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X20CP1382属于贝加莱紧凑型Compact CPU系列,从2016年一出世就自带“网红”气质。作为贝加莱高性价比的产品之一,X20CP1382完美结合了PLC通用控制平台和运动控制功能,配合贝加莱通讯高度开放的特点,成为市场上少见的没有短板的全能产品。
贝加莱的控制系统是基于PC架构的,因此,其选型与传统PLC具有不同之处,因为其任务周期计算并非按照单循环扫描方式,而是按照CPU的任务等级进行划分。
贝加莱的控制器针对不同的场景分为X20系列、基于HMI的控制、工业PC、Mobile Automation系列,与市面上传统PLC有很多显著的区别,对比见表1。这些性能特点决定了贝加莱控制器可适用于针对高级的机器控制任务编写算法,并且具有开放的网络连接以及远程服务能力。其最具代表性的,市面上较为主流、性价比超高的就是明星产品X20CP1382。
项目 | 贝加莱PLC | 传统PLC |
操作系统 | 定性分时多任务操作系统+Windows | 无操作系统 |
存储能力 | 512MB RAM 可插入CF卡 | 16位-512kB 32位-1G寻址 |
运动控制能力 | 直接运动控制算法 | 需额外运动控制模块 |
回路调节能力 | 支持多路回路调节 | 逻辑控制为主 |
语言支持能力 | IEC61131-3 C/C++/Basic | IEC61131-3 |
总线支持 | 标配POWERLINK 支持主流总线 | 各家总线不同 |
图形显示 | 支持 | 不支持 |
Web技术 | 支持 | 不支持 |
FTP服务器 | 支持 | 不支持 |
OPC UA over TSN | 支持 | 目前大部分还不支持 |
表1:贝加莱PLC与传统PLC的比较
1、产品介绍
先看硬件:
再看系统:
图3:X20CP1382接口图
丰富的接口也是贝加莱产品的一大特点:
背板总线X2X
1x以太网接口
1x Powerink接口:
2x USB2.0接口:
支持U盘下载程序,保存数据。
1x CAN总线接口:
1x RS232接口:
1x扩展插槽:
图4:X20 IO引脚图
X20CP1382本体自带18路数字量输入,12路数字量输出,2路模拟量输入。
高速输入可以配置为2路AB编码器输入或1路ABR编码器输入
高速输出可以配置为4路PWM输出或2路脉冲+方向输出
2、形神兼备的软件平台——
贝加莱Automation Studio
图5:贝加莱软件架构
一个软件对应所有产品是贝加莱Automation Studio平台一贯的理念。
Automation Studio(以下简称AS)平台不仅是一个开发软件,它是包含编程、诊断、运动控制、HMI、安全Safety的完整平台。
AS平台的开发语言支持IEC标准的六种开发语言(LAD,IL,ST,FBD,CFC,SFC),除此外还支持C/C++语言开发,以及贝加莱自创的Automation BASIC语言开发。
强大的HMI开发工具支持所见即所得的方式开发人机界面,由于和PLC开发同在AS平台下,显示控件的变量连接变得极为方便。集成的VNC服务器可以实现方便的远程界面访问。除了传统的人机界面开发方式,还可以开发基于HTML5的人机界面,解锁无限可能。
最后不得不提的是贝加莱的运动控制:
灵活的凸轮编程可以应付最复杂苛刻的包装设备的需求;
SDC控制可以把不同的设备,无论是伺服,步进,液压缸或是虚轴都整合在同一个虚拟网络中,在同一个运动控制平台下实现复杂的插补或同步。
3、实用案例
X20CP1382自2016年推出至今有四年多时间了,是贝加莱控制器的明星,其广泛适用于各行各业,目前用量较为集中的行业:光伏、电子、塑料、风电、包装等。
设备介绍:
配置:
方案说明:
5个ABB伺服分别控制主传送带,传送带1,传送带2,水平推入,同步推出。
运动控制功能包括虚拟主轴,电子凸轮。
跟随外部主轴编码器(ABZ/SSI/CANopen),实现在主轴运动过程中,指定相位无扰动启停。
通过PLC内置的modbus TCP从站功能连接第三方HMI。
设备介绍:
配置:
windows平台工控机做视觉检测算法和HMI。上位机通过UDP/TCP通讯和PLC交换数据。
PLC执行伺服运动控制,光源输出,相机拍照,剔废动作。
由于X20CP1382的高可靠性和高实时性。可以与上位机的windows平台下客户自行开发的软件或Labview等进行高速数据交换。通讯周期设定为5ms,PLC端数据处理的周期为1ms。
这个方案把上位机的强大图像处理能力和PLC的实时,稳定,易扩展的特性结合起来,满足了客户多方面的需求。
设备介绍:
配置:
方案说明:
X20CP1382自带一路CAN总线,可以配置为CANopen。同时还可以通过在插槽中插入一块X20IF2772通讯卡扩展2路CAN/CANopen总线。通过这3路CAN总线总共连接了12个CANopen总线伺服,每路CAN总线只连接4个从站,可以保证较短的通讯周期。
由于这12个伺服都仅需实现点到点运动,不需要同步或电子凸轮。所以项目中没有应用贝加莱的SDC控制技术。仅用标准的DS402方式控制伺服的运动。这种控制方式对PLC的CPU资源占用非常小。
与上位机Windows软件的通讯通过UDP方式实现,通讯周期设定为20ms,每个周期交换超过3000个字节的数据。
上位机规划好路径文件后,存放在上位机本地磁盘的固定目录下。并把此目录设定为文件共享目录。CP1382可以通过windows共享目录的路径,通过网络直接访问对应目录下的文件。文件读入CP1382内存后,经检查无误就可以按照路径文件的设定轨迹进行加工。这种控制方式极大的提高了系统的可靠性,即使在加工过程中上位机死机或重启,PLC都可以不受影响的控制机器完成生产任务。避免了死机可能造成的巨大生产损失。
贝加莱提供了丰富的车载总线支持库,包括针对J1939协议的mappJ1939库,针对CANopen的asCANopen库,针对非标CAN总线设备的ArCAN库。通过这些库,可以实现灵活的集成能力,再配合上贝加莱的SDC通用运动控制功能,强大的网络通讯能力,文件处理能力,C/C++的算法移植的潜力,将会给车载控制器带来新的应用场景。
4、总结
贝加莱控制器由于基于PC架构,在控制形式上也是较为丰富的,有与传统PLC PK的X20系列、还有基于HMI的控制、工业PC、Mobile Automation系列,但是根据自己多年项目经验积累,尤其推崇这款一款高性价比、几乎没有短板的产品X20CP1382。不但可以用在不同的工控行业和应用场合,尤其作为一款集成了运动控制功能的PLC,是非常有竞争力的。
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