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概念

PCC（Programmable Computer Controller，即可編程計算機控制器）是(shi)一種融合了(le)傳統的PLC和(he)IPC的優點(dian)，具有(you)獨特理念的模塊化控制裝置。

推出背景

可(ke)編(bian)程控(kong)制器PLC和工業計算機IPC已(yi)(yi)(yi)先后推出多(duo)年(nian)，它們在各自(zi)不(bu)同(tong)的(de)(de)應用場(chang)合已(yi)(yi)(yi)獲(huo)得了十分(fen)廣(guang)泛的(de)(de)應用。在多(duo)年(nian)的(de)(de)應用實(shi)踐(jian)中(zhong)，PLC運算/處(chu)理(li)能(neng)力(li)不(bu)強、實(shi)時性(xing)、開放(fang)性(xing)較(jiao)差和IPC可(ke)靠(kao)性(xing)及(ji)可(ke)擴展性(xing)相對較(jiao)差的(de)(de)缺點已(yi)(yi)(yi)逐(zhu)漸(jian)暴露(lu)出來，尋求一種性(xing)能(neng)更(geng)為優(you)良的(de)(de)控(kong)制器已(yi)(yi)(yi)成為各類工業用戶的(de)(de)迫(po)切需求，1994年(nian)由奧地利貝加萊公司推出的(de)(de)PCC融合了傳統的(de)(de)PLC和IPC的(de)(de)優(you)點，既(ji)具有(you)PLC的(de)(de)高(gao)(gao)可(ke)靠(kao)性(xing)和易擴展性(xing)，又有(you)著IPC的(de)(de)強大運算/處(chu)理(li)能(neng)力(li)和較(jiao)高(gao)(gao)的(de)(de)實(shi)時性(xing)及(ji)開放(fang)性(xing)。

PCC作為新(xin)一代(dai)的(de)可編(bian)程控制器，比傳(chuan)統的(de)PLC具有(you)更(geng)強(qiang)大的(de)處(chu)理能力和更(geng)高(gao)的(de)實時性；軟件功能強(qiang)大，其可靠性和環(huan)境適(shi)應(ying)能力又大大優于PC-Based。

經過(guo)十多(duo)年的(de)發展和應(ying)用(yong)，PCC已成(cheng)(cheng)為(wei)當前(qian)工(gong)業控制(zhi)器(qi)發展的(de)新方(fang)向之一，以PCC作為(wei)控制(zhi)系(xi)統核心(xin)的(de)方(fang)案正逐漸(jian)成(cheng)(cheng)為(wei)工(gong)業自(zi)動化(hua)系(xi)統配置的(de)一種新格局(ju)。

特點及優勢

2.1硬件方面的特點

在(zai)硬(ying)件結構方(fang)面，PCC的(de)特點是(shi)很明顯的(de)，它(ta)兼具了PC機采用(yong)(yong)高(gao)性(xing)能CPU及大(da)容量存(cun)儲單元和PLC采用(yong)(yong)模(mo)塊式結構的(de)優點。

（1）模塊(kuai)式(shi)的插裝結(jie)構，可帶電插拔(ba)

PCC具有(you)全模(mo)(mo)塊式的插裝結(jie)構(gou)，在(zai)工(gong)業(ye)現場可以安全、方便地帶電(dian)插拔；PCC的CPU和I/O模(mo)(mo)塊結(jie)構(gou)緊(jin)湊，體(ti)積小巧，接線端子密集，而且在(zai)模(mo)(mo)塊供電(dian)及工(gong)作狀態(tai)顯(xian)示等(deng)諸(zhu)多方面有(you)著完善(shan)、精巧的設計。

（2）其CPU具有多(duo)處理器結構并配備了大容量存儲單元

PCC除了其(qi)高性能的(de)主(zhu)CPU以外，通常還配置(zhi)了另外兩個(ge)處理器（包(bao)括I/O處理器和DPR控制(zhi)器），即一個(ge)PCC的(de)CPU模塊上(shang)有三個(ge)處理器，這就最大限(xian)度地提高了系(xi)統的(de)處理能力(li)。

在其核心(xin)的運算模塊內部，PCC為(wei)其CPU配備了數(shu)倍于常規PLC的大(da)容量存(cun)儲單元(100K-64MB)，這無疑為(wei)功(gong)能強(qiang)大(da)的系統軟件(jian)和應用軟件(jian)提供了有效的硬(ying)件(jian)支持。

