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TwinCAT 3.1 从入门到精通

一般编程问题

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  • 发布时间:2022-12-03
  • 实例类别:一般编程问题
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 相关标签: TwinCAT 从入门到精通 INCA win CA

实例介绍

【实例简介】TwinCAT 3.1 从入门到精通 

【实例截图】

【核心代码】

目 录 录
TwinCAT 3.1 .................................................................................................................................... 1
前 言........................................................................................................................................... 4
目 录........................................................................................................................................... 7
1 系统概述 ................................................................................................................................. 16
1.1 TwinCAT 软件介绍 ........................................................................................................... 16
1.2 TwinCAT 控制器的原理 ................................................................................................... 20
1.3 TwinCAT 3 的运行机制 .................................................................................................... 30
1.4 选型设计 ............................................................................................................................. 35
控制器 ......................................................................................................................... 35
系统扩展模块 ............................................................................................................. 41
I/O 系统 ...................................................................................................................... 42
1.5 安装和接线 ......................................................................................................................... 45
2 TwinCAT PLC 编程入门 ....................................................................................................... 46
2.1 在编程 PC 上安装 TwinCAT 开发环境............................................................................ 46
2.2 初步认识开发环境 ............................................................................................................. 54
2.3 获取和注册正版授权 ......................................................................................................... 58
试用版授权的获得 ..................................................................................................... 58
完整版授权的激活方式 ............................................................................................. 58
常见问题 ..................................................................................................................... 61
2.4 添加路由(Add ADS Router) ......................................................................................... 62
网线连接 ..................................................................................................................... 62
设置控制器的 IP 地址 ............................................................................................... 63
配置 NetID .................................................................................................................. 65
添加 ADS 路由 ........................................................................................................... 70
手动添加 ADS 路由(可选) ................................................................................... 75
常见问题 ..................................................................................................................... 77
2.5 开发第一个 PLC 项目 ....................................................................................................... 78
2.6 设置开机自启动 ................................................................................................................. 98
2.7 上传、下载和比较 ........................................................................................................... 100
PLC 程序的上传下载和比较 .................................................................................. 100
TwinCAT 项目的下载上传和比较 ......................................................................... 101
2.8 附加资料 ........................................................................................................................... 103
常见问题 ................................................................................................................... 103
附:TC2 的 PLC 编程入门 ..................................................................................... 104
3 TwinCAT 3 开发环境的深入介绍 ...................................................................................... 105
3.1 基础知识 ........................................................................................................................... 105
英文帮助系统中的基础知识 ................................................................................... 105
目 录
中文帮助的资料 ....................................................................................................... 107
3.2 变量声明 ........................................................................................................................... 110
变量声明的基本语法 ............................................................................................... 110
变量类型 ................................................................................................................... 110
变量地址 ................................................................................................................... 113
变量声明中的赋初值 ............................................................................................... 114
自动分配 IO 地址 .................................................................................................... 115
变量的属性 ............................................................................................................... 116
PLC 之外的全局数据类型 ...................................................................................... 118
PLC 变量的刷新周期 .............................................................................................. 118
3.3 编程语言和新增功能 ....................................................................................................... 120
ST 中增加了 Continue 和 Jump 语句。 .................................................................. 120
TwinCAT 3 新增的指令 .......................................................................................... 120
UML 编程 ................................................................................................................. 121
指针和枚举的新增功能 ........................................................................................... 122
通过程序注释实现特殊功能 ................................................................................... 122
隐藏内部变量 ........................................................................................................... 123
引用全局变量是否需要命名空间 ........................................................................... 123
3.4 诊断和调试功能 ............................................................................................................... 124
兼容 TC2 的 Watch window .................................................................................... 124
兼容 TC2 的 Watch List ........................................................................................... 125
