TwinCAT 3 详解

IEC 61131-3 编程
. 独立于自动化供应商的自动化行业的国际编程标准 . 经过 PLCopen 认证 . 程序可移植、可复用 . 支持 5 种图形化和文本化编程语言： . 结构化文本和指令表 . 功能块图和梯形图 . 顺序功能图 . 支持用户自定义的数据类型封装
TwinCAT 3 中的扩展选项：
改善了结构文本（ST）编程语言 的在线监控
6 技术规格若有变更，恕不另行通知。
TwinCAT 3 同样也支持 IEC 61131-3 的第三版标准，工程师可以采用面向对象的技术（如继承、 接口、方法和属性）进行编程，这将大大提高程序的可复用性和质量。
IEC 61131-3 POU（程序组织单元） 的多态应用
TwinCAT 3 — eXtended Automation Technology (XAT)
1986 年，Beckhoff 推出第一款基于 PC 的控制器，为自动化领域创立了一个全球标准。在软件方面， TwinCAT（The Windows Control and Automation Technology，基于 Windows 的控制和自动化技 术）自动化软件是控制系统的核心部分。TwinCAT 软件系统可将任何一个基于 PC 的系统转换为一 个带多 PLC、NC、CNC 和机器人实时操作系统的实时控制系统。TwinCAT 3 是 TwinCAT 2 进一步发 展的产物，它的问世重新定义了自动化技术的应用领域。
.... 自动语法检查 自动感应 语法高亮显示 选用流行的源代码控制工具
.开放的架构 可通过插件扩展
非实时
C# .NET Visual Basic C++ Silverlight
同时使用 C++ 和 FBD 编程语言
技术规格若有变更，恕不另行通知。
TwinCAT 系统管理器集成到 Visual Studio® 中
.... 实时内核中 集成 TwinSAFE Runtime 扩展了实时功能：周期时间最短 50 μs，低抖动 性能更强：支持多核 CPU 面向未来：支持 64 位操作系统
3 技术规格若有变更，恕不另行通知。
TwinCAT 3ring (XAE)
丰富的编程语言
.....C/C++ 编程语言 符合国际标准 广泛使用的高级语言 功能非常强大，非常适合控制 可在实时内核运行，类似 PLC 的运作 满足驱动产品的应用需求
....扩展的 C++ 调试 支持内核级的 C++ 在线调试 断点 观察列表 堆栈调用跟踪
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编程语言 用于非实时应用的编程（如 HMI） 在同一项目中的源代码管理 与 Matlab®/Simulink® 的链接
TwinCAT 3 为使用 C/C++ 语言编写 TwinCAT 实时内核模块提供了可能。如果工程系统中使用的 是专业版、高级版或旗舰版 Visual Studio 2010，TwinCAT 3 就会将其自身集成到现有的 Visual Studio Shell® 中，以便于除了可以使用 I/O 配置和 IEC 61131-3 之外，还可以使用 C 或 C++ 语言 实现实时控制任务。
集成 Microsoft Visual Studio® 平台使得采用 IEC 61131-3（第三版）、C/C++ 进行编程调试变得 更加便利。用不同语言编写的功能块相互间能够交换数据和互相调用。同时，对软件进行组态 的 TwinCAT System Manager 也集成到这一编程环境中。 从而，仅需采用一个软件就可对项目 进行配置、编程、调试和诊断，方便客户的应用。
编程语言 用于非实时应用的编程（例 HMI） 在同一项目中的源代码控制
技术规格若有变更，恕不另行通知。
TwinCAT 3 — 支持 XA 语言：Matlab®/Simulink®
TwinCAT 3 与 Matlab®/Simulink® 的集成使得在 Matlab®/Simulink® 中建模仿真的系统可 以直接生成相应的代码，通过选择连接对象种类可以使得参数和数据能够在 TwinCAT3 的图形界面中得到显示，并能够在实时系统中查看和修改。
Matlab®/Simulink® 中的温度控制器应 用举例
TwinCAT Standard
TwinCAT 3 Engineering Environment
System Manager Configuration – I/O – PLC – MC – NC – CNC – Safety – others
Programming IEC 61131 Object-
... TwinCAT 2 项目可迁移到 TwinCAT 3 TwinCAT 3 模块：标准编程框架 将. NET 编程语言用于非实时应用程序（例如 HMI）
.eXtended Automation Runtime IEC 61131、C/C++、MATLAB®/Simulink® 对象在同一个
......eXtended Automation Engineering 仅需一个工具 — Microsoft Visual Studio® 集成：IEC 61131 — 自动化领域全球标准 集成：C/C++ — IT 领域全球标准 集成：TwinCAT 系统管理器 — 国际知名的配置工具 可链接至 Matlab®/Simulink® 科学计算领域全球标准 可使用其它工具扩展：编辑器，编译器
/TwinCAT3
TwinCAT 3 技术亮点
.......... 仅需一个软件即可实现编程和配置 集成于 Visual Studio® 自由选择编程语言 支持 IEC 61131-3 面向对象的扩展功能 使用 C/C++ 作为实时应用程序的编程语言 可链接至 Matlab®/Simulink® 开放的接口可以兼容现有工具和扩展新功能 自由的实时内核配置环境 动态支持多核和 64 位操作系统 可迁移 TwinCAT 2 项目到 TwinCAT 3
Module
TwinCAT Automation Device Driver – ADD
Fieldbus
C Module