PCC采用可插(cha)卡式(shi)的CF卡作為存儲(chu)介質(zhi)，最大存儲(chu)容量可達(da)8GB。

（3）配備了多種(zhong)專用(yong)模(mo)塊和功能模(mo)塊

PCC為工業現場的(de)各種信號和應用提供了(le)許(xu)多(duo)專(zhuan)用模(mo)塊和功(gong)能(neng)(neng)模(mo)塊，如(ru)溫度(du)、張力(li)、步(bu)(bu)進電機驅動(dong)、示波(bo)器、鼓序列(lie)發生器信號、增量(liang)(liang)式(shi)脈沖編碼信號、稱重信號和超聲(sheng)波(bo)信號、電力(li)測量(liang)(liang)與并網同步(bu)(bu)、PWM輸(shu)(shu)出等。它們將各種形式(shi)的(de)現場信號十分方便地接入(ru)以(yi)PCC為核心的(de)數(shu)字(zi)控制系(xi)統(tong)中，用戶可按需要對(dui)應用系(xi)統(tong)的(de)I/O通道(dao)進行數(shu)十點、數(shu)百點乃至(zhi)數(shu)千點的(de)擴展與聯網。PCC的(de)所有(you)數(shu)字(zi)量(liang)(liang)輸(shu)(shu)入(ru)端都(dou)經過了(le)光電耦(ou)合隔離，模(mo)擬量(liang)(liang)輸(shu)(shu)入(ru)端也都(dou)經過了(le)RC濾波(bo)處理，因此它具有(you)很好的(de)抗(kang)電磁干擾能(neng)(neng)力(li)。

在PCC模塊內部，CPU的(de)數據(ju)總線(xian)與(yu)I/O總線(xian)分離，并配置(zhi)有(you)獨(du)立的(de)I/O處(chu)理(li)器(qi)。主CPU內含有(you)一(yi)個獨(du)立的(de)時(shi)間處(chu)理(li)單元TPU (Time Processing Unit )，在不增加CPU負荷的(de)前提下高速處(chu)理(li)簡單或復雜的(de)定時(shi)任務，其(qi)基(ji)準計時(shi)頻率可高達6.29MHz，因(yin)此(ci)被廣泛應用于(yu)頻率、相位(wei)測量及(ji)PWM（脈寬調(diao)制）等要(yao)求極高精度的(de)時(shi)間處(chu)理(li)場(chang)合中(zhong)。

此(ci)外，CPU的主板集(ji)成了多(duo)種通信接口，PCC還是(shi)一(yi)款開放性(xing)極高的產品，配置(zhi)了多(duo)種通信模塊。

