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概念

PCC（Programmable Computer Controller，即可編程計算機控制器）是一種(zhong)融合了傳統的PLC和IPC的優(you)點，具有獨特理(li)念的模塊化控制裝置。

推出背景

可(ke)(ke)編程控制器(qi)(qi)PLC和(he)工業(ye)計算機IPC已先后推出(chu)(chu)多(duo)(duo)年(nian)，它們在各自(zi)不同的(de)(de)(de)(de)應用場合已獲得了(le)十(shi)分廣泛(fan)的(de)(de)(de)(de)應用。在多(duo)(duo)年(nian)的(de)(de)(de)(de)應用實踐中，PLC運算/處(chu)理能力不強、實時(shi)性(xing)(xing)(xing)、開放性(xing)(xing)(xing)較(jiao)差和(he)IPC可(ke)(ke)靠性(xing)(xing)(xing)及(ji)(ji)可(ke)(ke)擴展(zhan)性(xing)(xing)(xing)相對較(jiao)差的(de)(de)(de)(de)缺點已逐漸暴露出(chu)(chu)來，尋求(qiu)一種性(xing)(xing)(xing)能更為優(you)良(liang)的(de)(de)(de)(de)控制器(qi)(qi)已成為各類(lei)工業(ye)用戶的(de)(de)(de)(de)迫(po)切需求(qiu)，1994年(nian)由奧地(di)利貝加萊公司推出(chu)(chu)的(de)(de)(de)(de)PCC融合了(le)傳統(tong)的(de)(de)(de)(de)PLC和(he)IPC的(de)(de)(de)(de)優(you)點，既具有(you)PLC的(de)(de)(de)(de)高可(ke)(ke)靠性(xing)(xing)(xing)和(he)易(yi)擴展(zhan)性(xing)(xing)(xing)，又有(you)著IPC的(de)(de)(de)(de)強大運算/處(chu)理能力和(he)較(jiao)高的(de)(de)(de)(de)實時(shi)性(xing)(xing)(xing)及(ji)(ji)開放性(xing)(xing)(xing)。

PCC作為新(xin)一代(dai)的可編(bian)程控制器(qi)，比傳統的PLC具有更(geng)強大(da)的處理能(neng)(neng)力和(he)更(geng)高(gao)的實時性；軟(ruan)件(jian)功(gong)能(neng)(neng)強大(da)，其可靠性和(he)環境適應能(neng)(neng)力又大(da)大(da)優(you)于PC-Based。

經過十多年的(de)發(fa)展和應用，PCC已成(cheng)為當前工業控制器發(fa)展的(de)新(xin)方向之一(yi)，以PCC作為控制系統(tong)核心的(de)方案正逐漸(jian)成(cheng)為工業自動(dong)化系統(tong)配(pei)置(zhi)的(de)一(yi)種新(xin)格局。

特點及優勢

2.1硬件方(fang)面的(de)特點

在硬件結構(gou)方面，PCC的特點是很明顯的，它兼具了PC機采用高性能CPU及大容量存儲單元和PLC采用模(mo)塊式結構(gou)的優點。

（1）模塊式(shi)的插(cha)裝結構，可帶電(dian)插(cha)拔

PCC具有全(quan)模塊式的插(cha)裝結構，在工業現(xian)場(chang)可以安全(quan)、方便地帶電插(cha)拔；PCC的CPU和(he)I/O模塊結構緊湊，體積(ji)小巧(qiao)，接線端子密集(ji)，而且在模塊供(gong)電及工作狀(zhuang)態顯示等(deng)諸多方面有著完(wan)善、精巧(qiao)的設計。

（2）其(qi)CPU具有(you)多處理器結構并配備(bei)了大容量存儲(chu)單元

PCC除了其(qi)高性(xing)能的主CPU以外(wai)，通常還配置(zhi)了另外(wai)兩(liang)個處(chu)理器(qi)（包(bao)括(kuo)I/O處(chu)理器(qi)和DPR控制器(qi)），即(ji)一個PCC的CPU模塊(kuai)上有三(san)個處(chu)理器(qi)，這就最大(da)限度地提(ti)高了系(xi)統的處(chu)理能力。

在其核心的運算模塊(kuai)內部，PCC為其CPU配(pei)備了數倍于常(chang)規(gui)PLC的大(da)容量存儲單元(yuan)(100K-64MB)，這無疑為功能強大(da)的系統(tong)軟(ruan)件和應用軟(ruan)件提供了有效的硬件支(zhi)持。

PCC采用可插卡(ka)式(shi)的CF卡(ka)作為(wei)存儲(chu)介質，最大存儲(chu)容量可達8GB。

（3）配(pei)備了多種專用模(mo)塊(kuai)和功(gong)能模(mo)塊(kuai)

