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TwinCat3入门教程
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更新于2023-03-16
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本文是倍福控制器的开发软件TwinCat3的入门教材,对于初次使用倍福控制器的技术人员可以有很好的指导作用
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TwinCAT 3 入门教程
Version 3.1
毕孚自动化设备贸易(上海)有限公司
2017 年 5 月
1
前言
TwinCAT3 是基于 PC 的控制软件并且它开启了一个新的时代,是倍福公司历
史上又一个里程碑。
特别是在高效的工程领域中 TwinCAT3 将模块化思想以及其灵活的软件架构,
融入到整个平台。
几乎每一种控制应用程序都能在 TwinCAT3 中实现。从印刷设备、木工设备、
塑料机械或门窗设备、风力发电机和实验台,亦或是楼宇,诸如剧院,以及运动
场,一切都可以通过 TwinCAT3 实现自动化。
用户可以选择不同的编程语言来实现这些应用。除了经典的 PLC 编程语言的
IEC 61131-3,用户现在也可以用高级语言 C 或 C++,以及 MATLAB®/ Simulink®。
整合了运动功能从而简化了工程项目,以及全新的安全应用编辑更加人性化。
这些以及更多的特性都证明了为什么 TwinCAT3 也名为扩展的自动化。
本书针对任何想要学习倍福 TwinCAT3 软件如何实现基于 PC 控制编程的读
者,阅读本书需要预先具备 IEC61131-3,C/C++或 MATLAB®/ Simulink®中至少一种
编程语言的知识。
本书内容的架构安排如下:
第一章介绍 TwinCAT3 软件架构,如何选择合适的 Visual Studio,以及如何安
装帮助系统。
第二章介绍了 TwinCAT3 试用版授权以及完整版授权激活方式,同时介绍了
两种全新硬件授权设备的介绍和使用。
第三章介绍了 TwinCAT3 中如何扫描硬件,以及虚拟层和物理层直接的连接
如何实现。
第四章围绕 IEC61131-3 的概念展开了说明,讲述了 IEC61131-3 标准的核心概
念,语法以及 IEC61131-3 新标准扩充的部分。
第五章介绍如何创建一个 TwinCAT3 项目,并且选择 ST(结构文本)语言进
行简单编程,调用功能块,在线检测与调试的过程。
第六章介绍如何选择 PLC 中自带的 HMI 功能编辑一个完整的界面,并且实现
全屏显示,用户管理,网页浏览等功能。
第七章讨论如何在 TwinCAT3 配置运动控制功能,并且实现硬件配置、简单
调试、故障排除,同时结合 PLC 中的功能块实现各种控制功能。
第八章全面介绍 TwinCAT3 中 Measurement 功能的使用,包括如何创建一个
有效的示波器,如何进行 YT 和 XY 的曲线、Bar 柱状图查看,以及 reporting,
cursors,trigger 和 saving data 等功能。
第九、十章讲述了 TwinCAT3 库管理和源代码管理,可以学习在 TwinCAT3 平
台如何实现库的创建和管理,以及源代码上载和下载,自启动项创建的过程,针
对多版本切换也有详细介绍。
第十一章主要针对于原本一些 TwinCAT2 的客户,希望实现代码移植转换到
TwinCAT3 中,那可以通过本章节学习到转换的步骤,以及一些注意点。
第十二章讲述了工业安全是如何在 TwinCAT3 中完美呈现的,主要是对于如
何进行安全功能的搭建,安全逻辑的编写进行详细介绍。
2
第十三章介绍了当今流行的 OPC UA 标准在 TwinCAT3 中的应用,分别介绍
PLC 中的变量,IO task 中的变量以及 C++中的变量作为 OPC UA server 的案例,以
及如何在 TwinCAT3 配置 client 的方法,通过几个案例学习不同 IPC 之间利用 OPC
UA 如何进行通信。
第十四章介绍了高速实时以太网——EtherCAT,对 EtherCAT 基础性能和网络
错误信息诊断进行了介绍,同时也讲解了如何在工控机上手动安装 EtherCAT 驱
动的步骤。
本书所有的内容都会不间断更新,如果想获取更新的教材可以通过访问 FTP
获取到,当然本书所有配套的案例程序也会在此 FTP 中供所有读者免费获取。
FTP 地址:ftp://ftp.beckhoff.com.cn/TwinCAT3/TC3_training/
欢迎对本书的结构、内容提出意见和建议,请发邮件至:
y.yang@beckhoff.com.cn
最后感谢李诗语对第四章部分内容的编写,吴静雯对第六章的编辑,张立文
对第七章的编写,江星睿对第八章的编辑,梁霄对第十二章的编写,以及周耀纲
对全书内容的审核。
杨煜敏
2015 年 12 月 1 日
3
目录
一、 TwinCAT3 安装........................................................................................................... 5
1. TwinCAT3 软件概述及安装 ....................................................................................... 5
二、 TwinCAT3 的授权激活 ............................................................................................... 9
1. 试用版授权激活 ........................................................................................................ 9
2. IPC/EPC 中的完整版授权激活 ................................................................................ 12
3. Dongle 的使用与授权的激活 ................................................................................. 16
4. 申请授权报错汇总 .................................................................................................. 21
三、 TwinCAT3 扫描 IO 变量连接 ................................................................................... 23
1. 连接目标控制器 ...................................................................................................... 23
2. 扫描 IO 以及变量连接 ............................................................................................ 27
四、 TwinCAT3 编程语言的 IEC61131-3 标准 ................................................................ 39
1. IEC61131-3 的发展和优势 ...................................................................................... 39
2. IEC61131-3 的内容 .................................................................................................. 39
五、 TwinCAT3 PLC 简单程序编写与调试 ...................................................................... 49
1. PLC 简单程序编写 ................................................................................................... 49
2. PLC 程序调试 ........................................................................................................... 56
六、 TwinCAT3 PLC HMI 可视化编程 .............................................................................. 60
1. 可视化项目简介 ...................................................................................................... 60
2 TwinCAT3 PLC HMI 在 XP 和 WIN7 系统中的全屏显示方法 ................................. 87
3 在 CE 操作系统上的全屏显示方法 ........................................................................ 91
4 TwinCAT3 Recipe 功能的实现 ................................................................................. 98