（4）以專(zhuan)用模塊的方式對(dui)高精度(du)運(yun)動控制(zhi)功能和(he)智能溫度(du)控制(zhi)功能進行集成

運(yun)動控(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)功(gong)能(neng)：高(gao)速編碼計數、速度和(he)(he)位置補償(chang)、電子齒輪傳動、凸(tu)輪仿形(xing)、多(duo)軸插(cha)補、CNC技(ji)術、飛(fei)鋸等；溫度控(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)模(mo)塊(kuai)：傳感器直接(jie)接(jie)入，每(mei)50ms處理(li)一(yi)(yi)個(ge)PID調節回(hui)路(lu)，帶自(zi)校正PID調節和(he)(he)參數整定功(gong)能(neng)。2.2采(cai)用(yong)多(duo)任(ren)(ren)務(wu)操作(zuo)系(xi)統和(he)(he)多(duo)樣化的(de)(de)(de)(de)(de)應(ying)(ying)(ying)用(yong)軟(ruan)件設計常規的(de)(de)(de)(de)(de)PLC大(da)多(duo)采(cai)用(yong)單任(ren)(ren)務(wu)的(de)(de)(de)(de)(de)時(shi)鐘掃(sao)(sao)描(miao)或(huo)監(jian)控(kong)程(cheng)(cheng)序(xu)(xu)(xu)來(lai)處理(li)程(cheng)(cheng)序(xu)(xu)(xu)本(ben)身的(de)(de)(de)(de)(de)邏輯(ji)運(yun)算指令及(ji)對(dui)外部(bu)I/O通道的(de)(de)(de)(de)(de)狀(zhuang)態采(cai)集(ji)與刷新，整個(ge)應(ying)(ying)(ying)用(yong)程(cheng)(cheng)序(xu)(xu)(xu)被(bei)包(bao)含(han)在(zai)(zai)(zai)(zai)一(yi)(yi)個(ge)循(xun)環(huan)(huan)周期(qi)內（如(ru)圖(tu)1所示(shi)）。但在(zai)(zai)(zai)(zai)一(yi)(yi)個(ge)控(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)系(xi)統中，雖(sui)然有(you)(you)一(yi)(yi)些工(gong)藝(yi)量(liang)對(dui)實(shi)時(shi)性的(de)(de)(de)(de)(de)要(yao)求很(hen)高(gao)，但同時(shi)卻有(you)(you)更多(duo)的(de)(de)(de)(de)(de)工(gong)藝(yi)量(liang)對(dui)實(shi)時(shi)性沒有(you)(you)特(te)殊的(de)(de)(de)(de)(de)要(yao)求，如(ru)果采(cai)用(yong)同樣的(de)(de)(de)(de)(de)刷新速度來(lai)處理(li)它(ta)們(men)其實(shi)是(shi)(shi)對(dui)系(xi)統資(zi)源的(de)(de)(de)(de)(de)浪費，而且循(xun)環(huan)(huan)掃(sao)(sao)描(miao)的(de)(de)(de)(de)(de)運(yun)行(xing)機制(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)也導致了系(xi)統的(de)(de)(de)(de)(de)處理(li)周期(qi)主要(yao)取決于應(ying)(ying)(ying)用(yong)程(cheng)(cheng)序(xu)(xu)(xu)的(de)(de)(de)(de)(de)大(da)小(xiao)，如(ru)程(cheng)(cheng)序(xu)(xu)(xu)復(fu)雜龐大(da)，掃(sao)(sao)描(miao)周期(qi)就必然加(jia)長，這(zhe)無疑是(shi)(shi)與I/O通道對(dui)高(gao)實(shi)時(shi)性的(de)(de)(de)(de)(de)要(yao)求相違背的(de)(de)(de)(de)(de)。在(zai)(zai)(zai)(zai)圖(tu)1和(he)(he)圖(tu)2中，A和(he)(he)B為(wei)壓(ya)力控(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)（回(hui)路(lu)控(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)）任(ren)(ren)務(wu)，它(ta)們(men)的(de)(de)(de)(de)(de)掃(sao)(sao)描(miao)時(shi)間(jian)(jian)分別(bie)為(wei)1ms和(he)(he)2ms；而C和(he)(he)D為(wei)邏輯(ji)控(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)任(ren)(ren)務(wu)，它(ta)們(men)的(de)(de)(de)(de)(de)掃(sao)(sao)描(miao)時(shi)間(jian)(jian)分別(bie)為(wei)5ms和(he)(he)2ms。看來(lai)這(zhe)是(shi)(shi)一(yi)(yi)個(ge)邏輯(ji)控(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)任(ren)(ren)務(wu)程(cheng)(cheng)序(xu)(xu)(xu)量(liang)較(jiao)大(da)的(de)(de)(de)(de)(de)PLC/PCC應(ying)(ying)(ying)用(yong)程(cheng)(cheng)序(xu)(xu)(xu)。圖(tu)1表示(shi)常規PLC的(de)(de)(de)(de)(de)運(yun)行(xing)模(mo)式，在(zai)(zai)(zai)(zai)該(gai)圖(tu)上部(bu)的(de)(de)(de)(de)(de)任(ren)(ren)務(wu)組合(he)方式中，整個(ge)任(ren)(ren)務(wu)（A+B+C+D）被(bei)包(bao)含(han)在(zai)(zai)(zai)(zai)一(yi)(yi)個(ge)掃(sao)(sao)描(miao)時(shi)間(jian)(jian)為(wei)10ms的(de)(de)(de)(de)(de)循(xun)環(huan)(huan)周期(qi)內，在(zai)(zai)(zai)(zai)該(gai)圖(tu)下部(bu)的(de)(de)(de)(de)(de)任(ren)(ren)務(wu)組合(he)方式中，整個(ge)任(ren)(ren)務(wu)（A+B+C）被(bei)包(bao)含(han)在(zai)(zai)(zai)(zai)一(yi)(yi)個(ge)掃(sao)(sao)描(miao)時(shi)間(jian)(jian)為(wei)8ms的(de)(de)(de)(de)(de)循(xun)環(huan)(huan)周期(qi)內。可(ke)以看出(chu)，總(zong)的(de)(de)(de)(de)(de)應(ying)(ying)(ying)用(yong)程(cheng)(cheng)序(xu)(xu)(xu)處理(li)周期(qi)為(wei)各任(ren)(ren)務(wu)的(de)(de)(de)(de)(de)程(cheng)(cheng)序(xu)(xu)(xu)掃(sao)(sao)描(miao)時(shi)間(jian)(jian)的(de)(de)(de)(de)(de)和(he)(he)，程(cheng)(cheng)序(xu)(xu)(xu)周而復(fu)始地循(xun)環(huan)(huan)執行(xing)。