PCC為工(gong)業現場的(de)各(ge)種信(xin)(xin)號(hao)和應(ying)用(yong)(yong)提供了許(xu)多專用(yong)(yong)模塊和功能模塊，如(ru)溫度、張力(li)、步進(jin)電(dian)機(ji)驅動、示波器、鼓序列發生器信(xin)(xin)號(hao)、增量(liang)式脈沖編碼信(xin)(xin)號(hao)、稱重(zhong)信(xin)(xin)號(hao)和超聲波信(xin)(xin)號(hao)、電(dian)力(li)測量(liang)與(yu)并網(wang)(wang)同(tong)步、PWM輸出等。它(ta)們將(jiang)各(ge)種形(xing)式的(de)現場信(xin)(xin)號(hao)十分方(fang)便地接(jie)入(ru)以PCC為核(he)心的(de)數(shu)字控制(zhi)系(xi)(xi)統中(zhong)，用(yong)(yong)戶可按需要對(dui)應(ying)用(yong)(yong)系(xi)(xi)統的(de)I/O通道進(jin)行數(shu)十點、數(shu)百點乃至數(shu)千點的(de)擴(kuo)展與(yu)聯網(wang)(wang)。PCC的(de)所有數(shu)字量(liang)輸入(ru)端都經過(guo)了光(guang)電(dian)耦(ou)合隔離，模擬(ni)量(liang)輸入(ru)端也都經過(guo)了RC濾波處(chu)理，因此它(ta)具有很好的(de)抗電(dian)磁干擾能力(li)。

在(zai)(zai)PCC模塊(kuai)內部，CPU的(de)數據總(zong)線(xian)與I/O總(zong)線(xian)分離，并(bing)配(pei)置有(you)獨立的(de)I/O處(chu)(chu)(chu)理(li)(li)器。主CPU內含有(you)一個(ge)獨立的(de)時(shi)間處(chu)(chu)(chu)理(li)(li)單元TPU (Time Processing Unit )，在(zai)(zai)不增加CPU負荷的(de)前提下(xia)高速處(chu)(chu)(chu)理(li)(li)簡單或復(fu)雜(za)的(de)定時(shi)任務，其基準計時(shi)頻(pin)率可高達6.29MHz，因此被廣泛應(ying)用于頻(pin)率、相位測量(liang)及(ji)PWM（脈寬調制）等要求(qiu)極(ji)高精度的(de)時(shi)間處(chu)(chu)(chu)理(li)(li)場合中(zhong)。

此(ci)外，CPU的(de)主(zhu)板集成了多種通信接口，PCC還是一款(kuan)開放(fang)性極高的(de)產品，配置了多種通信模塊。

（4）以專用模塊的(de)方式對高精(jing)度運(yun)動控(kong)制(zhi)功(gong)(gong)能和智能溫度控(kong)制(zhi)功(gong)(gong)能進行集成