PLC
除了能够根据 IEC 61131-3 的第三个版本进行控制 器编程外，使用最新的 TwinCAT 3 架构还能够使用 C 和 C++ 作为编程语言。这不仅开辟了新的应用领 域，同时也可扩展或集成在现有的系统中。至 Matlab®/ Simulink® 的链接就是这种新的开放性的一 个最好例证。
Programming
– IEC 61131-3 – objectoriented extensions – C/C++
TwinCAT Transport Layer – ADS
TwinCAT 3 runtime Real-time Kernel
PLC
Safety
NC
CNC
Simulink®
C++
Module
Nonreal-time
C#/.NET
Real-time IEC 61131 Object-
C/C++
Real-time Workshop
– MC
oriented
– NC
extensions
– CNC
– Safety
– others
IEC Compiler
Microsoft C Compiler
Third-party programming tool
2 技术规格若有变更，恕不另行通知。
TwinCAT 3 — eXtended Automation Architecture (XAA)
PC 系统
Windows 32/64 bit
TwinCAT 3 Engineering Environment based on Visual Studio®
System Manager – Configuration
......C 和 C++ 编程语言 功能强大、应用广泛的编程语言 符合国际标准、面向对象的编程语言 代码的生成运行效率非常高 可在实时内核运行，类似 PLC 的运作 满足驱动产品的应用需求 Beckhoff 提供扩展实时内核的 SDK 库
..扩展的 C++ 调试 可以在线调试实时运行的 C++ 程序 不加断点就可实现变量的监控、观察列表
TcCOM TcCOM TcCOM TcCOM TcCOM TcCOM TcCOM TcCOM
eXtended Automation Technology — TwinCAT 3 扩展了标准自动化的应用范围
.....eXtended Automation Architecture 支持所有主流现场总线 支持 IEC 61131、C/C++、MATLAB®/Simulink® 支持运动控制：包括 PTP 和 CNC 支持 TwinSAFE 配置 支持科技自动化：机器人技术、测量技术、状态监测
. 提高了编程使用的易用性 . 自动完成 . 关键字的高亮显示 . 编程结构自动缩进 . ... . 扩展的调试 . 有条件的断点 . 改进的在线监控 . ... . 面向对象的扩展 . 继承 . 接口 . 方法 . 属性
7 技术规格若有变更，恕不另行通知。
TwinCAT 3 — 支持 XA 语言：C/C++
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TwinCAT 3 — 支持 XA 语言：IEC 61131-3
为提高自动化项目的开发效率，TwinCAT 3 改善了 IEC 61131-3 的编程环境，并加强了编程的友 好性、实用性和调试功能，如在线监控、有条件的断点等。
在 TwinCAT 3 中，IEC 61131-3 编辑 器已被无缝集成到 Visual Studio® 环境中。因此，可以使用强大的 Visual Studio® 工具进行图形化编程
oriented extensions
IEC Compiler
TwinCAT Integrated
TwinCAT 3 Engineering Environment based on Visual Studio®
Matlab®/
Simulink®
System Manager Programming
Configuration – I/O – PLC – C/C++
C/C++
TwinCAT Transport Layer – ADS TwinCAT 3 Runtime
TwinCAT Transport Layer – ADS TwinCAT 3 Runtime
Visual Studio® 集成可以用两种不同的方式实现。TwinCAT Standard 使用的只是 Visual Studio® 的基本框架，却在源代码控制软件的处理和连接方面 有很多优势，而 TwinCAT Integrated，顾名思义，则集成在 Visual Studio® 中。在这一版本中，可以提供 C/C++、C#、 编程语言和至 Matlab®/ Simulink® 的链接。
LD editor
FBD editor
SFC editor
IL editor
ST editor
CFC editor
Visual C/C++ editor
集成 Visual Studio®
......在同一个编程环境中进行设备组态和应用程序的编写 使用最受欢迎的通用的开发工具 面向未来 在同一个环境中编写 PLC 程序和复杂的人机界面 支持多种语言 现代化的可视化界面和用户体验 智能的在线帮助
. 众多的工具箱 . 可能的应用： . 建立控制系统回路 . 系统仿真 . 参数优化 . 自动代码生成 . 支持 Matlab®/Simulink® 与 TwinCAT 之间的调试
技术规格若有变更，恕不另行通知。
TwinCAT 3 — 支持 eXtended Automation 语言
实时核
System Manager
使用向导可以快速创建基本工程、类、I/O 变量
INIT
Parameter
IP
PI
PREOP
Parameter
PS
SP
SAFEOP
SO
OS
OP TwinCAT 系统的状态机转换显示
“CyclicUpdate”被循环调用，即使没有设置断点仍可以使用在线监视 窗口监视各种内部变量
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采用 C/C++ 进行控制系统的编程