常见问题 ................................................................................................................... 126
3.5 任务和程序 ....................................................................................................................... 127
PLC 程序下的多个 Task .......................................................................................... 127
为 Task 指定 CPU、优先级、周期等等。 ............................................................ 130
关于 Task 的其它提示 ............................................................................................. 132
关于 I/O idle Task ..................................................................................................... 133
关于 PLC AuxTask ................................................................................................... 133
3.6 隐含的变量和函数 ........................................................................................................... 133
TwinCAT_SystemInfoVarList .................................................................................. 133
除零溢出及指针校验 ............................................................................................... 136
隐含的函数 ............................................................................................................... 136
3.7 兼容 TC2 的功能.............................................................................................................. 137
多语言混合编程(Action) .................................................................................... 137
可供使用的操作符、函数和功能块 ....................................................................... 137
数组和指针 ............................................................................................................... 138
添加 EtherCAT 第三方从站设备 ........................................................................... 139
3.8 附加资料 ........................................................................................................................... 140
常见问题 ................................................................................................................... 140
附:TC2 开发环境深入介绍 ................................................................................... 148
4 TwinCAT 3 扩展功能 .......................................................................................................... 149
4.1 库文件............................................................................................................................... 149
目 录
引用 Beckhoff Aumation GmbH 的库 ..................................................................... 149
自定义库文件以及升级 TC2 的 Library ................................................................. 151
引用第三方的库文件 ............................................................................................... 153
用 PlaceHolder 区分版本 ......................................................................................... 154
库文件版本升级 ....................................................................................................... 155
4.2 Measurement 和 TC3 Scope View ................................................................................... 156
概述 ........................................................................................................................... 156
TC3 Scope View 的安装 .......................................................................................... 157
基本操作 ................................................................................................................... 157
Scope 常用功能 ........................................................................................................ 161
Scope Array Project .................................................................................................. 163
光标测量 Cursor ....................................................................................................... 164
把 Scope View 控件集成到高级语言 ..................................................................... 164
常见问题 ................................................................................................................... 165
4.3 程序归档 ........................................................................................................................... 166
概述 ........................................................................................................................... 166
TwinCAT 项目的存储路径 ..................................................................................... 167
TwinCAT 项目打包和解包 ..................................................................................... 169
PLC 程序的打包和解包 .......................................................................................... 170
PLC 程序组件的导出和导入 .................................................................................. 171
IO 配置的导入和导出.............................................................................................. 172
Measurement 项目的存储路径 ................................................................................ 174
归档文件的后辍名列表 ........................................................................................... 174
4.4 程序加密及 OEM 授权 .................................................................................................... 175
概述 ........................................................................................................................... 175
获取授权管理证书 ................................................................................................... 176
项目程序加密 ........................................................................................................... 177
OEM 项目授权 ......................................................................................................... 183
4.5 开发环境的版本兼容 ....................................................................................................... 187
开发 PC 为不同版本的控制器开发程序 ................................................................ 187
低版本的程序如何运行在高版本的控制器上 ....................................................... 188
关于版本升级的建议 ............................................................................................... 188
4.6 从 TwinCAT 2 到 TwinCAT 3 ......................................................................................... 189
概述 ........................................................................................................................... 189
TC2 转换 TC3 的解决方案 ...................................................................................... 189
常见问题 ................................................................................................................... 193
5 控制器硬件、操作系统和 UPS .......................................................................................... 195
5.1 概述................................................................................................................................... 195
5.2 Windows CE 操作系统 .................................................................................................... 196
英文帮助文档 ........................................................................................................... 196
Web 配置和诊断 ...................................................................................................... 197
系统备份和还原 ....................................................................................................... 199
