支持.NET代碼的IEC 61131 PLC運(yùn)行時(shí)系統(tǒng)：ProConOS eCLR

ProConOS eCLR是開放式標(biāo)準(zhǔn)化PLC運(yùn)行時(shí)系統(tǒng)，符合IEC 61131標(biāo)準(zhǔn)，可執(zhí)行不同的自動(dòng)化任務(wù)（PLC、PAC、運(yùn)動(dòng)控制、CNC、機(jī)器人和傳感器）。

通過采用國際標(biāo)準(zhǔn)的微軟中間語言（簡(jiǎn)稱為MSIL/CIL，符合IEC/ISO 23271標(biāo)準(zhǔn)）作為設(shè)備接口，可使用C?；?/span>IEC 61131標(biāo)準(zhǔn)語言對(duì)ProConOS eCLR編程。

ProConOS eCLR一覽：       

• 科維軟件基于嵌入式平臺(tái)的CLR專屬系統(tǒng)開發(fā)

• 用IEC 61131或C#語言編程

• 支持實(shí)時(shí)、多任務(wù)和事件功能

• 小尺寸（< 100 Kbytes）

• 可以很方便地移植到其它CPU處理器（32/64位）

緊湊型嵌入式PLC解決方案

無論是否具有底層操作系統(tǒng)，ProConOS eCLR均提供了用于實(shí)現(xiàn)基于嵌入式平臺(tái)的PLC所需全部功能：多任務(wù)能力、支持SystemEvents、提供用于通信、調(diào)試和監(jiān)控的設(shè)備接口。

狀態(tài)機(jī)定義明確，確保最大化的透明度，并保證PLC程序在系統(tǒng)調(diào)用過程中的安全執(zhí)行。PLC功能包還包括OPC功能、保持型變量和系統(tǒng)變量處理。

全面的PLC功能

• PLC、運(yùn)動(dòng)控制、CNC， HMI

• 多任務(wù)處理，最高支持16個(gè)用戶任務(wù)的搶占式調(diào)度。

• 用于處理外部事件和系統(tǒng)事件的不同類型任務(wù)。

• 每個(gè)PLC任務(wù)均可由看門狗監(jiān)視。也可以在違反實(shí)時(shí)性規(guī)則的情況下執(zhí)行用戶任務(wù)。

• 定義明確的狀態(tài)機(jī)實(shí)現(xiàn)最大化的透明度。

• 用于直接操作硬件的系統(tǒng)變量。

• 標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備接口，用于調(diào)試、診斷和監(jiān)控（見下文）。

• 通過bootproject的典型PLC啟動(dòng)。

支持各種平臺(tái)目標(biāo)

ProConOS eCLR可以移植到32位或64位CPU處理器系統(tǒng)中。采用C＃語言編寫的固件獨(dú)立于硬件平臺(tái)，移植方便。

由于其占用的空間較?。s100 Kbytes），可以移植到大多數(shù)的嵌入式系統(tǒng)中。 

支持的目標(biāo)

• X86

• NIOS II/III

• MIPS64

• ARM7/ARM9/ARM11 

• SH2/SH3/SH4

• PowerPC e300/e600

• Cortex M3/M4/A5/A8/A9

• 如有需要，可提供其它型號(hào)的CPU。

移植：接口種類齊全，系統(tǒng)開發(fā)人員可實(shí)現(xiàn)特定制造商的擴(kuò)展。通過ProConOSeCLR Developer Toolkit，實(shí)現(xiàn)可擴(kuò)展的移植。

Microsoft .NET CLR是技術(shù)基礎(chǔ)

ProConOS嵌入式CLR基于Microsoft .NET技術(shù)，采用預(yù)（AOT）編譯器。該編譯器不僅可根據(jù)要求，還可提前編譯中間代碼CIL（通用中間語言）。這樣，嵌入式CLR就為客戶提供了實(shí)時(shí)的嵌入式應(yīng)用！此外，由于執(zhí)行了真正的機(jī)器代碼，其運(yùn)行速度變得極快。

IEC兼容且可用C#語言編程

自1993年發(fā)布以來，IEC 61131成為自動(dòng)化和PLC編程領(lǐng)域內(nèi)公認(rèn)的標(biāo)準(zhǔn)。

該標(biāo)準(zhǔn)定義了自動(dòng)化設(shè)備的結(jié)構(gòu)、所用的編程語言以及數(shù)據(jù)類型，允許獨(dú)立開發(fā)PLC應(yīng)用并確?？梢苿?dòng)性。這是IEC 61131標(biāo)準(zhǔn)僅有的兩個(gè)優(yōu)點(diǎn)。

