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概念

PCC（Programmable Computer Controller，即可編(bian)程計算機控制(zhi)(zhi)器(qi)）是一種(zhong)融合了傳統的(de)(de)PLC和IPC的(de)(de)優點(dian)，具有獨特理念(nian)的(de)(de)模(mo)塊(kuai)化控制(zhi)(zhi)裝(zhuang)置。

推出背景

可(ke)(ke)編(bian)程控(kong)制器PLC和(he)工(gong)業計算機IPC已先后推出(chu)(chu)多年(nian)，它們在各(ge)自(zi)不同的(de)(de)(de)應(ying)用(yong)場合已獲得了十(shi)分廣泛的(de)(de)(de)應(ying)用(yong)。在多年(nian)的(de)(de)(de)應(ying)用(yong)實踐中，PLC運(yun)算/處理能力不強、實時(shi)性(xing)、開放性(xing)較(jiao)差和(he)IPC可(ke)(ke)靠(kao)性(xing)及可(ke)(ke)擴展性(xing)相對較(jiao)差的(de)(de)(de)缺點已逐漸暴露出(chu)(chu)來(lai)，尋(xun)求(qiu)一種性(xing)能更為(wei)優良的(de)(de)(de)控(kong)制器已成為(wei)各(ge)類工(gong)業用(yong)戶(hu)的(de)(de)(de)迫切需求(qiu)，1994年(nian)由奧地(di)利貝加萊公(gong)司推出(chu)(chu)的(de)(de)(de)PCC融(rong)合了傳統的(de)(de)(de)PLC和(he)IPC的(de)(de)(de)優點，既(ji)具有(you)PLC的(de)(de)(de)高可(ke)(ke)靠(kao)性(xing)和(he)易擴展性(xing)，又(you)有(you)著IPC的(de)(de)(de)強大運(yun)算/處理能力和(he)較(jiao)高的(de)(de)(de)實時(shi)性(xing)及開放性(xing)。

PCC作(zuo)為新一代的可編程控制(zhi)器，比傳統的PLC具有更強大的處理能(neng)力和更高的實時性；軟件功能(neng)強大，其可靠性和環(huan)境適(shi)應(ying)能(neng)力又大大優于PC-Based。

經過十多年的(de)發展和應用，PCC已(yi)成為(wei)當前工業(ye)(ye)控制(zhi)器發展的(de)新方向之一(yi)(yi)，以PCC作為(wei)控制(zhi)系統(tong)核心(xin)的(de)方案正逐(zhu)漸成為(wei)工業(ye)(ye)自(zi)動化系統(tong)配置的(de)一(yi)(yi)種新格局(ju)。

特點及優勢

2.1硬件方面的特點

在硬件結(jie)構方面，PCC的(de)特點(dian)是很(hen)明顯的(de)，它(ta)兼具了PC機(ji)采(cai)(cai)用高性能CPU及大(da)容(rong)量存儲單元和PLC采(cai)(cai)用模塊(kuai)式結(jie)構的(de)優點(dian)。

（1）模(mo)塊(kuai)式的插裝結構，可帶電插拔

PCC具有全模(mo)塊(kuai)式(shi)的插(cha)裝(zhuang)結構，在(zai)工業現(xian)場可以安全、方便地帶(dai)電(dian)插(cha)拔(ba)；PCC的CPU和I/O模(mo)塊(kuai)結構緊(jin)湊，體積小巧，接(jie)線(xian)端(duan)子(zi)密集，而且在(zai)模(mo)塊(kuai)供電(dian)及工作(zuo)狀態顯示(shi)等諸多方面(mian)有著完善(shan)、精(jing)巧的設計。

（2）其CPU具有多(duo)處理器結構(gou)并配備了(le)大(da)容量(liang)存儲單(dan)元

PCC除(chu)了(le)其高性(xing)能的(de)(de)主CPU以外，通(tong)常(chang)還(huan)配置了(le)另外兩(liang)個處(chu)(chu)理(li)器（包括I/O處(chu)(chu)理(li)器和DPR控(kong)制(zhi)器），即(ji)一個PCC的(de)(de)CPU模塊上(shang)有(you)三個處(chu)(chu)理(li)器，這就(jiu)最大(da)限度地提高了(le)系統的(de)(de)處(chu)(chu)理(li)能力。

在其(qi)核心的(de)運算模塊內(nei)部(bu)，PCC為其(qi)CPU配備(bei)了數倍于常規PLC的(de)大容量(liang)存儲(chu)單元(100K-64MB)，這無疑為功(gong)能強大的(de)系統軟件和應用軟件提供了有(you)效(xiao)的(de)硬(ying)件支持。

PCC采用可插(cha)卡式的CF卡作為存(cun)儲介質(zhi)，最大存(cun)儲容量可達8GB。

（3）配備(bei)了多種專(zhuan)用模(mo)塊(kuai)和功能模(mo)塊(kuai)