目 录
远程桌面连接 ........................................................................................................... 200
中文语言包的安装 ................................................................................................... 204
CE 系统与编程 PC 的文件交换 .............................................................................. 204
显示器分辩率设置及屏幕校准 ............................................................................... 205
5.3 Windows Standard 操作系统 ........................................................................................... 207
系统备份和还原 ....................................................................................................... 207
远程桌面连接 ........................................................................................................... 207
Standard 系统中文语言包的安装 ............................................................................ 208
操作系统写保护 ....................................................................................................... 209
经共享文件夹与 PC 交换文件 ................................................................................ 209
显示器分辩率设置及屏幕校准 ............................................................................... 209
5.4 UPS 硬件 .......................................................................................................................... 211
UPS 及电池 .............................................................................................................. 211
CX5xxx 及 CX8xxx 上集成的 1 秒 UPS ................................................................ 212
5.5 附加资料 ........................................................................................................................... 212
常见问题 ................................................................................................................... 212
6 面向对象编程 ....................................................................................................................... 213
6.1 概述................................................................................................................................... 213
什么是面向对象编程 ............................................................................................... 213
关键名词:Method 和 Property ............................................................................... 213
关键名词:Function Block 和 Interface .................................................................. 214
关键动词:Extend ................................................................................................... 215
关键代词:This 和 Super ........................................................................................ 216
面向对象编程的 3 个用法 ....................................................................................... 216
6.2 简单的示例 ....................................................................................................................... 217
建立一个带 Method 和 Property 的 FB ................................................................... 217
建立一个 FB 的扩展 FB(Extend) ....................................................................... 220
建立一个 Interface 并实现(Impement) .............................................................. 222
6.3 示例:NC 轴控的 FB ...................................................................................................... 227
用 Interface 和 FB 建立一个 NC 轴对象 ................................................................ 227
在前例基础上增加一些 Method ............................................................................. 231
重构寻参的 Method“M_Home” .............................................................................. 234
6.4 附加资料 ........................................................................................................................... 237
常见问题 ................................................................................................................... 237
7 C 编程 ............................................................................................................................. 238
7.1 C 编程环境的安装 ....................................................................................................... 238
安装 C 编程环境的最新帮助 ............................................................................... 238
安装示例 Win7 32 位和 VS2013 ............................................................................. 239
7.2 实现 C 项目模版 .......................................................................................................... 245
实现 C 项目模版................................................................................................... 245
7.3 TC3 的 C 编程常用操作 .............................................................................................. 249
编辑 Class 并添加自定义函数 ................................................................................ 249
目 录
发布自己的代码 ....................................................................................................... 255
C 模块的引用 ....................................................................................................... 256
功能拓展 ................................................................................................................... 258
7.4 常用功能的实现方法 ....................................................................................................... 258
定义 C/C 项目的数据区域 ................................................................................... 258
发布和引用带 Interface 的 C 模块 ...................................................................... 260
C 程序的调试和诊断 ............................................................................................ 270
VS2013 中打开低版本例程 ..................................................................................... 273
使用 C 语言编程 ...................................................................................................... 276
7.5 集成客户 C/C 代码时的几点说明 ............................................................................... 279
8 数据存储、配方和文件处理 ............................................................................................... 282
8.1 概述................................................................................................................................... 282
TwinCAT PLC 保存数据的机制 ............................................................................. 282
保存数据的类型和适用方法 ................................................................................... 282
8.2 掉电保持数据 ................................................................................................................... 283
用 Persistent 变量实现掉电保持 ............................................................................. 283
用 NOVRAM 区实现变量的掉电保持 ................................................................... 287
8.3 数据存储到文件 ............................................................................................................... 293
概述 ........................................................................................................................... 293
读写二进制文件 ....................................................................................................... 294
读写 CSV 文件 ......................................................................................................... 295