運(yun)動控(kong)制功(gong)能：高(gao)速編碼(ma)計(ji)(ji)數、速度和(he)(he)(he)位置補償、電子齒輪傳(chuan)動、凸輪仿形(xing)、多(duo)軸插補、CNC技術、飛鋸等；溫(wen)度控(kong)制模塊：傳(chuan)感器(qi)直(zhi)接接入，每50ms處理(li)(li)一個(ge)(ge)(ge)PID調(diao)節回路(lu)，帶自校正PID調(diao)節和(he)(he)(he)參數整定功(gong)能。2.2采(cai)用(yong)(yong)多(duo)任(ren)(ren)務操作系(xi)統(tong)和(he)(he)(he)多(duo)樣化的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)應(ying)用(yong)(yong)軟件(jian)設(she)計(ji)(ji)常規的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)PLC大(da)多(duo)采(cai)用(yong)(yong)單任(ren)(ren)務的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)時(shi)鐘(zhong)掃(sao)描或監控(kong)程(cheng)(cheng)(cheng)序(xu)(xu)(xu)(xu)(xu)來(lai)處理(li)(li)程(cheng)(cheng)(cheng)序(xu)(xu)(xu)(xu)(xu)本身的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)邏輯運(yun)算指(zhi)令及對(dui)外部I/O通道的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)狀態采(cai)集與刷新，整個(ge)(ge)(ge)應(ying)用(yong)(yong)程(cheng)(cheng)(cheng)序(xu)(xu)(xu)(xu)(xu)被(bei)(bei)包(bao)含在(zai)(zai)(zai)一個(ge)(ge)(ge)循環周期(qi)(qi)(qi)內（如(ru)(ru)圖(tu)1所(suo)示）。但在(zai)(zai)(zai)一個(ge)(ge)(ge)控(kong)制系(xi)統(tong)中(zhong)，雖然有(you)一些工藝量(liang)(liang)對(dui)實(shi)時(shi)性(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)要(yao)求(qiu)很高(gao)，但同時(shi)卻有(you)更(geng)多(duo)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)工藝量(liang)(liang)對(dui)實(shi)時(shi)性(xing)沒有(you)特殊的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)要(yao)求(qiu)，如(ru)(ru)果采(cai)用(yong)(yong)同樣的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)刷新速度來(lai)處理(li)(li)它(ta)們其實(shi)是對(dui)系(xi)統(tong)資源(yuan)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)浪費，而且循環掃(sao)描的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)運(yun)行機制也導(dao)致了(le)系(xi)統(tong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)處理(li)(li)周期(qi)(qi)(qi)主要(yao)取決于(yu)應(ying)用(yong)(yong)程(cheng)(cheng)(cheng)序(xu)(xu)(xu)(xu)(xu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)大(da)小(xiao)，如(ru)(ru)程(cheng)(cheng)(cheng)序(xu)(xu)(xu)(xu)(xu)復雜龐大(da)，掃(sao)描周期(qi)(qi)(qi)就必然加長(chang)，這無疑是與I/O通道對(dui)高(gao)實(shi)時(shi)性(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)要(yao)求(qiu)相違背(bei)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)。在(zai)(zai)(zai)圖(tu)1和(he)(he)(he)圖(tu)2中(zhong)，A和(he)(he)(he)B為(wei)壓力控(kong)制（回路(lu)控(kong)制）任(ren)(ren)務，它(ta)們的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)掃(sao)描時(shi)間分別為(wei)1ms和(he)(he)(he)2ms；而C和(he)(he)(he)D為(wei)邏輯控(kong)制任(ren)(ren)務，它(ta)們的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)掃(sao)描時(shi)間分別為(wei)5ms和(he)(he)(he)2ms。看來(lai)這是一個(ge)(ge)(ge)邏輯控(kong)制任(ren)(ren)務程(cheng)(cheng)(cheng)序(xu)(xu)(xu)(xu)(xu)量(liang)(liang)較大(da)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)PLC/PCC應(ying)用(yong)(yong)程(cheng)(cheng)(cheng)序(xu)(xu)(xu)(xu)(xu)。圖(tu)1表(biao)示常規PLC的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)運(yun)行模式，在(zai)(zai)(zai)該(gai)圖(tu)上(shang)部的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)任(ren)(ren)務組合(he)方(fang)式中(zhong)，整個(ge)(ge)(ge)任(ren)(ren)務（A+B+C+D）被(bei)(bei)包(bao)含在(zai)(zai)(zai)一個(ge)(ge)(ge)掃(sao)描時(shi)間為(wei)10ms的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)循環周期(qi)(qi)(qi)內，在(zai)(zai)(zai)該(gai)圖(tu)下部的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)任(ren)(ren)務組合(he)方(fang)式中(zhong)，整個(ge)(ge)(ge)任(ren)(ren)務（A+B+C）被(bei)(bei)包(bao)含在(zai)(zai)(zai)一個(ge)(ge)(ge)掃(sao)描時(shi)間為(wei)8ms的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)循環周期(qi)(qi)(qi)內。可以(yi)看出，總的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)應(ying)用(yong)(yong)程(cheng)(cheng)(cheng)序(xu)(xu)(xu)(xu)(xu)處理(li)(li)周期(qi)(qi)(qi)為(wei)各任(ren)(ren)務的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)程(cheng)(cheng)(cheng)序(xu)(xu)(xu)(xu)(xu)掃(sao)描時(shi)間的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)和(he)(he)(he)，程(cheng)(cheng)(cheng)序(xu)(xu)(xu)(xu)(xu)周而復始地循環執行。