但對(duì)于.NET領(lǐng)域IEC 61131標(biāo)準(zhǔn)的兼容性不夠。如今在.NET領(lǐng)域內(nèi)使用的編程語言，首先必須支持C#語言。

高性能和實(shí)時(shí)能力

• 由于采用集成AOT（預(yù)編譯器），具有實(shí)時(shí)功能

• 由于采用本地機(jī)器碼，具有極高的指令執(zhí)行速度
  性能數(shù)據(jù)（摘錄）：
  在各平臺(tái)上執(zhí)行1000條邏輯算術(shù)語句的性能數(shù)據(jù)如下：
  - NIOS II 64MHz: 85 &micro;s
  - Pentium I 150 MHz: 24 &micro;s
  - AMD Athlon 2.2 GHz: 0.5 &micro;s
  - MIPS 64 400 MHz: 25 &micro;s
  - Cortex-M3 72MHz: 33 &micro;s

• 最小化的系統(tǒng)開銷，保證對(duì)外部事件做出快速確定的響應(yīng)。

通信、調(diào)試和試運(yùn)行

• 多客戶端連接到若干MULTIPROG和/或OPC服務(wù)器。

• 通信接口，可供下載（和上傳）應(yīng)用程序映像，以及（冷/暖/熱）啟動(dòng)和關(guān)閉PLC。

• 監(jiān)控/調(diào)試接口：
  - 變量狀態(tài)顯示
  - 覆蓋/強(qiáng)制變量和配方
  - 斷點(diǎn)
  - 單步
  - 實(shí)時(shí)邏輯分析
  - 在線更改下裝

非易失性PLC數(shù)據(jù)

• 保持型變量處理能力，即使保留變量已經(jīng)改變也可執(zhí)行暖啟動(dòng)。

• 可適用硬件相關(guān)的NVRAM

標(biāo)準(zhǔn)I/O驅(qū)動(dòng)程序

• 通過I/O映像存儲(chǔ)區(qū)，實(shí)現(xiàn)任務(wù)同步I/O讀取。

• 支持智能型現(xiàn)場(chǎng)總線控制器。

• 可適配特定I/O接口。

ProConOS eCLR：可與現(xiàn)場(chǎng)總線或以太網(wǎng)現(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)配合

ProConOS嵌入式支持

• 基于以太網(wǎng)的實(shí)時(shí)現(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)，例如EtherCat、Ethernet/IP、Powerlink、PROFINET和SERCOS III以及

• 先進(jìn)的現(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)，例如CANopen和DeviceNet

ProConOS eCLR：運(yùn)動(dòng)解決方案

通過IEC 61131 PLC運(yùn)行期系統(tǒng)ProConOS MC，科維軟件已將運(yùn)動(dòng)控制集成到PLC運(yùn)行系統(tǒng)：ProConOS eCLR中。

通過使用IEC 61131 PLC語言可在MULTIPROG中對(duì)順序和運(yùn)動(dòng)控制進(jìn)行編程。PLCopen定義的不同運(yùn)動(dòng)的功能塊通過庫的形式進(jìn)行調(diào)用。

IEC 61131中用于機(jī)器和系統(tǒng)控制的運(yùn)動(dòng)功能

運(yùn)動(dòng)解決方案的優(yōu)勢(shì)一覽：

• MULTIPROG是一種集成的PLC和運(yùn)動(dòng)功能編程工具：
  所有的運(yùn)動(dòng)功能都可通過任何IEC 61131編程語言以PLCopen功能塊的形式實(shí)現(xiàn)。該IEC 61131編程工具提供集成運(yùn)動(dòng)控制庫，減少了不必要的軟件工具，節(jié)約了編程工作量，極大地方便了編程工作。

• 此外，通過將工業(yè)PC作為普通平臺(tái)實(shí)現(xiàn)控制和可視化，進(jìn)一步增強(qiáng)了對(duì)現(xiàn)有軟硬件的適配性，例如可對(duì)接更多的接口和設(shè)備。

• 運(yùn)動(dòng)解決方案直接處理運(yùn)動(dòng)功能的所有參數(shù)。因此，在調(diào)用相關(guān)功能塊時(shí)候，參數(shù)可直接激活而無需被傳輸?shù)较鄳?yīng)的軸。

• 部署科維軟件經(jīng)驗(yàn)證的可用的核心技術(shù)。

• 經(jīng)認(rèn)證符合PLCopen。

• 兼容標(biāo)準(zhǔn)和推薦標(biāo)準(zhǔn)，如OMAC和PLCopen。

• 通過使用PLCopen FB，只需更改部分控制器即可以實(shí)現(xiàn)諸如單軸運(yùn)動(dòng)、電子齒輪、電子凸輪盤或飛鋸等的運(yùn)動(dòng)功能。