而(er)(er)PCC系統(tong)(tong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)設(she)計方案則完美地(di)解決了這一(yi)(yi)問題，與常規(gui)PLC相比(bi)較，PCC最(zui)大的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)特點就在(zai)于其(qi)引入(ru)了類(lei)似大型(xing)計算(suan)機(ji)(ji)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)Runtime定(ding)性分(fen)時(shi)(shi)多任(ren)(ren)(ren)(ren)(ren)(ren)務(wu)(wu)(wu)(wu)操作(zuo)系統(tong)(tong)理(li)念，并(bing)輔之以多樣(yang)化的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)應(ying)用軟(ruan)件設(she)計手(shou)段。由于實(shi)(shi)行(xing)分(fen)時(shi)(shi)多任(ren)(ren)(ren)(ren)(ren)(ren)務(wu)(wu)(wu)(wu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)運行(xing)機(ji)(ji)制(zhi)(zhi)，應(ying)用程(cheng)序可(ke)(ke)以按(an)照(zhao)(zhao)工藝功能和(he)優先(xian)級(ji)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)不(bu)同分(fen)別(bie)設(she)置成不(bu)同的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)任(ren)(ren)(ren)(ren)(ren)(ren)務(wu)(wu)(wu)(wu)和(he)不(bu)同的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)任(ren)(ren)(ren)(ren)(ren)(ren)務(wu)(wu)(wu)(wu)級(ji)別(bie)，并(bing)可(ke)(ke)根(gen)據要求(qiu)(qiu)自(zi)行(xing)設(she)定(ding)任(ren)(ren)(ren)(ren)(ren)(ren)務(wu)(wu)(wu)(wu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)循環(huan)時(shi)(shi)間(jian)(jian)，使得應(ying)用任(ren)(ren)(ren)(ren)(ren)(ren)務(wu)(wu)(wu)(wu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)循環(huan)周(zhou)(zhou)期與程(cheng)序長短無關，從而(er)(er)將應(ying)用程(cheng)序的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)掃描周(zhou)(zhou)期同真正外部(bu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)控(kong)(kong)(kong)(kong)制(zhi)(zhi)周(zhou)(zhou)期區(qu)別(bie)開(kai)來，滿足了真正實(shi)(shi)時(shi)(shi)控(kong)(kong)(kong)(kong)制(zhi)(zhi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)要求(qiu)(qiu)，而(er)(er)且它可(ke)(ke)以在(zai)CPU運算(suan)能力(li)(li)允許的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)前提下，按(an)照(zhao)(zhao)用戶(hu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)實(shi)(shi)際需求(qiu)(qiu)而(er)(er)做相應(ying)調整(zheng)（如(ru)圖(tu)(tu)2所(suo)示）。圖(tu)(tu)2表(biao)示PCC-定(ding)性分(fen)時(shi)(shi)多任(ren)(ren)(ren)(ren)(ren)(ren)務(wu)(wu)(wu)(wu)操作(zuo)系統(tong)(tong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)運行(xing)模(mo)式(shi)，按(an)照(zhao)(zhao)邏(luo)(luo)(luo)(luo)輯(ji)控(kong)(kong)(kong)(kong)制(zhi)(zhi)和(he)壓(ya)力(li)(li)控(kong)(kong)(kong)(kong)制(zhi)(zhi)任(ren)(ren)(ren)(ren)(ren)(ren)務(wu)(wu)(wu)(wu)分(fen)類(lei)組合（即(ji)圖(tu)(tu)3中的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)系統(tong)(tong)模(mo)塊）控(kong)(kong)(kong)(kong)制(zhi)(zhi)。在(zai)該圖(tu)(tu)上(shang)部(bu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)邏(luo)(luo)(luo)(luo)輯(ji)控(kong)(kong)(kong)(kong)制(zhi)(zhi)任(ren)(ren)(ren)(ren)(ren)(ren)務(wu)(wu)(wu)(wu)組合中，邏(luo)(luo)(luo)(luo)輯(ji)控(kong)(kong)(kong)(kong)制(zhi)(zhi)任(ren)(ren)(ren)(ren)(ren)(ren)務(wu)(wu)(wu)(wu)C、D被有機(ji)(ji)地(di)分(fen)布在(zai)間(jian)(jian)隔為5ms的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)5個時(shi)(shi)間(jian)(jian)段中按(an)優先(xian)級(ji)順(shun)序先(xian)后執(zhi)(zhi)行(xing)，邏(luo)(luo)(luo)(luo)輯(ji)控(kong)(kong)(kong)(kong)制(zhi)(zhi)任(ren)(ren)(ren)(ren)(ren)(ren)務(wu)(wu)(wu)(wu)C、D執(zhi)(zhi)行(xing)時(shi)(shi)恰好(hao)壓(ya)力(li)(li)控(kong)(kong)(kong)(kong)制(zhi)(zhi)任(ren)(ren)(ren)(ren)(ren)(ren)務(wu)(wu)(wu)(wu)A、B不(bu)執(zhi)(zhi)行(xing)，邏(luo)(luo)(luo)(luo)輯(ji)任(ren)(ren)(ren)(ren)(ren)(ren)務(wu)(wu)(wu)(wu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)處(chu)理(li)周(zhou)(zhou)期為20ms；在(zai)該圖(tu)(tu)下部(bu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)壓(ya)力(li)(li)控(kong)(kong)(kong)(kong)制(zhi)(zhi)任(ren)(ren)(ren)(ren)(ren)(ren)務(wu)(wu)(wu)(wu)組合中，壓(ya)力(li)(li)控(kong)(kong)(kong)(kong)制(zhi)(zhi)任(ren)(ren)(ren)(ren)(ren)(ren)務(wu)(wu)(wu)(wu)A、B在(zai)每一(yi)(yi)個5 ms的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)時(shi)(shi)間(jian)(jian)間(jian)(jian)隔中均(jun)按(an)順(shun)序先(xian)后執(zhi)(zhi)行(xing)，壓(ya)力(li)(li)控(kong)(kong)(kong)(kong)制(zhi)(zhi)任(ren)(ren)(ren)(ren)(ren)(ren)務(wu)(wu)(wu)(wu)A、B執(zhi)(zhi)行(xing)時(shi)(shi)恰好(hao)邏(luo)(luo)(luo)(luo)輯(ji)控(kong)(kong)(kong)(kong)制(zhi)(zhi)任(ren)(ren)(ren)(ren)(ren)(ren)務(wu)(wu)(wu)(wu)C、D不(bu)執(zhi)(zhi)行(xing)，壓(ya)力(li)(li)任(ren)(ren)(ren)(ren)(ren)(ren)務(wu)(wu)(wu)(wu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)處(chu)理(li)周(zhou)(zhou)期為5ms。可(ke)(ke)以看出，各個任(ren)(ren)(ren)(ren)(ren)(ren)務(wu)(wu)(wu)(wu)是(shi)按(an)照(zhao)(zhao)分(fen)時(shi)(shi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)運行(xing)模(mo)式(shi)執(zhi)(zhi)行(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)，各分(fen)類(lei)任(ren)(ren)(ren)(ren)(ren)(ren)務(wu)(wu)(wu)(wu)組合則按(an)照(zhao)(zhao)自(zi)己(ji)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)處(chu)理(li)周(zhou)(zhou)期（如(ru)邏(luo)(luo)(luo)(luo)輯(ji)任(ren)(ren)(ren)(ren)(ren)(ren)務(wu)(wu)(wu)(wu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)20ms和(he)壓(ya)力(li)(li)任(ren)(ren)(ren)(ren)(ren)(ren)務(wu)(wu)(wu)(wu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)5ms）周(zhou)(zhou)而(er)(er)復始地(di)循環(huan)執(zhi)(zhi)行(xing)，但(dan)壓(ya)力(li)(li)任(ren)(ren)(ren)(ren)(ren)(ren)務(wu)(wu)(wu)(wu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)優先(xian)級(ji)明顯(xian)高于邏(luo)(luo)(luo)(luo)輯(ji)任(ren)(ren)(ren)(ren)(ren)(ren)務(wu)(wu)(wu)(wu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)。