而(er)PCC系(xi)統(tong)的(de)(de)設(she)計方案則完美地(di)解決了(le)這一(yi)問(wen)題(ti)，與常規PLC相比較，PCC最大的(de)(de)特點就在于(yu)其引(yin)入了(le)類(lei)似大型計算機的(de)(de)Runtime定性分(fen)(fen)時(shi)多(duo)(duo)任(ren)(ren)(ren)(ren)(ren)務(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)操作(zuo)系(xi)統(tong)理念，并輔之以多(duo)(duo)樣(yang)化的(de)(de)應(ying)用軟件(jian)設(she)計手(shou)段(duan)。由于(yu)實(shi)行(xing)(xing)分(fen)(fen)時(shi)多(duo)(duo)任(ren)(ren)(ren)(ren)(ren)務(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)的(de)(de)運(yun)行(xing)(xing)機制(zhi)，應(ying)用程(cheng)(cheng)序(xu)可(ke)(ke)以按(an)(an)(an)照(zhao)工藝功能和(he)優(you)先級的(de)(de)不同(tong)(tong)分(fen)(fen)別(bie)設(she)置(zhi)成不同(tong)(tong)的(de)(de)任(ren)(ren)(ren)(ren)(ren)務(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)和(he)不同(tong)(tong)的(de)(de)任(ren)(ren)(ren)(ren)(ren)務(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)級別(bie)，并可(ke)(ke)根據要求自(zi)行(xing)(xing)設(she)定任(ren)(ren)(ren)(ren)(ren)務(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)的(de)(de)循(xun)環時(shi)間(jian)，使得應(ying)用任(ren)(ren)(ren)(ren)(ren)務(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)的(de)(de)循(xun)環周(zhou)期與程(cheng)(cheng)序(xu)長短(duan)無關，從(cong)而(er)將應(ying)用程(cheng)(cheng)序(xu)的(de)(de)掃描周(zhou)期同(tong)(tong)真正外部的(de)(de)控(kong)(kong)(kong)(kong)制(zhi)周(zhou)期區別(bie)開來，滿(man)足了(le)真正實(shi)時(shi)控(kong)(kong)(kong)(kong)制(zhi)的(de)(de)要求，而(er)且它可(ke)(ke)以在CPU運(yun)算能力(li)允許的(de)(de)前(qian)提下(xia)，按(an)(an)(an)照(zhao)用戶的(de)(de)實(shi)際需(xu)求而(er)做相應(ying)調整（如圖(tu)(tu)(tu)2所示）。圖(tu)(tu)(tu)2表(biao)示PCC-定性分(fen)(fen)時(shi)多(duo)(duo)任(ren)(ren)(ren)(ren)(ren)務(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)操作(zuo)系(xi)統(tong)的(de)(de)運(yun)行(xing)(xing)模(mo)式，按(an)(an)(an)照(zhao)邏(luo)(luo)輯(ji)控(kong)(kong)(kong)(kong)制(zhi)和(he)壓力(li)控(kong)(kong)(kong)(kong)制(zhi)任(ren)(ren)(ren)(ren)(ren)務(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)分(fen)(fen)類(lei)組合（即(ji)圖(tu)(tu)(tu)3中的(de)(de)系(xi)統(tong)模(mo)塊）控(kong)(kong)(kong)(kong)制(zhi)。在該(gai)圖(tu)(tu)(tu)上部的(de)(de)邏(luo)(luo)輯(ji)控(kong)(kong)(kong)(kong)制(zhi)任(ren)(ren)(ren)(ren)(ren)務(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)組合中，邏(luo)(luo)輯(ji)控(kong)(kong)(kong)(kong)制(zhi)任(ren)(ren)(ren)(ren)(ren)務(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)C、D被有機地(di)分(fen)(fen)布(bu)在間(jian)隔為5ms的(de)(de)5個(ge)時(shi)間(jian)段(duan)中按(an)(an)(an)優(you)先級順序(xu)先后執(zhi)(zhi)(zhi)行(xing)(xing)，邏(luo)(luo)輯(ji)控(kong)(kong)(kong)(kong)制(zhi)任(ren)(ren)(ren)(ren)(ren)務(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)C、D執(zhi)(zhi)(zhi)行(xing)(xing)時(shi)恰(qia)好(hao)壓力(li)控(kong)(kong)(kong)(kong)制(zhi)任(ren)(ren)(ren)(ren)(ren)務(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)A、B不執(zhi)(zhi)(zhi)行(xing)(xing)，邏(luo)(luo)輯(ji)任(ren)(ren)(ren)(ren)(ren)務(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)的(de)(de)處(chu)理周(zhou)期為20ms；在該(gai)圖(tu)(tu)(tu)下(xia)部的(de)(de)壓力(li)控(kong)(kong)(kong)(kong)制(zhi)任(ren)(ren)(ren)(ren)(ren)務(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)組合中，壓力(li)控(kong)(kong)(kong)(kong)制(zhi)任(ren)(ren)(ren)(ren)(ren)務(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)A、B在每一(yi)個(ge)5 ms的(de)(de)時(shi)間(jian)間(jian)隔中均按(an)(an)(an)順序(xu)先后執(zhi)(zhi)(zhi)行(xing)(xing)，壓力(li)控(kong)(kong)(kong)(kong)制(zhi)任(ren)(ren)(ren)(ren)(ren)務(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)A、B執(zhi)(zhi)(zhi)行(xing)(xing)時(shi)恰(qia)好(hao)邏(luo)(luo)輯(ji)控(kong)(kong)(kong)(kong)制(zhi)任(ren)(ren)(ren)(ren)(ren)務(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)C、D不執(zhi)(zhi)(zhi)行(xing)(xing)，壓力(li)任(ren)(ren)(ren)(ren)(ren)務(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)的(de)(de)處(chu)理周(zhou)期為5ms。可(ke)(ke)以看出，各(ge)個(ge)任(ren)(ren)(ren)(ren)(ren)務(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)是按(an)(an)(an)照(zhao)分(fen)(fen)時(shi)的(de)(de)運(yun)行(xing)(xing)模(mo)式執(zhi)(zhi)(zhi)行(xing)(xing)的(de)(de)，各(ge)分(fen)(fen)類(lei)任(ren)(ren)(ren)(ren)(ren)務(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)組合則按(an)(an)(an)照(zhao)自(zi)己的(de)(de)處(chu)理周(zhou)期（如邏(luo)(luo)輯(ji)任(ren)(ren)(ren)(ren)(ren)務(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)的(de)(de)20ms和(he)壓力(li)任(ren)(ren)(ren)(ren)(ren)務(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)的(de)(de)5ms）周(zhou)而(er)復始(shi)地(di)循(xun)環執(zhi)(zhi)(zhi)行(xing)(xing)，但(dan)壓力(li)任(ren)(ren)(ren)(ren)(ren)務(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)的(de)(de)優(you)先級明顯(xian)高于(yu)邏(luo)(luo)輯(ji)任(ren)(ren)(ren)(ren)(ren)務(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)的(de)(de)。