PCC為(wei)(wei)工業現(xian)場的(de)(de)(de)各種信號和應用(yong)提供了(le)(le)許(xu)多專(zhuan)用(yong)模塊(kuai)和功(gong)能模塊(kuai)，如溫度、張(zhang)力、步(bu)進(jin)電機(ji)驅(qu)動、示波器、鼓序列發生器信號、增(zeng)量(liang)式脈沖編(bian)碼信號、稱重信號和超聲波信號、電力測(ce)量(liang)與并網(wang)同(tong)步(bu)、PWM輸出等。它們將各種形式的(de)(de)(de)現(xian)場信號十(shi)分方便(bian)地(di)接入(ru)以(yi)PCC為(wei)(wei)核心的(de)(de)(de)數(shu)(shu)字控(kong)制系統(tong)中，用(yong)戶(hu)可按(an)需要(yao)對應用(yong)系統(tong)的(de)(de)(de)I/O通道進(jin)行數(shu)(shu)十(shi)點、數(shu)(shu)百點乃至數(shu)(shu)千點的(de)(de)(de)擴展與聯網(wang)。PCC的(de)(de)(de)所有(you)數(shu)(shu)字量(liang)輸入(ru)端都(dou)經過(guo)了(le)(le)光電耦合(he)隔離，模擬量(liang)輸入(ru)端也(ye)都(dou)經過(guo)了(le)(le)RC濾波處理，因此它具有(you)很好的(de)(de)(de)抗電磁(ci)干擾能力。

在(zai)PCC模塊內部，CPU的數據總(zong)線(xian)(xian)與I/O總(zong)線(xian)(xian)分離，并配(pei)置有獨(du)(du)立的I/O處(chu)理器(qi)。主CPU內含有一個獨(du)(du)立的時(shi)(shi)間(jian)處(chu)理單(dan)元TPU (Time Processing Unit )，在(zai)不增加CPU負荷的前提下高(gao)速處(chu)理簡單(dan)或復雜的定時(shi)(shi)任務，其基準計時(shi)(shi)頻(pin)率可高(gao)達6.29MHz，因此被廣泛應用(yong)于頻(pin)率、相位測量及(ji)PWM（脈(mo)寬調(diao)制(zhi)）等要求(qiu)極高(gao)精度的時(shi)(shi)間(jian)處(chu)理場合中(zhong)。

此外，CPU的主(zhu)板(ban)集(ji)成了多(duo)種通(tong)信(xin)接口，PCC還是一款開放(fang)性極高(gao)的產品，配置(zhi)了多(duo)種通(tong)信(xin)模塊。

（4）以(yi)專用模塊的方式對高精(jing)度(du)運動控制功(gong)能(neng)和智能(neng)溫度(du)控制功(gong)能(neng)進(jin)行集成