5 TwinCAT3 HMI 用户管理 ...................................................................................... 105
6 TwinCAT3 HMI-Web 使用方法 .............................................................................. 109
七、 运动控制介绍 ........................................................................................................ 115
1. TwinCAT NC PTP 系统介绍 .................................................................................... 115
2. TwinCAT NC PTP 硬件配置 .................................................................................... 117
3. PLC Control 编程控制电机 ................................................................................... 129
4. 电子凸轮表功能 .................................................................................................... 146
4
八、 TwinCAT-3 Scope View 的使用 .............................................................................. 157
1. TwinCAT 3-scope view 的加载和简单使用 ........................................................... 157
2. TwinCAT 3-Scope View 的 reporting 功能 ............................................................. 191
3. TwinCAT 3-scope view 的 cursors 功能 ................................................................ 196
4. TwinCAT 3-scope view 的 trigger 功能 ................................................................. 198
5. TwinCAT 3-Scope View 的 Saving and Exporting data .......................................... 207
九、 TwinCAT3 库管理 ................................................................................................... 211
1. TwinCAT3 中的库管理 ........................................................................................... 211
2. TwinCAT3 中新建和安装自己创建的库 ............................................................... 215
十、 TwinCAT3 源代码管理 ........................................................................................... 220
1. TwinCAT3 源代码管理 ........................................................................................... 220
2. TwinCAT3 源代码保存 ........................................................................................... 223
3. TwinCAT3 多版本切换 ........................................................................................... 233
4. TwinCAT3 Project Compare ................................................................................... 235
十一、 TwinCAT2 项目到 TwinCAT3 转换 ..................................................................... 240
1. 库文件转换 ............................................................................................................ 240
2. 项目转换 ................................................................................................................ 243
3. 单独转换程序文件 ................................................................................................ 248
十二、 TwinSAFE 安全模块使用 ................................................................................... 250
1. 实验设备介绍 ........................................................................................................ 250
2. 软件设置 ................................................................................................................ 250
3. 软件调试 ................................................................................................................ 268
4. 实验现象 ................................................................................................................ 269
5. 常见问题解答 ........................................................................................................ 270
十三、 OPC UA 使用 ..................................................................................................... 272
1. Function 的安装 ..................................................................................................... 272
2. PLC runtime 如何作为 OPC UA server .................................................................. 273
3. 对于 IO task 中变量进行 OPC UA 通信 ................................................................ 279
4. 如何在 C++中变量进行 OPC UA 通信 .................................................................. 281
十四、 EtherCAT 性能介绍及诊断 ................................................................................ 284
1. EtherCAT 性能介绍及诊断 .................................................................................... 284
2. EtherCAT 驱动安装步骤 ........................................................................................ 294
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