基于(yu)(yu)分(fen)時(shi)多(duo)(duo)(duo)任(ren)(ren)(ren)務(wu)(wu)操作(zuo)系統，PCC的(de)(de)(de)應(ying)(ying)用(yong)(yong)程序可(ke)分(fen)為(wei)(wei)多(duo)(duo)(duo)個(ge)獨(du)立(li)的(de)(de)(de)任(ren)(ren)(ren)務(wu)(wu)模塊(kuai)，這(zhe)樣(yang)就給項(xiang)目(mu)應(ying)(ying)用(yong)(yong)軟件的(de)(de)(de)開發帶來了(le)很大的(de)(de)(de)便利，因為(wei)(wei)這(zhe)樣(yang)可(ke)以(yi)方便地按(an)控制(zhi)項(xiang)目(mu)中(zhong)諸如(ru)數據(ju)采(cai)集、報警、PID調(diao)(diao)節運算、通信控制(zhi)等各(ge)(ge)部分(fen)的(de)(de)(de)不(bu)同(tong)功(gong)能(neng)要求，分(fen)別(bie)編制(zhi)出相(xiang)應(ying)(ying)的(de)(de)(de)控制(zhi)程序模塊(kuai)(任(ren)(ren)(ren)務(wu)(wu))。這(zhe)些(xie)模塊(kuai)既(ji)各(ge)(ge)自(zi)獨(du)立(li)運行，而(er)其數據(ju)間又保持一定(ding)(ding)的(de)(de)(de)相(xiang)互關聯(lian)，它(ta)們經過分(fen)步驟的(de)(de)(de)獨(du)立(li)編制(zhi)并(bing)完成調(diao)(diao)試之后(hou)，一并(bing)下(xia)載至PCC的(de)(de)(de)用(yong)(yong)戶程序存儲(chu)區中(zhong)，在(zai)該分(fen)時(shi)多(duo)(duo)(duo)任(ren)(ren)(ren)務(wu)(wu)操作(zuo)系統的(de)(de)(de)調(diao)(diao)度管理下(xia)并(bing)行運行。在(zai)這(zhe)個(ge)多(duo)(duo)(duo)任(ren)(ren)(ren)務(wu)(wu)系統中(zhong)，根(gen)據(ju)不(bu)同(tong)任(ren)(ren)(ren)務(wu)(wu)對實時(shi)性能(neng)的(de)(de)(de)不(bu)同(tong)需求，設(she)計人員(yuan)可(ke)以(yi)指定(ding)(ding)不(bu)同(tong)的(de)(de)(de)優先等級(ji)并(bing)確定(ding)(ding)它(ta)們各(ge)(ge)自(zi)的(de)(de)(de)循環周期，從而(er)實現確定(ding)(ding)的(de)(de)(de)分(fen)時(shi)多(duo)(duo)(duo)任(ren)(ren)(ren)務(wu)(wu)控制(zhi)。即(ji)便某個(ge)任(ren)(ren)(ren)務(wu)(wu)處(chu)于(yu)(yu)等待狀(zhuang)態(tai)，別(bie)的(de)(de)(de)任(ren)(ren)(ren)務(wu)(wu)也可(ke)繼(ji)續執行。這(zhe)一系統特點，可(ke)示于(yu)(yu)圖3中(zhong)。

這種多(duo)任(ren)務(wu)(wu)的(de)(de)運行機(ji)制，采用(yong)了大(da)型應用(yong)軟件的(de)(de)模(mo)塊化(hua)程序設(she)計(ji)思(si)想，帶來了項目開(kai)發(fa)效率上的(de)(de)提高(gao)，有著常規PLC所無法比擬(ni)的(de)(de)靈(ling)活性。因為多(duo)任(ren)務(wu)(wu)的(de)(de)思(si)想使得各個任(ren)務(wu)(wu)模(mo)塊的(de)(de)功能描述(shu)更趨清晰簡潔，用(yong)戶(hu)可以(yi)自行開(kai)發(fa)既具有自己特點而又(you)不(bu)乏通用(yong)性的(de)(de)獨立功能模(mo)塊，并將其(qi)封裝以(yi)便于日(ri)后在其(qi)他應用(yong)場合中重新使用(yong)。