運動控制(zhi)(zhi)功(gong)能(neng)：高(gao)速(su)編(bian)碼計(ji)數、速(su)度(du)和(he)(he)(he)(he)(he)位置補償、電子(zi)齒(chi)輪傳動、凸(tu)輪仿形、多軸插補、CNC技術、飛(fei)鋸等；溫度(du)控制(zhi)(zhi)模塊：傳感器直接(jie)接(jie)入(ru)，每50ms處(chu)(chu)理一(yi)(yi)個(ge)PID調節回(hui)路，帶自校正PID調節和(he)(he)(he)(he)(he)參數整(zheng)定功(gong)能(neng)。2.2采(cai)用(yong)(yong)多任務(wu)操(cao)作系統(tong)和(he)(he)(he)(he)(he)多樣化的(de)(de)(de)(de)應用(yong)(yong)軟件設(she)計(ji)常規(gui)的(de)(de)(de)(de)PLC大(da)多采(cai)用(yong)(yong)單任務(wu)的(de)(de)(de)(de)時(shi)鐘(zhong)掃(sao)(sao)描(miao)(miao)(miao)(miao)(miao)或監控程(cheng)(cheng)序(xu)來(lai)處(chu)(chu)理程(cheng)(cheng)序(xu)本(ben)身的(de)(de)(de)(de)邏(luo)輯(ji)運算(suan)指令及對外部(bu)I/O通道的(de)(de)(de)(de)狀態采(cai)集與(yu)刷新，整(zheng)個(ge)應用(yong)(yong)程(cheng)(cheng)序(xu)被(bei)包(bao)含(han)在(zai)一(yi)(yi)個(ge)循(xun)環周(zhou)期(qi)(qi)內（如圖1所(suo)示(shi)）。但在(zai)一(yi)(yi)個(ge)控制(zhi)(zhi)系統(tong)中，雖然(ran)(ran)有一(yi)(yi)些工藝(yi)量對實時(shi)性的(de)(de)(de)(de)要(yao)(yao)(yao)求很(hen)高(gao)，但同時(shi)卻有更多的(de)(de)(de)(de)工藝(yi)量對實時(shi)性沒(mei)有特殊(shu)的(de)(de)(de)(de)要(yao)(yao)(yao)求，如果(guo)采(cai)用(yong)(yong)同樣的(de)(de)(de)(de)刷新速(su)度(du)來(lai)處(chu)(chu)理它(ta)們其實是對系統(tong)資源的(de)(de)(de)(de)浪費(fei)，而(er)且(qie)循(xun)環掃(sao)(sao)描(miao)(miao)(miao)(miao)(miao)的(de)(de)(de)(de)運行(xing)機制(zhi)(zhi)也導致了(le)系統(tong)的(de)(de)(de)(de)處(chu)(chu)理周(zhou)期(qi)(qi)主要(yao)(yao)(yao)取決于應用(yong)(yong)程(cheng)(cheng)序(xu)的(de)(de)(de)(de)大(da)小，如程(cheng)(cheng)序(xu)復(fu)雜龐大(da)，掃(sao)(sao)描(miao)(miao)(miao)(miao)(miao)周(zhou)期(qi)(qi)就必然(ran)(ran)加長，這(zhe)無疑是與(yu)I/O通道對高(gao)實時(shi)性的(de)(de)(de)(de)要(yao)(yao)(yao)求相違背的(de)(de)(de)(de)。在(zai)圖1和(he)(he)(he)(he)(he)圖2中，A和(he)(he)(he)(he)(he)B為(wei)(wei)壓(ya)力(li)控制(zhi)(zhi)（回(hui)路控制(zhi)(zhi)）任務(wu)，它(ta)們的(de)(de)(de)(de)掃(sao)(sao)描(miao)(miao)(miao)(miao)(miao)時(shi)間分別為(wei)(wei)1ms和(he)(he)(he)(he)(he)2ms；而(er)C和(he)(he)(he)(he)(he)D為(wei)(wei)邏(luo)輯(ji)控制(zhi)(zhi)任務(wu)，它(ta)們的(de)(de)(de)(de)掃(sao)(sao)描(miao)(miao)(miao)(miao)(miao)時(shi)間分別為(wei)(wei)5ms和(he)(he)(he)(he)(he)2ms。看來(lai)這(zhe)是一(yi)(yi)個(ge)邏(luo)輯(ji)控制(zhi)(zhi)任務(wu)程(cheng)(cheng)序(xu)量較大(da)的(de)(de)(de)(de)PLC/PCC應用(yong)(yong)程(cheng)(cheng)序(xu)。圖1表示(shi)常規(gui)PLC的(de)(de)(de)(de)運行(xing)模式，在(zai)該圖上部(bu)的(de)(de)(de)(de)任務(wu)組合方(fang)式中，整(zheng)個(ge)任務(wu)（A+B+C+D）被(bei)包(bao)含(han)在(zai)一(yi)(yi)個(ge)掃(sao)(sao)描(miao)(miao)(miao)(miao)(miao)時(shi)間為(wei)(wei)10ms的(de)(de)(de)(de)循(xun)環周(zhou)期(qi)(qi)內，在(zai)該圖下部(bu)的(de)(de)(de)(de)任務(wu)組合方(fang)式中，整(zheng)個(ge)任務(wu)（A+B+C）被(bei)包(bao)含(han)在(zai)一(yi)(yi)個(ge)掃(sao)(sao)描(miao)(miao)(miao)(miao)(miao)時(shi)間為(wei)(wei)8ms的(de)(de)(de)(de)循(xun)環周(zhou)期(qi)(qi)內。可以看出(chu)，總的(de)(de)(de)(de)應用(yong)(yong)程(cheng)(cheng)序(xu)處(chu)(chu)理周(zhou)期(qi)(qi)為(wei)(wei)各(ge)任務(wu)的(de)(de)(de)(de)程(cheng)(cheng)序(xu)掃(sao)(sao)描(miao)(miao)(miao)(miao)(miao)時(shi)間的(de)(de)(de)(de)和(he)(he)(he)(he)(he)，程(cheng)(cheng)序(xu)周(zhou)而(er)復(fu)始地循(xun)環執行(xing)。