支持PLCopen運(yùn)動(dòng)控制功能塊

科維軟件的運(yùn)動(dòng)解決方案經(jīng)認(rèn)證符合PLCopen且完全符合該規(guī)定的所有要求。運(yùn)動(dòng)控制功能塊（根據(jù)第2版定義）已完全實(shí)現(xiàn)，在MULTIPROG編程工具以庫形式提供所有IEC 61131語言。功能塊包括單軸運(yùn)動(dòng)、電子齒輪和電子凸輪盤。通過這些功能塊，只需更改部分控制器即可實(shí)現(xiàn)如飛鋸等的運(yùn)動(dòng)功能。

PLCopen第一部分2.0版本所有可用的功能塊：

ProConOS eCLR運(yùn)行時(shí)系統(tǒng)適配目標(biāo)硬件

ProConOS嵌入式CLR可以快速移植到16位、32位或64位CPU處理器系統(tǒng)中。采用C＃語言編寫的固件獨(dú)立于平臺(tái)，移植方便。

由于將C＃用于嵌入式設(shè)備，約80％的代碼可獨(dú)立于硬件開發(fā)（托管代碼），僅有約20％依賴于硬件（硬件驅(qū)動(dòng)器），以C或C 語言編寫（非托管代碼）。這大大降低了開發(fā)設(shè)備軟件時(shí)的難度，并允許將不同的自動(dòng)化應(yīng)用集成至一臺(tái)設(shè)備。

為了避免由于硬件原因，限制對(duì)不同嵌入式平臺(tái)的移植，ProConOS嵌入式CLR的低內(nèi)存需求是更重要的方面。占用空間約100Kbytes（根據(jù)實(shí)際所有的平臺(tái)而定），可在現(xiàn)有全部的嵌入式系統(tǒng)上使用。

Developer Toolkit功能概述

ProConOS eCLR開發(fā)工具包支持將ProConOS eCLR移植到特定的目標(biāo)硬件；帶有豐富的eCLR API（應(yīng)用程序接口），可集成附加功能。該工具包包括一本開發(fā)手冊(cè)，手冊(cè)詳細(xì)描述了API所有的功能。

通過該接口，開發(fā)人員能夠利用以下特性：

• 集成非易失性（保持型）內(nèi)存

• 創(chuàng)建與集成I/O驅(qū)動(dòng)程序

• 創(chuàng)建與集成MULTIPROG固件庫（功能塊和功能）

• 創(chuàng)建與集成原生固件庫

• 創(chuàng)建與集成文件設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序

• 創(chuàng)建與集成文件設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序

• 使用過程數(shù)據(jù)目錄功能

• 集成共享內(nèi)存段

該工具包包括： MULTIPROG Pro、ProConOS eCLR和ProConOS OPC服務(wù)器各自的運(yùn)行版本許可。

ProConOS eCLR Developer Toolkit：產(chǎn)品描述和開發(fā)要求

• ProConOS eCLR核心庫
  ProConOS eCLR內(nèi)核由eCLR核心庫構(gòu)成。這些庫以對(duì)象庫的形式存在。為實(shí)現(xiàn)CPU、操作系統(tǒng)和編譯器特定組合，可對(duì)這些庫進(jìn)行編譯和鏈接。

• eCLR示例包含用C#語言編寫的類庫示例
  Win32 Console應(yīng)用：運(yùn)行eCLR運(yùn)行時(shí)軟件的進(jìn)程包括用C 語言編寫的本機(jī)示例庫和I/O驅(qū)動(dòng)器、不同本機(jī)固件接口的C#代碼示例、各種IEC 61131功能塊、接口以及MULTIPROG直接尋址的共享內(nèi)存區(qū)的C#代碼示例。此代碼可用作模板。此外，還提供ProConOS eCLR I/O接口的C#源代碼。

• 本地代碼庫生成器工具
  該工具通過C 語言編寫原生固件模塊，推導(dǎo)出C＃接口定義，可用于&ldquo;補(bǔ)充&rdquo;任意需要功能。

• 針對(duì)開發(fā)人員和用戶的文檔
  您可收到ProConOS eCLR API功能的全套中英文資料。

開發(fā)要求：除了ProConOS eCLR Developer Toolkit，還需要開發(fā).NET平臺(tái)環(huán)境（Microsoft免費(fèi)提供MS Visual Studio 2008 Express）。

MULTIPROG定制工具包

MULTIPROG移植工具包是ProConOS開發(fā)者工具包的一部分，內(nèi)含移植PROConOS eCLR特定擴(kuò)展功能至IEC 61131 MULTIPROG編程系統(tǒng)所需的所有工具和文檔。