读写 XML 文件 ........................................................................................................ 296
8.4 配方功能及文件操作综合例程 ....................................................................................... 297
9 经库文件扩展的功能和算法 ............................................................................................... 298
9.1 TwinCAT 3 提供的所有库 .............................................................................................. 298
免费使用的库 ........................................................................................................... 298
需要购买 TF 授权的库 ............................................................................................ 300
配合特殊硬件使用的库 ........................................................................................... 302
9.2 TCP/UDP Realtime ........................................................................................................... 303
9.3 TcTempCtrl.lib 温控库 ..................................................................................................... 303
9.4 TcPlcControllerToolbox ................................................................................................... 305
控制类 ....................................................................................................................... 305
滤波类 ....................................................................................................................... 306
PWM 输出 ................................................................................................................ 306
SetpointGeneration .................................................................................................... 306
9.5 TcUtility.lib ....................................................................................................................... 307
调用 Windows 的功能 ............................................................................................. 307
读取 IP 地址和修改注册表 ..................................................................................... 307
启动和停止应用程序 ............................................................................................... 308
内存操作 ................................................................................................................... 308
调用 TwinCAT 的功能 ............................................................................................ 308
BCD 码转换 ............................................................................................................. 309
目 录
10 I/O 系统、EtherCAT 和 K-Bus ........................................................................................... 310
10.1 TwinCAT IO 系统综述 .................................................................................................... 310
TwinCAT 支持的 IO Device 汇总 .......................................................................... 310
倍福控制器的 IO 系统............................................................................................. 313
用高级语言直接控制 TwinCAT I/O ....................................................................... 315
10.2 EtherCAT 与 E-bus 缩述 .................................................................................................. 316
10.3 EtherCAT 从站设备基本操作 ......................................................................................... 321
概述 ........................................................................................................................... 321
配置过程数据 Process Data ..................................................................................... 321
读写 EtherCAT 从站的参数 .................................................................................... 325
EtherCAT 从站设备描述文件 XML ....................................................................... 335
经由 EoE 进行从站设备调试 .................................................................................. 337
EtherCAT 从站的版本兼容性和升级 Firmware ..................................................... 340
10.4 EtherCAT 的诊断和状态控制 ......................................................................................... 342
EtherCAT 诊断 ......................................................................................................... 342
EtherCAT 状态切换 ................................................................................................. 347
10.5 EtherCAT 的网络配置和优化 ......................................................................................... 348
EtherCAT 主站配置和同步单元设置 ..................................................................... 348
星形拓朴和热连接 ................................................................................................... 354
环形拓朴和网络冗余 ............................................................................................... 363
10.6 KL 模块 ............................................................................................................................ 365
KL 模块的 Process Data ........................................................................................... 365
KL 模块的参数设置 ................................................................................................ 365
KL 模块的错误诊断和恢复 .................................................................................... 369
10.7 附加信息 ........................................................................................................................... 370
FAQ ........................................................................................................................... 370
11 TwinCAT 控制系统之间的通讯 ......................................................................................... 371
11.1 概述................................................................................................................................... 371
11.2 ADS 通讯协议 .................................................................................................................. 371
ADS 协议简介 .......................................................................................................... 371
ADS 设备的数据访问 ............................................................................................. 373
从 PLC 程序实现 ADS 通讯 .................................................................................. 375
从高级语言实现 ADS 通讯 .................................................................................... 378
11.3 EAP 和 Realtime Ethernet ................................................................................................ 379
概述 ........................................................................................................................... 379
EAP 及 RT Ethernet 通讯的配置 ............................................................................. 383
11.4 EtherCAT Slave ................................................................................................................ 388
11.5 EtherCAT 桥接模块 EL669x 的使用 .............................................................................. 391
适用范围 ................................................................................................................... 391
数据交换的配置步骤 ............................................................................................... 393
时钟同步的配置步骤 ............................................................................................... 396