2.3 強(qiang)大的(de)系統能力(li)和(he)極高的(de)處理速度

（1）高(gao)性(xing)能、全開放(fang)、集成化的(de)CPU

貝(bei)加萊的(de)PCC主要包括2005、2003和(he)X20 CPU三個系(xi)列，由于其在(zai)(zai)網絡通(tong)信方(fang)面(mian)的(de)開放性和(he)結(jie)構上的(de)模塊化，這三種系(xi)列的(de)PCC在(zai)(zai)構成(cheng)控制系(xi)統的(de)方(fang)式(shi)和(he)規模上又(you)是十(shi)分(fen)靈活的(de)。貝(bei)加萊2007年推(tui)出的(de)X20系(xi)列PCC成(cheng)為了(le)高(gao)精度機械自動化和(he)高(gao)可靠性過程自動化等(deng)復雜(za)、靈活自動化系(xi)統的(de)通(tong)用選擇。

X20 CPU——新一(yi)代PCC的(de)CPU，基于Intel X86 Processor技術(shu)，采用(yong)Runtime實(shi)時操(cao)作系統(tong)，秉承了(le)貝加萊PCC的(de)定(ding)性分時多任務的(de)控制(zhi)特點，可(ke)采用(yong)符合IEC61131-3標準的(de)多種工程編(bian)程語言以及Automation Basic、ANSI C兩種高級語言編(bian)程。

X20 CPU的(de)主板(ban)集(ji)成了多種通信接口，包括RS232、標(biao)準以太網接口TCP/IP、工(gong)業實時以太網接口Ethernet POWERLINK、2個USB。采用可插卡(ka)式(shi)的(de)CF卡(ka)作(zuo)為存儲(chu)介質(zhi)。

X20 CPU是(shi)一款開放(fang)性極高的產品(pin)，通(tong)信模塊(kuai)(kuai)系列包(bao)括了CAN、Ethernet POWERLINK、Profibus、DeviceNet、Modbus、RS485/422、RS232等，方(fang)便擴(kuo)展和兼(jian)容各種(zhong)市場(chang)上主流的現場(chang)總線，體現其開放(fang)式的網絡(luo)架(jia)構。CP3486的主板具有(you)三個通(tong)信模塊(kuai)(kuai)接(jie)口。

（2）極高的(de)系(xi)統響應(ying)速度

系統的(de)(de)響應速度(du)不(bu)僅由CPU決定，還(huan)與I/O數據的(de)(de)傳輸速率有(you)關。PCC的(de)(de)主(zhu)CPU本身速度(du)極快，同(tong)時還(huan)借用(yong)(yong)大型計(ji)算機的(de)(de)結構，采用(yong)(yong)I/O-Processor單獨(du)處理I/O數據傳輸，采用(yong)(yong)DPR-Controller雙向(xiang)口控(kong)制器負責網(wang)絡及系統的(de)(de)管理。也就(jiu)是說(shuo)，一個PCC模(mo)塊(kuai)上(shang)有(you)三(san)個處理器，它們既各自獨(du)立(li)而又(you)相互關聯(lian)，最大限度(du)地(di)提高了整個系統的(de)(de)速度(du)。

CP3486是X20 CPU系列中(zhong)性能最(zui)高(gao)的(de)(de)產品，采用了(le)Intel Celeron 650 處(chu)理(li)(li)器(qi)及(ji)附加(jia)的(de)(de)I/O 處(chu)理(li)(li)器(qi)和浮(fu)點(dian)處(chu)理(li)(li)器(qi)FPU。系統的(de)(de)單(dan)步指令(ling)處(chu)理(li)(li)周(zhou)期(qi)最(zui)快可達到0.01μs，單(dan)個工作(zuo)任務循環(huan)周(zhou)期(qi)可達200μs，是當前世界上性能最(zui)強、運算最(zui)快的(de)(de)PLC/PCCCPU之一(yi)。

快(kuai)速的(de)I/O數據總線以(yi)及專家的(de)模(mo)塊(kuai)結(jie)合，可(ke)以(yi)實現模(mo)擬信號50us的(de)示波器采(cai)集記錄功能(neng)(neng)(neng)，電能(neng)(neng)(neng)測(ce)量(liang)模(mo)塊(kuai)可(ke)以(yi)實現電力系(xi)統中的(de)同期并(bing)網功能(neng)(neng)(neng)等(deng)專業的(de)功能(neng)(neng)(neng)。