而(er)(er)PCC系統(tong)(tong)的(de)(de)(de)(de)(de)設(she)計方案則完美(mei)地解決了(le)這一問題(ti)，與(yu)(yu)常規PLC相比較，PCC最(zui)大(da)的(de)(de)(de)(de)(de)特點就在于(yu)其引入(ru)了(le)類(lei)(lei)似(si)大(da)型計算(suan)機(ji)的(de)(de)(de)(de)(de)Runtime定性(xing)分(fen)時(shi)(shi)多任(ren)(ren)(ren)(ren)(ren)(ren)(ren)務(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)操作(zuo)系統(tong)(tong)理(li)念，并(bing)輔之以多樣化的(de)(de)(de)(de)(de)應(ying)用(yong)(yong)軟(ruan)件設(she)計手段。由(you)于(yu)實(shi)行(xing)(xing)分(fen)時(shi)(shi)多任(ren)(ren)(ren)(ren)(ren)(ren)(ren)務(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)的(de)(de)(de)(de)(de)運行(xing)(xing)機(ji)制(zhi)，應(ying)用(yong)(yong)程序可(ke)以按(an)(an)照工藝功能(neng)和(he)優(you)先級(ji)(ji)的(de)(de)(de)(de)(de)不同分(fen)別(bie)(bie)設(she)置成不同的(de)(de)(de)(de)(de)任(ren)(ren)(ren)(ren)(ren)(ren)(ren)務(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)和(he)不同的(de)(de)(de)(de)(de)任(ren)(ren)(ren)(ren)(ren)(ren)(ren)務(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)級(ji)(ji)別(bie)(bie)，并(bing)可(ke)根據要(yao)求(qiu)自行(xing)(xing)設(she)定任(ren)(ren)(ren)(ren)(ren)(ren)(ren)務(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)的(de)(de)(de)(de)(de)循環(huan)時(shi)(shi)間(jian)，使得應(ying)用(yong)(yong)任(ren)(ren)(ren)(ren)(ren)(ren)(ren)務(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)的(de)(de)(de)(de)(de)循環(huan)周(zhou)(zhou)(zhou)期(qi)(qi)(qi)與(yu)(yu)程序長短無關，從而(er)(er)將(jiang)應(ying)用(yong)(yong)程序的(de)(de)(de)(de)(de)掃描周(zhou)(zhou)(zhou)期(qi)(qi)(qi)同真(zhen)正外部的(de)(de)(de)(de)(de)控(kong)(kong)(kong)(kong)制(zhi)周(zhou)(zhou)(zhou)期(qi)(qi)(qi)區別(bie)(bie)開來(lai)，滿足了(le)真(zhen)正實(shi)時(shi)(shi)控(kong)(kong)(kong)(kong)制(zhi)的(de)(de)(de)(de)(de)要(yao)求(qiu)，而(er)(er)且它可(ke)以在CPU運算(suan)能(neng)力(li)(li)允許的(de)(de)(de)(de)(de)前提下(xia)，按(an)(an)照用(yong)(yong)戶(hu)的(de)(de)(de)(de)(de)實(shi)際需求(qiu)而(er)(er)做相應(ying)調整（如圖(tu)(tu)2所示(shi)(shi)）。圖(tu)(tu)2表示(shi)(shi)PCC-定性(xing)分(fen)時(shi)(shi)多任(ren)(ren)(ren)(ren)(ren)(ren)(ren)務(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)操作(zuo)系統(tong)(tong)的(de)(de)(de)(de)(de)運行(xing)(xing)模(mo)式，按(an)(an)照邏(luo)(luo)輯(ji)控(kong)(kong)(kong)(kong)制(zhi)和(he)壓(ya)力(li)(li)控(kong)(kong)(kong)(kong)制(zhi)任(ren)(ren)(ren)(ren)(ren)(ren)(ren)務(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)分(fen)類(lei)(lei)組合(he)（即(ji)圖(tu)(tu)3中(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)系統(tong)(tong)模(mo)塊）控(kong)(kong)(kong)(kong)制(zhi)。在該(gai)圖(tu)(tu)上部的(de)(de)(de)(de)(de)邏(luo)(luo)輯(ji)控(kong)(kong)(kong)(kong)制(zhi)任(ren)(ren)(ren)(ren)(ren)(ren)(ren)務(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)組合(he)中(zhong)(zhong)，邏(luo)(luo)輯(ji)控(kong)(kong)(kong)(kong)制(zhi)任(ren)(ren)(ren)(ren)(ren)(ren)(ren)務(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)C、D被有機(ji)地分(fen)布在間(jian)隔為(wei)(wei)5ms的(de)(de)(de)(de)(de)5個時(shi)(shi)間(jian)段中(zhong)(zhong)按(an)(an)優(you)先級(ji)(ji)順序先后執(zhi)行(xing)(xing)，邏(luo)(luo)輯(ji)控(kong)(kong)(kong)(kong)制(zhi)任(ren)(ren)(ren)(ren)(ren)(ren)(ren)務(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)C、D執(zhi)行(xing)(xing)時(shi)(shi)恰(qia)好壓(ya)力(li)(li)控(kong)(kong)(kong)(kong)制(zhi)任(ren)(ren)(ren)(ren)(ren)(ren)(ren)務(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)A、B不執(zhi)行(xing)(xing)，邏(luo)(luo)輯(ji)任(ren)(ren)(ren)(ren)(ren)(ren)(ren)務(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)的(de)(de)(de)(de)(de)處(chu)理(li)周(zhou)(zhou)(zhou)期(qi)(qi)(qi)為(wei)(wei)20ms；在該(gai)圖(tu)(tu)下(xia)部的(de)(de)(de)(de)(de)壓(ya)力(li)(li)控(kong)(kong)(kong)(kong)制(zhi)任(ren)(ren)(ren)(ren)(ren)(ren)(ren)務(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)組合(he)中(zhong)(zhong)，壓(ya)力(li)(li)控(kong)(kong)(kong)(kong)制(zhi)任(ren)(ren)(ren)(ren)(ren)(ren)(ren)務(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)A、B在每(mei)一個5 ms的(de)(de)(de)(de)(de)時(shi)(shi)間(jian)間(jian)隔中(zhong)(zhong)均按(an)(an)順序先后執(zhi)行(xing)(xing)，壓(ya)力(li)(li)控(kong)(kong)(kong)(kong)制(zhi)任(ren)(ren)(ren)(ren)(ren)(ren)(ren)務(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)A、B執(zhi)行(xing)(xing)時(shi)(shi)恰(qia)好邏(luo)(luo)輯(ji)控(kong)(kong)(kong)(kong)制(zhi)任(ren)(ren)(ren)(ren)(ren)(ren)(ren)務(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)C、D不執(zhi)行(xing)(xing)，壓(ya)力(li)(li)任(ren)(ren)(ren)(ren)(ren)(ren)(ren)務(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)的(de)(de)(de)(de)(de)處(chu)理(li)周(zhou)(zhou)(zhou)期(qi)(qi)(qi)為(wei)(wei)5ms。可(ke)以看出(chu)，各個任(ren)(ren)(ren)(ren)(ren)(ren)(ren)務(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)是按(an)(an)照分(fen)時(shi)(shi)的(de)(de)(de)(de)(de)運行(xing)(xing)模(mo)式執(zhi)行(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)，各分(fen)類(lei)(lei)任(ren)(ren)(ren)(ren)(ren)(ren)(ren)務(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)組合(he)則按(an)(an)照自己的(de)(de)(de)(de)(de)處(chu)理(li)周(zhou)(zhou)(zhou)期(qi)(qi)(qi)（如邏(luo)(luo)輯(ji)任(ren)(ren)(ren)(ren)(ren)(ren)(ren)務(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)的(de)(de)(de)(de)(de)20ms和(he)壓(ya)力(li)(li)任(ren)(ren)(ren)(ren)(ren)(ren)(ren)務(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)的(de)(de)(de)(de)(de)5ms）周(zhou)(zhou)(zhou)而(er)(er)復始地循環(huan)執(zhi)行(xing)(xing)，但(dan)壓(ya)力(li)(li)任(ren)(ren)(ren)(ren)(ren)(ren)(ren)務(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)的(de)(de)(de)(de)(de)優(you)先級(ji)(ji)明(ming)顯高于(yu)邏(luo)(luo)輯(ji)任(ren)(ren)(ren)(ren)(ren)(ren)(ren)務(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)的(de)(de)(de)(de)(de)。