12 Modbus、RS232/485 及 TCP/IP 通讯 ................................................................................. 400
目 录
12.1 TwinCAT 串口通讯 ......................................................................................................... 400
配置通讯接口 ........................................................................................................... 403
编写 PLC 代码或者引用 Demo 程序 ...................................................................... 408
调试 DEMO 程序 ..................................................................................................... 413
FAQ ........................................................................................................................... 416
12.2 TwinCAT Modbus RTU 通讯 .......................................................................................... 417
作为 ModbusRTU Slave 与触摸屏通讯 .................................................................. 417
作为 ModbusRTU Master 与与温控表通讯 ............................................................ 421
12.3 TwinCAT TcpIP 通讯 ...................................................................................................... 424
概述 ........................................................................................................................... 424
Tcp/IP 通讯的 Demo 程序 ....................................................................................... 424
自己编写 TCP/IP 通讯的程序 ................................................................................. 430
FAQ ........................................................................................................................... 431
12.4 TwinCAT Modbus TCP 通讯 .......................................................................................... 432
概述 ........................................................................................................................... 432
TC2 PLC 作为 Server 的 Demo ............................................................................... 433
TC2 PLC 作为 Client 的 Demo ................................................................................ 436
12.5 TC3 串口通讯和 TcpIp 通讯与 TC2 的异同 .................................................................. 440
TC3 版本的通讯例程 ............................................................................................... 440
TC2 与 TC3 串口通讯的区别 .................................................................................. 441
TC3 下的 TcpIp 通讯例程 Demo ............................................................................ 443
13 TwinCAT 与现场总线及工业以太网设备通讯 ................................................................. 445
13.1 TwinCAT 支持的现场总线接口 ..................................................................................... 445
TwinCAT 作为主站 ................................................................................................. 445
TwinCAT 作为从站 ................................................................................................. 446
13.2 PROFInet Master .............................................................................................................. 447
PROFInet 简介 ......................................................................................................... 447
TwinCAT 做 PROFInet 主站配置步骤 ................................................................... 450
添加 PROFInet 从站和设置参数 ............................................................................. 455
13.3 PROFInet Slave................................................................................................................. 459
PROFInet 从站的通讯组件 ...................................................................................... 459
TwinCAT 做 PROFInet 从站的配置步骤 ............................................................... 460
13.4 Ethernet IP Master ............................................................................................................ 472
Ethernet IP 技术介绍 ............................................................................................... 472
Beckhoff 的 EthernetIP 通讯组件 ............................................................................ 474
Beckhoff 的 EthernetIP 主站配置步骤 .................................................................... 475
FAQ ........................................................................................................................... 483
13.5 Ethernet IP Slave ............................................................................................................... 484
EIP 从站通讯组件 .................................................................................................... 484
TwinCAT 作为 EthernetIP 从站的配置步骤 .......................................................... 485
在第三方 EthernetIP 主站配置倍福控制器 ............................................................ 493
13.6 CANopen Master .............................................................................................................. 495
目 录
CANopen 总线简介 ................................................................................................. 495
CANopen 通讯调试 ................................................................................................. 498
配置从站的 PDO ...................................................................................................... 501
PDO 的通讯参数 ...................................................................................................... 508
修改 CANopen 从站的 CoB 对象字 ....................................................................... 509
CANopen 总线诊断 ................................................................................................. 510
常见问题 ................................................................................................................... 512
13.7 CANopen Slave................................................................................................................. 513
CANopen Slave 的通讯组件和 EDS 文件 .............................................................. 513
TwinCAT 中的设置 ................................................................................................. 513
CANopen 主站侧(第三方 PLC)的设置 ............................................................ 515
13.8 Can2.0 通讯 ...................................................................................................................... 516
背景介绍 ................................................................................................................... 516
TwinCAT 实现 CAN2.0 通讯的配置 ...................................................................... 516
分析 CAN Interface .................................................................................................. 518
注意事项 ................................................................................................................... 520
通过 CAN2.0 访问 BK51xx 耦合器 ........................................................................ 521
CANopen Node 通讯 ................................................................................................ 522
13.9 Profibus DP Master ........................................................................................................... 523
总线简介 ................................................................................................................... 523