（3）強大(da)的數(shu)據通(tong)訊功(gong)能

PCC在(zai)遠程通(tong)信(xin)方(fang)(fang)面的(de)(de)(de)(de)靈(ling)(ling)活(huo)性，是(shi)區別于常規(gui)PLC的(de)(de)(de)(de)另一(yi)顯著標志，作為現場(chang)分(fen)布式控(kong)制系(xi)統(tong)的(de)(de)(de)(de)主要(yao)供應(ying)商(shang)之一(yi)，貝(bei)(bei)加(jia)萊(lai)為此提(ti)供了十分(fen)靈(ling)(ling)活(huo)多樣的(de)(de)(de)(de)解決方(fang)(fang)案。用(yong)戶不(bu)僅可(ke)以(yi)采用(yong)貝(bei)(bei)加(jia)萊(lai)的(de)(de)(de)(de)獨有網絡(luo)協議，也可(ke)以(yi)方(fang)(fang)便地(di)與其(qi)他(ta)廠家的(de)(de)(de)(de)PLC或其(qi)他(ta)工(gong)(gong)(gong)控(kong)設(she)備通(tong)過主流各種開放(fang)式現場(chang)總(zong)線(xian)的(de)(de)(de)(de)網絡(luo)方(fang)(fang)案，如PROFIBUS，CAN，MODBUS等聯網通(tong)信(xin)，在(zai)一(yi)些(xie)特殊情(qing)況下，PCC還為用(yong)戶提(ti)供了創建(jian)自(zi)定義協議的(de)(de)(de)(de)幀(zhen)驅(qu)動（Frame drive）工(gong)(gong)(gong)具。特別值得一(yi)提(ti)是(shi)Ethernet POWERLINK網絡(luo)協議，這是(shi)2001年貝(bei)(bei)加(jia)萊(lai)公司當競爭對手(shou)還在(zai)討(tao)論實(shi)(shi)時(shi)工(gong)(gong)(gong)業以(yi)太(tai)(tai)網概(gai)念的(de)(de)(de)(de)時(shi)候，便在(zai)全(quan)球第一(yi)次推出實(shi)(shi)用(yong)化的(de)(de)(de)(de)實(shi)(shi)時(shi)工(gong)(gong)(gong)業以(yi)太(tai)(tai)網絡(luo)，這也是(shi)全(quan)球第一(yi)個開放(fang)的(de)(de)(de)(de)安全(quan)級(ji)（SIL3）實(shi)(shi)時(shi)工(gong)(gong)(gong)業以(yi)太(tai)(tai)網。2007年初該公司又(you)發布了千兆級(ji)實(shi)(shi)時(shi)工(gong)(gong)(gong)業以(yi)太(tai)(tai)網Ethernet POWERLINK（如圖4所示）。由于具備這樣的(de)(de)(de)(de)技術優勢，PCC常常能輕松地(di)實(shi)(shi)現與各種不(bu)同產品，不(bu)同通(tong)信(xin)協議的(de)(de)(de)(de)高效(xiao)互聯。

2.4軟件(jian)(jian)的集(ji)成開(kai)發環境及靈活的軟件(jian)(jian)開(kai)發方式（1）集(ji)成化軟件(jian)(jian)開(kai)發工具AutomationStudio

PCC的編程組態(tai)軟(ruan)件(jian)采用AutomationStudio集成化(hua)軟(ruan)件(jian)工具，基于同一個(ge)軟(ruan)件(jian)平(ping)臺，全部解決整個(ge)自動(dong)化(hua)項(xiang)目(mu)的集成。在該軟(ruan)件(jian)平(ping)臺中同時集成了觸摸(mo)屏畫面組態(tai)、PCC編程調試(shi)、伺服(fu)驅動(dong)器編程、離(li)線與在線仿真測試(shi)等(deng)豐富的軟(ruan)件(jian)開發功能，從而可以(yi)大(da)大(da)地(di)提高項(xiang)目(mu)的開發效率。

（2）靈活的軟件(jian)開(kai)發方式

PCC的編(bian)(bian)程(cheng)(cheng)(cheng)器采用(yong)(yong)普通PC機，配以一套(tao)功(gong)能強大的集成化軟(ruan)件開發(fa)(fa)工(gong)具AutomationStudio。除編(bian)(bian)制(zhi)和組態(tai)應用(yong)(yong)程(cheng)(cheng)(cheng)序以外，它還(huan)能為工(gong)程(cheng)(cheng)(cheng)師(shi)提供(gong)源程(cheng)(cheng)(cheng)序級的單步、斷(duan)點、單周期(qi)及PCC在線錯誤(wu)自診斷(duan)等多種形式的調試手段，使(shi)應用(yong)(yong)程(cheng)(cheng)(cheng)序的開發(fa)(fa)十分靈活便捷。另外，通過(guo)開發(fa)(fa)軟(ruan)件包所提供(gong)的多種函數，用(yong)(yong)戶可(ke)在短時間(jian)內編(bian)(bian)制(zhi)出高(gao)效而復雜(za)的控制(zhi)程(cheng)(cheng)(cheng)序。