基于(yu)(yu)分(fen)(fen)(fen)時多(duo)(duo)(duo)任(ren)務(wu)(wu)操作系(xi)統(tong)，PCC的(de)(de)(de)(de)(de)應用程(cheng)序(xu)可分(fen)(fen)(fen)為多(duo)(duo)(duo)個(ge)獨立(li)的(de)(de)(de)(de)(de)任(ren)務(wu)(wu)模塊(kuai)，這(zhe)樣就給項目應用軟件的(de)(de)(de)(de)(de)開(kai)發(fa)帶來了很大的(de)(de)(de)(de)(de)便利(li)，因為這(zhe)樣可以(yi)方便地(di)按控(kong)制(zhi)項目中(zhong)(zhong)諸(zhu)如數(shu)據采(cai)集(ji)、報警、PID調節運算、通信控(kong)制(zhi)等各(ge)(ge)部分(fen)(fen)(fen)的(de)(de)(de)(de)(de)不(bu)同功能(neng)(neng)要求，分(fen)(fen)(fen)別編制(zhi)出相應的(de)(de)(de)(de)(de)控(kong)制(zhi)程(cheng)序(xu)模塊(kuai)(任(ren)務(wu)(wu))。這(zhe)些模塊(kuai)既各(ge)(ge)自獨立(li)運行，而其(qi)數(shu)據間又保持一定的(de)(de)(de)(de)(de)相互關聯，它(ta)們(men)經過分(fen)(fen)(fen)步(bu)驟的(de)(de)(de)(de)(de)獨立(li)編制(zhi)并完成調試之后，一并下載至PCC的(de)(de)(de)(de)(de)用戶(hu)程(cheng)序(xu)存儲(chu)區中(zhong)(zhong)，在該分(fen)(fen)(fen)時多(duo)(duo)(duo)任(ren)務(wu)(wu)操作系(xi)統(tong)的(de)(de)(de)(de)(de)調度管理下并行運行。在這(zhe)個(ge)多(duo)(duo)(duo)任(ren)務(wu)(wu)系(xi)統(tong)中(zhong)(zhong)，根(gen)據不(bu)同任(ren)務(wu)(wu)對實時性能(neng)(neng)的(de)(de)(de)(de)(de)不(bu)同需求，設(she)計人(ren)員可以(yi)指(zhi)定不(bu)同的(de)(de)(de)(de)(de)優(you)先等級并確(que)定它(ta)們(men)各(ge)(ge)自的(de)(de)(de)(de)(de)循環(huan)周期，從(cong)而實現確(que)定的(de)(de)(de)(de)(de)分(fen)(fen)(fen)時多(duo)(duo)(duo)任(ren)務(wu)(wu)控(kong)制(zhi)。即便某個(ge)任(ren)務(wu)(wu)處(chu)于(yu)(yu)等待狀態，別的(de)(de)(de)(de)(de)任(ren)務(wu)(wu)也可繼續執行。這(zhe)一系(xi)統(tong)特(te)點，可示(shi)于(yu)(yu)圖(tu)3中(zhong)(zhong)。