基(ji)于(yu)分(fen)(fen)時(shi)多(duo)任(ren)(ren)務(wu)操(cao)作(zuo)系統，PCC的(de)(de)(de)(de)(de)應(ying)用程序可分(fen)(fen)為(wei)多(duo)個(ge)獨立的(de)(de)(de)(de)(de)任(ren)(ren)務(wu)模(mo)塊(kuai)，這(zhe)(zhe)(zhe)樣就給項目應(ying)用軟件的(de)(de)(de)(de)(de)開發帶來(lai)了(le)很大的(de)(de)(de)(de)(de)便利，因為(wei)這(zhe)(zhe)(zhe)樣可以方便地按控(kong)(kong)制項目中諸(zhu)如數據(ju)采集、報警(jing)、PID調(diao)節運(yun)算(suan)、通信控(kong)(kong)制等(deng)各(ge)部分(fen)(fen)的(de)(de)(de)(de)(de)不同(tong)(tong)功能要求，分(fen)(fen)別編制出相(xiang)應(ying)的(de)(de)(de)(de)(de)控(kong)(kong)制程序模(mo)塊(kuai)(任(ren)(ren)務(wu))。這(zhe)(zhe)(zhe)些模(mo)塊(kuai)既各(ge)自獨立運(yun)行，而其數據(ju)間又保(bao)持一(yi)定(ding)的(de)(de)(de)(de)(de)相(xiang)互關(guan)聯，它們經過分(fen)(fen)步(bu)驟的(de)(de)(de)(de)(de)獨立編制并完(wan)成調(diao)試(shi)之后，一(yi)并下載(zai)至(zhi)PCC的(de)(de)(de)(de)(de)用戶程序存儲區中，在該分(fen)(fen)時(shi)多(duo)任(ren)(ren)務(wu)操(cao)作(zuo)系統的(de)(de)(de)(de)(de)調(diao)度管理下并行運(yun)行。在這(zhe)(zhe)(zhe)個(ge)多(duo)任(ren)(ren)務(wu)系統中，根據(ju)不同(tong)(tong)任(ren)(ren)務(wu)對實時(shi)性(xing)能的(de)(de)(de)(de)(de)不同(tong)(tong)需求，設計人員可以指定(ding)不同(tong)(tong)的(de)(de)(de)(de)(de)優(you)先等(deng)級并確(que)定(ding)它們各(ge)自的(de)(de)(de)(de)(de)循環周期，從而實現確(que)定(ding)的(de)(de)(de)(de)(de)分(fen)(fen)時(shi)多(duo)任(ren)(ren)務(wu)控(kong)(kong)制。即便某個(ge)任(ren)(ren)務(wu)處(chu)于(yu)等(deng)待(dai)狀態，別的(de)(de)(de)(de)(de)任(ren)(ren)務(wu)也可繼續執行。這(zhe)(zhe)(zhe)一(yi)系統特點，可示于(yu)圖3中。