Profibus DP 主站的通讯组件 .................................................................................. 525
Beckhoff 的 Profibus DP 主站配置步骤 ................................................................. 525
13.10 Profibus DP Slave ........................................................................................................ 529
DP 从站通讯的组件和 GSD 文件 ....................................................................... 529
TwinCAT 中的设置 ............................................................................................. 530
Profibus DP 主站侧的设置 .................................................................................. 532
EL6731-0010 的诊断 ............................................................................................ 533
13.11 PROFInet Coupler ....................................................................................................... 534
概述 ....................................................................................................................... 534
通讯测试 ............................................................................................................... 534
FAQ ....................................................................................................................... 539
13.12 Ethernet IP Coupler ...................................................................................................... 540
BK9105 与 TwinCAT 的 PLC 通讯 ..................................................................... 540
BK9105 与 AB 的 PLC 通讯 ............................................................................... 540
EK9500 ................................................................................................................. 540
13.13 DeviceNet Master ........................................................................................................ 541
DeviceNet 主站的通讯组件 ................................................................................. 541
Beckhoff 的 DeviceNet 主站配置步骤 ................................................................ 541
13.14 DeviceNet Slave ........................................................................................................... 543
DeviceNet 主站的通讯组件 ................................................................................. 543
TwinCAT 作为 Devicenet Slave 的配置 ............................................................. 543
EL6752-0010 的诊断 ............................................................................................ 544
目 录
13.15 附加信息 ..................................................................................................................... 545
通用操作 ............................................................................................................... 545
14 TwinCAT 连接 HMI 和数据库............................................................................................ 549
14.1. 概述 ............................................................................................................................. 549
14.2. 经 ADS 与触摸屏通讯 ................................................................................................ 551
14.3. 经 ADS 与上位组态软件通讯 .................................................................................... 553
14.4. 用高级语言开发 HMI ................................................................................................. 555
14.5. OPC 通讯 ..................................................................................................................... 560
14.5.1. 原理介绍 ................................................................................................................... 560
14.5.2. OPC DA 的使用方法 ............................................................................................... 561
14.5.3. OPC UA 的使用方法 ............................................................................................... 566
14.5.4. 常见问题 ................................................................................................................... 573
14.6. TwinCAT PLC 连接企业数据库 ................................................................................ 574
14.6.1. 概述 ........................................................................................................................... 574
14.6.2. TwinCAT Database Server 的安装和配置 .............................................................. 577
14.6.3. 从 PLC 调用功能块访问数据库 ............................................................................. 582
14.6.4. 例程 ........................................................................................................................... 591
14.7. TwinCAT 3 PLC HMI ................................................................................................. 591
14.7.1. 画面编辑 ................................................................................................................... 593
14.7.2. 常用功能的实现 ....................................................................................................... 604
14.7.3. 中文显示、多语言切换和图片显示 ....................................................................... 609
14.7.4. 安装、授权和全屏运行 ........................................................................................... 616
14.8. 组态软件 TwinCAT HMI ........................................................................................... 618
14.8.1. 功能介绍 ................................................................................................................... 618
14.8.2. 使用特点 ................................................................................................................... 622
15 Beckhoff 先进技术介绍 ...................................................................................................... 624
15.1 Matlab/Simulink................................................................................................................ 624
15.2 集成机器视觉 Tc Vision .................................................................................................. 628
15.3 Automation Interface ........................................................................................................ 629
15.4 IoT 技术 ............................................................................................................................ 631
附录 A ........................................................................................................................................... 635
系列教材................................................................................................................................... 635
个人公众号技术专题 ............................................................................................................... 635
配套文档汇总 ........................................................................................................................... 636
附录 B ........................................................................................................................................... 639
倍福官方资源汇总 ................................................................................................................... 639
倍福中国办事处联系方式 ....................................................................................................... 641

实例下载地址

TwinCAT 3.1 从入门到精通

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