這種多(duo)(duo)任(ren)務的(de)(de)(de)運行機制，采用(yong)了(le)大型(xing)應用(yong)軟件(jian)的(de)(de)(de)模塊化程(cheng)序設計思想，帶來了(le)項目開發效率上的(de)(de)(de)提高，有(you)著常規PLC所無法(fa)比擬的(de)(de)(de)靈活(huo)性。因為多(duo)(duo)任(ren)務的(de)(de)(de)思想使得各個(ge)任(ren)務模塊的(de)(de)(de)功能描述更趨清晰(xi)簡潔，用(yong)戶可以自(zi)行開發既具有(you)自(zi)己特點而又不(bu)乏通用(yong)性的(de)(de)(de)獨立功能模塊，并將其(qi)(qi)封(feng)裝(zhuang)以便(bian)于日后在其(qi)(qi)他應用(yong)場合中重新使用(yong)。

2.3 強大的系統能(neng)力和極高(gao)的處理(li)速度(du)

（1）高性(xing)能、全開放、集成化的(de)CPU

貝(bei)加(jia)萊的(de)(de)PCC主要包括(kuo)2005、2003和(he)(he)X20 CPU三個系列，由(you)于(yu)其在網(wang)絡通信方(fang)面的(de)(de)開放性(xing)和(he)(he)結構(gou)上的(de)(de)模塊化，這三種(zhong)系列的(de)(de)PCC在構(gou)成(cheng)控制系統的(de)(de)方(fang)式和(he)(he)規模上又是十分靈活的(de)(de)。貝(bei)加(jia)萊2007年推出的(de)(de)X20系列PCC成(cheng)為了高精度機械自動(dong)(dong)化和(he)(he)高可靠性(xing)過程自動(dong)(dong)化等(deng)復雜、靈活自動(dong)(dong)化系統的(de)(de)通用選(xuan)擇(ze)。

X20 CPU——新一代PCC的(de)(de)CPU，基于Intel X86 Processor技術，采用(yong)Runtime實時操作系統，秉承了貝(bei)加萊(lai)PCC的(de)(de)定性分時多任務的(de)(de)控(kong)制特點，可采用(yong)符合(he)IEC61131-3標準的(de)(de)多種工程(cheng)編(bian)程(cheng)語言以及Automation Basic、ANSI C兩(liang)種高級語言編(bian)程(cheng)。

X20 CPU的主板集(ji)成了多(duo)種通信接(jie)(jie)(jie)口，包括(kuo)RS232、標準以太網接(jie)(jie)(jie)口TCP/IP、工(gong)業(ye)實時以太網接(jie)(jie)(jie)口Ethernet POWERLINK、2個USB。采用可插卡(ka)式的CF卡(ka)作為(wei)存儲介質。

X20 CPU是(shi)一款(kuan)開放(fang)(fang)性(xing)極高的產(chan)品，通信模塊系列包括了CAN、Ethernet POWERLINK、Profibus、DeviceNet、Modbus、RS485/422、RS232等，方便擴(kuo)展和兼容各種市場上主流的現(xian)場總線，體現(xian)其開放(fang)(fang)式的網絡(luo)架構。CP3486的主板具有三個通信模塊接(jie)口(kou)。

（2）極高的系統(tong)響應速(su)度

系統的(de)(de)(de)響應速(su)(su)度(du)不僅由CPU決(jue)定，還(huan)與(yu)I/O數據(ju)的(de)(de)(de)傳輸速(su)(su)率(lv)有(you)關(guan)。PCC的(de)(de)(de)主CPU本(ben)身速(su)(su)度(du)極快，同時(shi)還(huan)借用(yong)大(da)(da)型(xing)計算機的(de)(de)(de)結(jie)構(gou)，采用(yong)I/O-Processor單獨處理I/O數據(ju)傳輸，采用(yong)DPR-Controller雙向(xiang)口控制器負責網(wang)絡及系統的(de)(de)(de)管理。也就是說，一(yi)個(ge)(ge)PCC模(mo)塊上有(you)三個(ge)(ge)處理器，它們既各自(zi)獨立(li)而又相互關(guan)聯，最大(da)(da)限度(du)地(di)提高(gao)了整個(ge)(ge)系統的(de)(de)(de)速(su)(su)度(du)。

CP3486是X20 CPU系列(lie)中性能(neng)最(zui)高的(de)(de)產品，采(cai)用了(le)Intel Celeron 650 處理(li)器及(ji)附加的(de)(de)I/O 處理(li)器和浮(fu)點(dian)處理(li)器FPU。系統的(de)(de)單步指令處理(li)周期最(zui)快(kuai)(kuai)可達到0.01μs，單個工作任務循環周期可達200μs，是當前世(shi)界上性能(neng)最(zui)強、運(yun)算最(zui)快(kuai)(kuai)的(de)(de)PLC/PCCCPU之(zhi)一(yi)。

快速的I/O數據總線以及專家的模(mo)塊(kuai)結合，可(ke)以實現模(mo)擬信號50us的示波器(qi)采集記錄功能(neng)，電(dian)能(neng)測量模(mo)塊(kuai)可(ke)以實現電(dian)力系(xi)統中的同(tong)期并網功能(neng)等專業(ye)的功能(neng)。