這種多任(ren)務的(de)運行機制，采用了大型(xing)應用軟件的(de)模塊化(hua)程序設計(ji)思(si)想，帶來了項目開(kai)發(fa)效率上的(de)提高，有(you)著常規PLC所無法比擬的(de)靈活性。因(yin)為多任(ren)務的(de)思(si)想使得各個(ge)任(ren)務模塊的(de)功(gong)能描述更趨清(qing)晰簡潔，用戶可以(yi)自(zi)行開(kai)發(fa)既具有(you)自(zi)己特點而又(you)不(bu)乏通用性的(de)獨立(li)功(gong)能模塊，并將其封(feng)裝(zhuang)以(yi)便于日后在其他應用場合中重(zhong)新使用。

2.3 強(qiang)大的系統(tong)能力和極高(gao)的處理速度(du)

（1）高(gao)性能、全開放、集(ji)成化的CPU

貝(bei)加(jia)萊的(de)PCC主要(yao)包(bao)括2005、2003和(he)X20 CPU三個系(xi)(xi)列，由(you)于其在網絡通(tong)(tong)信方面的(de)開放性(xing)和(he)結構(gou)上(shang)的(de)模(mo)塊化(hua)，這三種系(xi)(xi)列的(de)PCC在構(gou)成(cheng)控制系(xi)(xi)統的(de)方式和(he)規模(mo)上(shang)又是十分靈活(huo)的(de)。貝(bei)加(jia)萊2007年(nian)推出的(de)X20系(xi)(xi)列PCC成(cheng)為了高(gao)精度機械自(zi)動化(hua)和(he)高(gao)可靠性(xing)過程自(zi)動化(hua)等復雜、靈活(huo)自(zi)動化(hua)系(xi)(xi)統的(de)通(tong)(tong)用(yong)選擇。

X20 CPU——新一代PCC的(de)CPU，基于(yu)Intel X86 Processor技(ji)術，采用(yong)Runtime實時操作(zuo)系統，秉承了貝加(jia)萊PCC的(de)定性分時多任(ren)務(wu)的(de)控制特點，可(ke)采用(yong)符(fu)合IEC61131-3標準的(de)多種(zhong)工程(cheng)編程(cheng)語言以及Automation Basic、ANSI C兩種(zhong)高級語言編程(cheng)。

X20 CPU的主板集(ji)成了(le)多種通信接口，包括RS232、標準以太(tai)網接口TCP/IP、工(gong)業實時以太(tai)網接口Ethernet POWERLINK、2個USB。采(cai)用(yong)可插卡(ka)式(shi)的CF卡(ka)作為存儲介(jie)質。

X20 CPU是一款開放(fang)性極高(gao)的產(chan)品，通(tong)信(xin)模塊系列包(bao)括了(le)CAN、Ethernet POWERLINK、Profibus、DeviceNet、Modbus、RS485/422、RS232等，方便擴展和兼(jian)容各種市場(chang)上主流的現(xian)(xian)場(chang)總線(xian)，體現(xian)(xian)其開放(fang)式的網絡(luo)架構。CP3486的主板具(ju)有三個通(tong)信(xin)模塊接(jie)口。

（2）極高的(de)系統響應速(su)度

系統的響應速(su)(su)度(du)(du)不僅由CPU決(jue)定，還(huan)與I/O數據的傳(chuan)輸(shu)速(su)(su)率有(you)關。PCC的主CPU本身速(su)(su)度(du)(du)極快(kuai)，同(tong)時還(huan)借用(yong)大型計(ji)算機的結(jie)構，采用(yong)I/O-Processor單獨(du)(du)處理(li)(li)I/O數據傳(chuan)輸(shu)，采用(yong)DPR-Controller雙向口控制(zhi)器(qi)負(fu)責網絡(luo)及(ji)系統的管理(li)(li)。也就是(shi)說，一個PCC模(mo)塊上有(you)三個處理(li)(li)器(qi)，它(ta)們既各自獨(du)(du)立而又(you)相互關聯，最大限度(du)(du)地提(ti)高(gao)了(le)整個系統的速(su)(su)度(du)(du)。

CP3486是X20 CPU系(xi)列(lie)中性能最高的產品，采用了(le)Intel Celeron 650 處(chu)(chu)(chu)理(li)器及附加(jia)的I/O 處(chu)(chu)(chu)理(li)器和浮(fu)點(dian)處(chu)(chu)(chu)理(li)器FPU。系(xi)統的單步指令處(chu)(chu)(chu)理(li)周期最快(kuai)可達到(dao)0.01μs，單個工作任務循環周期可達200μs，是當前世界上(shang)性能最強、運算最快(kuai)的PLC/PCCCPU之一。

快速(su)的I/O數據總線(xian)以(yi)及專家的模塊(kuai)結(jie)合，可以(yi)實現(xian)模擬信(xin)號(hao)50us的示波器采集(ji)記(ji)錄(lu)功能(neng)，電能(neng)測(ce)量模塊(kuai)可以(yi)實現(xian)電力系(xi)統中的同期并網功能(neng)等專業(ye)的功能(neng)。