一個(ge)項目中(zhong)的(de)(de)各項軟件任務(wu)可(ke)(ke)以(yi)由不(bu)同(tong)的(de)(de)程(cheng)序(xu)員分別編(bian)制(zhi)，各程(cheng)序(xu)員基于(yu)共同(tong)的(de)(de)約定，可(ke)(ke)以(yi)靈(ling)活(huo)地選用(yong)(yong)不(bu)同(tong)的(de)(de)編(bian)程(cheng)語言，這就意味著不(bu)僅(jin)在常規PLC上(shang)(shang)一直為(wei)(wei)人們所(suo)(suo)熟(shu)悉的(de)(de)梯形圖(tu)、指令表、順序(xu)功能圖(tu)、功能塊圖(tu)和(he)結構(gou)化文(wen)本(ben)(ben)等符合IEC61131-3標準(zhun)的(de)(de)工程(cheng)語言可(ke)(ke)以(yi)在PCC上(shang)(shang)繼續沿用(yong)(yong)，而且程(cheng)序(xu)員還(huan)可(ke)(ke)采用(yong)(yong)更(geng)為(wei)(wei)高效的(de)(de)高級語言，比如ANSI C 和(he)Automation Basic，并可(ke)(ke)以(yi)在同(tong)一個(ge)項目中(zhong)同(tong)時采用(yong)(yong)多種(zhong)語言混合編(bian)程(cheng)，從(cong)而較易(yi)實現復雜的(de)(de)數(shu)學運算功能和(he)過程(cheng)控制(zhi)算法。而且所(suo)(suo)有這些編(bian)程(cheng)語言，PCC都采用(yong)(yong)“符號變量”來標識外部(bu)I/O通(tong)道(dao)及內(nei)部(bu)寄(ji)存(cun)器單元(例如用(yong)(yong)戶可(ke)(ke)用(yong)(yong)motor_run來代表某(mou)開關量輸(shu)出通(tong)道(dao)，button_down代表某(mou)開關量輸(shu)入通(tong)道(dao))。這樣，軟件開發人員毋需(xu)熟(shu)知(zhi)PCC內(nei)部(bu)的(de)(de)硬件資源分布，而只須集中(zhong)精力于(yu)項目本(ben)(ben)身的(de)(de)工藝需(xu)求，即可(ke)(ke)迅速編(bian)制(zhi)出結構(gou)清晰功能明確的(de)(de)控制(zhi)程(cheng)序(xu)來。

2.5 高可靠(kao)性和易(yi)移植性

（1）高可靠性

PCC具有極(ji)高(gao)的可靠(kao)性，平均無(wu)故(gu)障時(shi)間MTBF達(da)到50萬(wan)小時(shi)（相當于57年）以上，屬于免維護(hu)產品，明顯(xian)高(gao)于一般的PLC和IPC（市(shi)場上最好的PLC硬件平均無(wu)故(gu)障時(shi)間MTBF通常為30萬(wan)小時(shi)）。

（2）可移植性強

在(zai)不同系列(lie)、不同型號的(de)(de)PCC上所(suo)(suo)編制的(de)(de)程序，都(dou)可(ke)以不用修改源碼本身，而(er)(er)直接移植到另外(wai)的(de)(de)PCC系列(lie)或者類(lei)型上。這是因(yin)為貝加萊所(suo)(suo)有的(de)(de)PCC硬件(jian)平臺都(dou)基于(yu)相同的(de)(de)操(cao)作系統內核，而(er)(er)且采用標簽變量(liang)關(guan)聯的(de)(de)編程方(fang)式，所(suo)(suo)以用戶在(zai)編程時不需(xu)要(yao)過多(duo)關(guan)注實際(ji)的(de)(de)硬件(jian)I/O映(ying)(ying)射關(guan)系（只(zhi)需(xu)要(yao)將各個標簽名(ming)分別映(ying)(ying)射到相關(guan)的(de)(de)I/O通道(dao)上），而(er)(er)把主要(yao)注意力集中(zhong)在(zai)工藝算法本身。

總結

PCC作為一種(zhong)可編(bian)程計算機控制器，是(shi)專為在工(gong)業環境下應(ying)用而設計的(de)(de)(de)(de)，它(ta)既是(shi)一種(zhong)新型的(de)(de)(de)(de)定(ding)性分時多任務PLC，又是(shi)一種(zhong)模(mo)塊化插裝結構(gou)的(de)(de)(de)(de)IPC或PC-Based。不但具備傳統PLC的(de)(de)(de)(de)所有功(gong)能，同時融合了(le)最新的(de)(de)(de)(de)IT網絡(luo)技術和(he)(he)可選擇的(de)(de)(de)(de)高級語言編(bian)程環境，具有更(geng)強大(da)的(de)(de)(de)(de)數(shu)學運算能力、網絡(luo)通(tong)信(xin)能力、抗干擾能力和(he)(he)控制能力，從而代(dai)表了(le)PLC的(de)(de)(de)(de)發(fa)展(zhan)方向，具有更(geng)高的(de)(de)(de)(de)可靠性、更(geng)強大(da)的(de)(de)(de)(de)功(gong)能和(he)(he)更(geng)廣(guang)泛的(de)(de)(de)(de)適用性。

為了順(shun)應(ying)PLC、IPC及(ji)DCS技術相互(hu)融(rong)合相互(hu)促進(jin)的工(gong)業自動化發展(zhan)潮流。貝加萊的PCC攜其(qi)DCS APROL和工(gong)業計算機(ji)Automation PC，已(yi)越(yue)來越(yue)廣(guang)泛地(di)進(jin)入各類工(gong)業應(ying)用領(ling)域，并日益顯露出其(qi)不(bu)可低估的發展(zhan)潛力。