（3）強大(da)的(de)數據(ju)通(tong)訊功能

PCC在遠程(cheng)通(tong)信方面的(de)靈活(huo)性(xing)，是(shi)區別(bie)于(yu)常規PLC的(de)另(ling)一(yi)顯著標志，作為(wei)現場分布(bu)式(shi)控(kong)制系統的(de)主要供應(ying)商之一(yi)，貝加萊(lai)(lai)為(wei)此提(ti)供了(le)十分靈活(huo)多(duo)樣的(de)解決(jue)方案(an)。用(yong)戶(hu)不(bu)僅可以(yi)采用(yong)貝加萊(lai)(lai)的(de)獨(du)有(you)網(wang)絡(luo)(luo)協(xie)議，也可以(yi)方便地(di)與其他廠家(jia)的(de)PLC或(huo)其他工(gong)(gong)控(kong)設備通(tong)過主流(liu)各種(zhong)開(kai)放式(shi)現場總線的(de)網(wang)絡(luo)(luo)方案(an)，如(ru)PROFIBUS，CAN，MODBUS等聯網(wang)通(tong)信，在一(yi)些特殊情(qing)況下(xia)，PCC還為(wei)用(yong)戶(hu)提(ti)供了(le)創建(jian)自定義(yi)協(xie)議的(de)幀(zhen)驅動（Frame drive）工(gong)(gong)具。特別(bie)值得一(yi)提(ti)是(shi)Ethernet POWERLINK網(wang)絡(luo)(luo)協(xie)議，這(zhe)是(shi)2001年貝加萊(lai)(lai)公司當競爭對(dui)手(shou)還在討論(lun)實時(shi)(shi)工(gong)(gong)業(ye)以(yi)太網(wang)概念的(de)時(shi)(shi)候，便在全球第一(yi)次推出實用(yong)化的(de)實時(shi)(shi)工(gong)(gong)業(ye)以(yi)太網(wang)絡(luo)(luo)，這(zhe)也是(shi)全球第一(yi)個(ge)開(kai)放的(de)安(an)全級（SIL3）實時(shi)(shi)工(gong)(gong)業(ye)以(yi)太網(wang)。2007年初該公司又發布(bu)了(le)千兆(zhao)級實時(shi)(shi)工(gong)(gong)業(ye)以(yi)太網(wang)Ethernet POWERLINK（如(ru)圖4所示）。由于(yu)具備這(zhe)樣的(de)技術(shu)優勢(shi)，PCC常常能輕松地(di)實現與各種(zhong)不(bu)同產品，不(bu)同通(tong)信協(xie)議的(de)高(gao)效互聯。

2.4軟(ruan)件(jian)的(de)集(ji)成開(kai)發(fa)環境及靈(ling)活的(de)軟(ruan)件(jian)開(kai)發(fa)方式（1）集(ji)成化軟(ruan)件(jian)開(kai)發(fa)工具AutomationStudio

PCC的(de)編(bian)程組態軟件(jian)采用AutomationStudio集成(cheng)化(hua)軟件(jian)工具(ju)，基于(yu)同一(yi)個(ge)軟件(jian)平(ping)臺(tai)，全(quan)部解(jie)決整個(ge)自動化(hua)項目的(de)集成(cheng)。在(zai)該軟件(jian)平(ping)臺(tai)中同時集成(cheng)了觸(chu)摸屏畫面組態、PCC編(bian)程調試、伺(si)服驅動器編(bian)程、離線與(yu)在(zai)線仿真測試等(deng)豐(feng)富(fu)的(de)軟件(jian)開(kai)發功能，從而可以大大地提高項目的(de)開(kai)發效率(lv)。

（2）靈(ling)活的軟件開發方式

PCC的(de)編(bian)程(cheng)(cheng)器采用(yong)普通PC機，配(pei)以一套功能強大的(de)集(ji)成(cheng)化軟(ruan)件(jian)開(kai)(kai)發(fa)(fa)工具(ju)AutomationStudio。除編(bian)制(zhi)和組態(tai)應用(yong)程(cheng)(cheng)序(xu)以外，它還能為工程(cheng)(cheng)師提供源(yuan)程(cheng)(cheng)序(xu)級的(de)單步、斷點、單周期及PCC在線錯(cuo)誤自(zi)診斷等多種形式的(de)調(diao)試手段，使應用(yong)程(cheng)(cheng)序(xu)的(de)開(kai)(kai)發(fa)(fa)十(shi)分靈活便(bian)捷。另外，通過開(kai)(kai)發(fa)(fa)軟(ruan)件(jian)包(bao)所提供的(de)多種函數，用(yong)戶可在短時(shi)間內(nei)編(bian)制(zhi)出高效而(er)復雜的(de)控制(zhi)程(cheng)(cheng)序(xu)。