（3）強大的數據通(tong)訊功能

PCC在(zai)遠程通(tong)信方(fang)(fang)(fang)面的(de)(de)(de)靈活(huo)性，是區別于常規PLC的(de)(de)(de)另一(yi)(yi)顯著標(biao)志(zhi)，作(zuo)為現(xian)(xian)場分布式控制系統的(de)(de)(de)主要(yao)供應商(shang)之一(yi)(yi)，貝加(jia)萊為此提(ti)供了(le)十分靈活(huo)多(duo)樣的(de)(de)(de)解(jie)決方(fang)(fang)(fang)案。用(yong)戶(hu)不僅可以(yi)(yi)采用(yong)貝加(jia)萊的(de)(de)(de)獨有網(wang)絡協(xie)議，也(ye)可以(yi)(yi)方(fang)(fang)(fang)便地與(yu)其他廠家(jia)的(de)(de)(de)PLC或(huo)其他工控設備通(tong)過(guo)主流(liu)各(ge)種開(kai)放式現(xian)(xian)場總線(xian)的(de)(de)(de)網(wang)絡方(fang)(fang)(fang)案，如PROFIBUS，CAN，MODBUS等聯網(wang)通(tong)信，在(zai)一(yi)(yi)些特殊情況下，PCC還為用(yong)戶(hu)提(ti)供了(le)創建自定義協(xie)議的(de)(de)(de)幀驅動（Frame drive）工具(ju)。特別值(zhi)得一(yi)(yi)提(ti)是Ethernet POWERLINK網(wang)絡協(xie)議，這是2001年貝加(jia)萊公司當競爭對手(shou)還在(zai)討論實(shi)時工業(ye)以(yi)(yi)太(tai)(tai)網(wang)概念的(de)(de)(de)時候，便在(zai)全(quan)球第(di)一(yi)(yi)次推出實(shi)用(yong)化(hua)的(de)(de)(de)實(shi)時工業(ye)以(yi)(yi)太(tai)(tai)網(wang)絡，這也(ye)是全(quan)球第(di)一(yi)(yi)個開(kai)放的(de)(de)(de)安(an)全(quan)級（SIL3）實(shi)時工業(ye)以(yi)(yi)太(tai)(tai)網(wang)。2007年初(chu)該公司又發(fa)布了(le)千兆(zhao)級實(shi)時工業(ye)以(yi)(yi)太(tai)(tai)網(wang)Ethernet POWERLINK（如圖4所示）。由于具(ju)備這樣的(de)(de)(de)技術優勢，PCC常常能輕松地實(shi)現(xian)(xian)與(yu)各(ge)種不同產(chan)品，不同通(tong)信協(xie)議的(de)(de)(de)高效互聯。

2.4軟(ruan)(ruan)件(jian)(jian)的(de)集(ji)成開發環(huan)境及靈(ling)活的(de)軟(ruan)(ruan)件(jian)(jian)開發方式（1）集(ji)成化軟(ruan)(ruan)件(jian)(jian)開發工具AutomationStudio

PCC的編程(cheng)組態(tai)軟件(jian)采(cai)用(yong)AutomationStudio集成化軟件(jian)工具，基于同一個軟件(jian)平(ping)臺，全部(bu)解決整個自動(dong)化項目的集成。在該軟件(jian)平(ping)臺中同時集成了觸(chu)摸屏畫面(mian)組態(tai)、PCC編程(cheng)調(diao)試、伺服驅動(dong)器編程(cheng)、離(li)線與在線仿(fang)真測試等豐富(fu)的軟件(jian)開發功(gong)能(neng)，從而可以大大地提(ti)高項目的開發效率。

（2）靈活的(de)軟件開發方式

PCC的(de)(de)編程(cheng)器采用(yong)普通PC機，配以一套功能(neng)強大的(de)(de)集成化軟(ruan)件(jian)開(kai)發(fa)(fa)工(gong)具AutomationStudio。除編制和組態應用(yong)程(cheng)序以外(wai)，它還能(neng)為工(gong)程(cheng)師提(ti)供源程(cheng)序級(ji)的(de)(de)單步、斷點、單周期(qi)及PCC在(zai)線錯誤自診斷等多(duo)種形式的(de)(de)調(diao)試手段(duan)，使應用(yong)程(cheng)序的(de)(de)開(kai)發(fa)(fa)十(shi)分靈活(huo)便捷。另外(wai)，通過開(kai)發(fa)(fa)軟(ruan)件(jian)包(bao)所提(ti)供的(de)(de)多(duo)種函數，用(yong)戶可在(zai)短時間內(nei)編制出高效而復雜的(de)(de)控制程(cheng)序。

