编程计算机控制器PCC的硬件特点、软件特点,并结合齐鲁大厦的消防自动化(FA)系统,举例说明了PCC在工程建设计中的应用及其所具有的优势。

    关键词: 可编程计算机控制器PCC 硬件特点 软件特点 模块结构 消防自动化    

    可编程计算机控制器(PCC)作为一个全新的概念是由奥地利B&R在工控界提出的。无论是内部的硬件功能,还是外部的编程、开发环境,PCC都比常规的可编程逻辑控制器(PLC)有较大的增强和提高。

    1 PCC的硬件特点

    PCC2005采用的是16位MOTOROLA 68000处理器。它得以使PLC演变到PCC的关键是B&R成功地将PLC的标准控制功能,与工业计算机的分时多任务操作系统集成到了单一的CPU模块之中。这就使得用户可以十分灵活地借助操作系统的调度管理,让多个应用程序(任务)在一个CPU之中并行地运行(周期可由用户设定),从而摆脱了常规PLC上单个程序对硬件时钟的依赖。这一技术突破,对于整个技术项目的开发、运行和维护都有十分重要的意义。

    几乎所有PCC的硬件结构中都采用了模块式结构。这一特点使真正灵活自由地扩展成为可能。在PCC上,I/O通道和底板被设计成模块式结构,可以任意插拔;应用程序存储器(APM)也实现了模块化,用户可按照其应用程序的复杂程度,在64K到1M的范围内,经济灵活地选型。

    安全性对于一个实时控制系统来说是十分重要的要求,PCC为此在以下各环节上提供了保障:

    (1)就数据传输而言,PCC数据总线上各模块不仅经过了各种严格标准的检验,而且,PCC的基板总线上还设计了一套完整的局部总线协议,以保证不正确数据无法传输。

    (2)为防止模块式硬件安装运行的各种意外情况出现,PCC不仅为用户提供了除电源和CPU模块之外的所有模块的带电拔插功能(硬件无损坏、软件自动处理不死机),而且可以在PCC上电时,按照实际插入底板的模块,实现系统硬件的动态配置和出错处理。

    (3)借助于电池和金箔电容的保护,PCC系统RAM中的数据(程序)最长可以确保3年不会丢失。

    与当今工业控制器的发展趋势相适应,PCC系统硬件组态的开放性十分彻底。不仅实现了B&R品牌自身各型号产品的自由扩展与互联(本地、远程扩展、联网),而且提供了对其他厂家众多牌号产品的网络协议的支持。如AB Data Highway、Modbus、SinecL1等,都可以通过PCC统一在标准现场总线Profibus、CAN等的MAP之下。另外,PCC还提供了通用的串行通信驱动器——帧驱器(Fram Driver),用以创建用户自己的协议。

    2 PCC编程软件的特点

    PCC采用通用的PC机作为在线编程开发工具,编程软件为一个多窗口界面的集成开发环境,程序结构设计采用一种称为GDM(Graphic Design Method)的图形设计方法进行模块设计。它将整个项目(应用程序)划分为项目、处理器和任务等不同层面,各个层面上均采用GDM图形方法设计各模块之间的结构关系。GDM为编程者在对项目总体的把握上提供了一个强有力的工具。

    PCC的编程语言可以采用常规PLC的梯型图(LAD)和指令表(STL),这两种是广为PLC开发人员熟悉的低级语言;PCC还设计了一套基于文本的面向控制的结构化高级语言——PL2000,使得程序设计者对复杂控制过程的描述变得非常直观、精练。上述三种语言,再加上PG2000提供的各种函数功能块(FBK),在项目开发时,可以根据任务模块自身的特点而自由选用。

    PCC的编程软件包PG2000的调试查错和在线帮助功能十分强大。运用Debugger和PV——monitor工具,可以实现源程序级的单步、多步、单周期和连续运行调试以及过程变量的监视和修改。PG2000的在线帮助功能具有含义敏感性,即编程者可以在任何状态下,随时获取所需的帮助信息。另外,PCC还模仿大型机操作系统,设计了错误登录功能,将所有关键性错误和外界对系统的干涉,连同相应的时间标记在一起,登录到错误信息模块中。

    3 PCC工程设计应用举例

    这里,以齐鲁大厦的楼宇消防自动化(FA)系统为例,说明PCC在工程设计中的应用及所独具的魅力。

    3.1 工程要求概

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