一(yi)個項目中的各項軟件任務可(ke)以(yi)(yi)由不(bu)同的程(cheng)(cheng)序(xu)(xu)員(yuan)分(fen)別編制(zhi)，各程(cheng)(cheng)序(xu)(xu)員(yuan)基于共同的約(yue)定，可(ke)以(yi)(yi)靈活地選用(yong)不(bu)同的編程(cheng)(cheng)語(yu)(yu)言(yan)(yan)，這就意味著不(bu)僅在(zai)常(chang)規(gui)PLC上一(yi)直為人(ren)們(men)所熟(shu)悉的梯形圖、指令(ling)表(biao)、順(shun)序(xu)(xu)功能圖、功能塊圖和(he)結(jie)(jie)構(gou)化文(wen)本等符合(he)IEC61131-3標(biao)準(zhun)的工程(cheng)(cheng)語(yu)(yu)言(yan)(yan)可(ke)以(yi)(yi)在(zai)PCC上繼續(xu)沿用(yong)，而(er)且(qie)程(cheng)(cheng)序(xu)(xu)員(yuan)還可(ke)采用(yong)更為高效的高級(ji)語(yu)(yu)言(yan)(yan)，比如ANSI C 和(he)Automation Basic，并可(ke)以(yi)(yi)在(zai)同一(yi)個項目中同時采用(yong)多(duo)種語(yu)(yu)言(yan)(yan)混合(he)編程(cheng)(cheng)，從而(er)較易實現復雜的數學(xue)運算功能和(he)過程(cheng)(cheng)控制(zhi)算法。而(er)且(qie)所有這些編程(cheng)(cheng)語(yu)(yu)言(yan)(yan)，PCC都(dou)采用(yong)“符號變量”來(lai)標(biao)識外部I/O通(tong)道(dao)及內(nei)(nei)部寄存器單元(例如用(yong)戶可(ke)用(yong)motor_run來(lai)代(dai)表(biao)某開關量輸出通(tong)道(dao)，button_down代(dai)表(biao)某開關量輸入(ru)通(tong)道(dao))。這樣，軟件開發人(ren)員(yuan)毋需熟(shu)知(zhi)PCC內(nei)(nei)部的硬件資源分(fen)布，而(er)只須集中精力于項目本身的工藝需求(qiu)，即(ji)可(ke)迅速(su)編制(zhi)出結(jie)(jie)構(gou)清晰功能明確的控制(zhi)程(cheng)(cheng)序(xu)(xu)來(lai)。

2.5 高可靠性和易移植性

（1）高可靠性

PCC具有極(ji)高(gao)的可靠性，平(ping)(ping)均(jun)無(wu)故障(zhang)時(shi)(shi)間MTBF達到50萬(wan)小(xiao)時(shi)(shi)（相(xiang)當于(yu)57年）以上(shang)，屬于(yu)免維護產品，明顯高(gao)于(yu)一(yi)般(ban)的PLC和IPC（市場上(shang)最好的PLC硬件平(ping)(ping)均(jun)無(wu)故障(zhang)時(shi)(shi)間MTBF通(tong)常為30萬(wan)小(xiao)時(shi)(shi)）。

（2）可移植性強

在不(bu)同系(xi)(xi)列、不(bu)同型號的(de)(de)(de)PCC上(shang)所編(bian)制(zhi)的(de)(de)(de)程序，都可(ke)以不(bu)用(yong)修改源碼本身，而直接移植到(dao)另(ling)外的(de)(de)(de)PCC系(xi)(xi)列或者類型上(shang)。這是因為(wei)貝加萊所有的(de)(de)(de)PCC硬件平臺(tai)都基于相同的(de)(de)(de)操作系(xi)(xi)統(tong)內核(he)，而且采用(yong)標(biao)簽變量(liang)關(guan)(guan)(guan)聯的(de)(de)(de)編(bian)程方式(shi)，所以用(yong)戶(hu)在編(bian)程時不(bu)需要(yao)過多關(guan)(guan)(guan)注實(shi)際的(de)(de)(de)硬件I/O映射關(guan)(guan)(guan)系(xi)(xi)（只需要(yao)將(jiang)各(ge)個標(biao)簽名(ming)分別映射到(dao)相關(guan)(guan)(guan)的(de)(de)(de)I/O通(tong)道上(shang)），而把(ba)主要(yao)注意(yi)力集中在工(gong)藝算法本身。

總結

PCC作為一種(zhong)可(ke)編程(cheng)(cheng)計算(suan)機控制器，是專為在工業(ye)環(huan)境下應用(yong)而設計的(de)，它既是一種(zhong)新(xin)型(xing)的(de)定性分時多任務(wu)PLC，又是一種(zhong)模塊化插(cha)裝結構(gou)的(de)IPC或(huo)PC-Based。不(bu)但具(ju)備傳統PLC的(de)所有(you)功能，同時融合了最新(xin)的(de)IT網絡技術和可(ke)選擇的(de)高級語言編程(cheng)(cheng)環(huan)境，具(ju)有(you)更強大(da)的(de)數學運算(suan)能力(li)(li)(li)、網絡通信能力(li)(li)(li)、抗(kang)干擾能力(li)(li)(li)和控制能力(li)(li)(li)，從(cong)而代表(biao)了PLC的(de)發展方向，具(ju)有(you)更高的(de)可(ke)靠性、更強大(da)的(de)功能和更廣泛的(de)適用(yong)性。

為了順應PLC、IPC及DCS技術相互融合(he)相互促進的(de)工(gong)業(ye)自動化發展(zhan)潮流。貝加萊的(de)PCC攜其(qi)(qi)DCS APROL和工(gong)業(ye)計算機(ji)Automation PC，已越來(lai)越廣泛(fan)地(di)進入(ru)各類工(gong)業(ye)應用領域，并日(ri)益顯露(lu)出其(qi)(qi)不可低估的(de)發展(zhan)潛力。