一(yi)個項目中(zhong)的(de)各(ge)(ge)項軟件任務可(ke)以由不同(tong)(tong)的(de)程(cheng)序(xu)員分別編(bian)制(zhi)，各(ge)(ge)程(cheng)序(xu)員基(ji)于共同(tong)(tong)的(de)約(yue)定(ding)，可(ke)以靈(ling)活地選用不同(tong)(tong)的(de)編(bian)程(cheng)語(yu)言，這就意味著不僅在(zai)常規PLC上(shang)一(yi)直為人們所熟悉的(de)梯(ti)形圖、指令表(biao)、順序(xu)功(gong)能(neng)圖、功(gong)能(neng)塊圖和結構化文本等符(fu)(fu)合IEC61131-3標(biao)準的(de)工(gong)程(cheng)語(yu)言可(ke)以在(zai)PCC上(shang)繼續沿用，而(er)且程(cheng)序(xu)員還可(ke)采(cai)用更為高效的(de)高級(ji)語(yu)言，比如ANSI C 和Automation Basic，并可(ke)以在(zai)同(tong)(tong)一(yi)個項目中(zhong)同(tong)(tong)時采(cai)用多種語(yu)言混合編(bian)程(cheng)，從而(er)較易(yi)實現復(fu)雜的(de)數學運算功(gong)能(neng)和過程(cheng)控制(zhi)算法。而(er)且所有這些編(bian)程(cheng)語(yu)言，PCC都采(cai)用“符(fu)(fu)號變(bian)量”來標(biao)識外部(bu)I/O通(tong)道(dao)及內部(bu)寄存器單元(例如用戶可(ke)用motor_run來代(dai)表(biao)某開關量輸(shu)(shu)出(chu)(chu)通(tong)道(dao)，button_down代(dai)表(biao)某開關量輸(shu)(shu)入通(tong)道(dao))。這樣，軟件開發人員毋需熟知PCC內部(bu)的(de)硬(ying)件資(zi)源分布，而(er)只須(xu)集(ji)中(zhong)精力于項目本身的(de)工(gong)藝需求(qiu)，即可(ke)迅速編(bian)制(zhi)出(chu)(chu)結構清(qing)晰功(gong)能(neng)明確的(de)控制(zhi)程(cheng)序(xu)來。

2.5 高(gao)可靠(kao)性和易移植性

（1）高可靠性

PCC具(ju)有(you)極高的可靠(kao)性，平均無(wu)(wu)故障時(shi)(shi)間MTBF達到(dao)50萬小時(shi)(shi)（相當于(yu)57年）以上，屬于(yu)免維護產品(pin)，明顯(xian)高于(yu)一般的PLC和IPC（市場上最好(hao)的PLC硬(ying)件平均無(wu)(wu)故障時(shi)(shi)間MTBF通常為30萬小時(shi)(shi)）。

（2）可移植(zhi)性強(qiang)

在(zai)不(bu)同系(xi)(xi)(xi)列、不(bu)同型號的(de)(de)PCC上(shang)所(suo)編制的(de)(de)程序，都可以不(bu)用修改源碼本身，而直接移(yi)植到另外的(de)(de)PCC系(xi)(xi)(xi)列或者類型上(shang)。這是因為貝加萊所(suo)有的(de)(de)PCC硬件(jian)(jian)平臺都基于相(xiang)同的(de)(de)操作系(xi)(xi)(xi)統內核，而且采用標簽變量關聯的(de)(de)編程方(fang)式(shi)，所(suo)以用戶在(zai)編程時不(bu)需要過(guo)多關注實際(ji)的(de)(de)硬件(jian)(jian)I/O映射關系(xi)(xi)(xi)（只需要將各個標簽名分別映射到相(xiang)關的(de)(de)I/O通道上(shang)），而把主要注意力集(ji)中在(zai)工藝算法本身。

總結

PCC作為(wei)一種(zhong)可編程(cheng)計(ji)算機控制器，是(shi)專為(wei)在工業環境(jing)下應(ying)用而(er)設計(ji)的(de)(de)，它(ta)既是(shi)一種(zhong)新型的(de)(de)定(ding)性(xing)分時多任務PLC，又是(shi)一種(zhong)模塊化(hua)插裝結構的(de)(de)IPC或PC-Based。不但(dan)具(ju)備(bei)傳統(tong)PLC的(de)(de)所有功能，同時融(rong)合(he)了最新的(de)(de)IT網(wang)絡(luo)技術和(he)(he)可選(xuan)擇(ze)的(de)(de)高(gao)級語言(yan)編程(cheng)環境(jing)，具(ju)有更(geng)(geng)強(qiang)大的(de)(de)數學運算能力(li)、網(wang)絡(luo)通(tong)信能力(li)、抗(kang)干擾能力(li)和(he)(he)控制能力(li)，從(cong)而(er)代表(biao)了PLC的(de)(de)發展(zhan)方(fang)向，具(ju)有更(geng)(geng)高(gao)的(de)(de)可靠性(xing)、更(geng)(geng)強(qiang)大的(de)(de)功能和(he)(he)更(geng)(geng)廣泛(fan)的(de)(de)適用性(xing)。

為了順應(ying)PLC、IPC及DCS技術相(xiang)互(hu)融(rong)合相(xiang)互(hu)促進的(de)工(gong)業自動化發展潮流。貝加(jia)萊的(de)PCC攜(xie)其DCS APROL和(he)工(gong)業計算機Automation PC，已(yi)越來越廣泛地進入(ru)各類工(gong)業應(ying)用領域(yu)，并日益顯露出(chu)其不可低估的(de)發展潛力(li)。