谈对德国倍福(BECKHOFF)新一代嵌入式PC CX1000的认识
日期：2006-5-6 0:12:20 来源：本文摘自《PLC&FA》
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作为专业的自动化设计和制造公司，德国倍福(Beckhoff)公司提出了一种新的理念:为什么我国不可以制造出一种基于工业PC和PLC之间的嵌入式PC。这就是今天要说道的嵌入式PC CX1000.Beckhoff 的CX1000 。新产品是针对需要带有工业PC特性和计算性能的功能，并且不打算购买整台PC机的客户而设计的。它很好地结合了两个领域:工业PC和硬件PLC。不仅兼容了传统PLC的所有功能，而且还有运动控制和组态(HMI)功能，我们称之为“导轨式的三位一体化多功能控制器”，可广泛用于机械设备控制，楼宇，注塑，冶金，汽车制造，污水处理，远程监控等各个领域。
倍福的PLC(CPU)分为四个层次，由小到大分别是:BC系列，BX系列，CX系列,和运行在IPC上的TWINCAT PLC.这四个层次的PLC不论其硬件结构、规模都使用同一个自动控制软件包TwinCAT来进行配置和编程。同我们日常所见到的PC机一样，CX1000包括两个部分:CX1000 CPU和CX1000的系统接口。
CX1000 CPU模块是CX系统的基本模块(见图1)，内部采用时钟频率为266MHz的奔腾MMX处理器，内存可以扩展到32M闪存/128MRAM。再配上Microsoft Windows CE.NET 或Microsoft 嵌入式Windows XP操作系统就把CX1000系统转化成一个功能强大的PLC和运动控制系统。如果再配上显示终端和鼠标，键盘就不仅可以达到控制、而且也能达到监视的目的，由于配备了操作系统，它的通讯功能也是令人叹为观止的，如果再把一根网线插在CPU模块以太网连接口上，便可以随意的上网。
(1) USB/DVI接口模块CX1000-N001:可连接BECKHOFF的控制面板或标准显示器以及键盘，鼠标，触摸屏等。
(2) COM2/COM3接口模块CX1000-N002:主要用于提供2个附加的串行接口，最大传输速度为115K
(3) 音频接口模块CX1000-N003: 主要提供音频输入输出接口。
(4) 视频接口模块CX1000-N004: 主要提供视频的输入输出。
把一台CX1000分成4套PLC独立运行，这4套PLC具有独立的端口地址，其内部资源(如计数器，定时器，存储区，全局变量等)完全独立，互不相关，相互之间的数据访问也要通过专门的ADS指令，而不是直接的数据调用。各套PLC可以单独控制其启动和停止。这在工程上大大降低了资源冲突的风险。例如有一个大的项目，如果项目经理把编程任务分配给4个工程师去做，用别的PLC的话我们可能要花很多的时间来分配PLC的资源(计数器，定时器，存储区)使它们不会发生冲突。而这样的情况在CX1000上绝对不会发生。
而且每个PLC又可以设4个独立的任务等级，每个任务等级可以自由调用程序。每个任务等级的循环周期可以自由定义，根据处理器的速度，最快可以将循环周期设定为50μs。而在传统的PLC中，启动时立即执行的程序只有一个，其它程序都要通过这个入口来调用。而CX1000支持多任务功能，用户可以非常方便的处理需要快速执行的任务。并且循环周期可以自由设定。
由于借用了PC处理器这样工业应用就可以共享商业PC处理器技术的成果，使速度更快，而无需控制系统的结构和程序。例如，执行1000条代码指令，用传统的PLC需要1500μs，而使用CX1000，266MHz的CPU，仅需要54μs。
1 引言
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作为专业的自动化设计和制造公司，德国倍福(Beckhoff)公司提出了一种新的理念:为什么我国不可以制造出一种基于工业PC和PLC之间的嵌入式PC。这就是今天要说道的嵌入式PC CX1000.Beckhoff 的CX1000 。新产品是针对需要带有工业PC特性和计算性能的功能，并且不打算购买整台PC机的客户而设计的。它很好地结合了两个领域:工业PC和硬件PLC。不仅兼容了传统PLC的所有功能，而且还有运动控制和组态(HMI)功能，我们称之为“导轨式的三位一体化多功能控制器”，可广泛用于机械设备控制，楼宇，注塑，冶金，汽车制造，污水处理，远程监控等各个领域。
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2 倍福CX1000系列硬件简介W1WW_P4LCJS_COM－PLC－技.术_网
2.1 倍福的PLC的层次结构
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倍福的PLC(CPU)分为四个层次，由小到大分别是:BC系列，BX系列，CX系列,和运行在IPC上的TWINCAT PLC.这四个层次的PLC不论其硬件结构、规模都使用同一个自动控制软件包TwinCAT来进行配置和编程。同我们日常所见到的PC机一样，CX1000包括两个部分:CX1000 CPU和CX1000的系统接口。
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CX1000 CPU模块是CX系统的基本模块(见图1)，内部采用时钟频率为266MHz的奔腾MMX处理器，内存可以扩展到32M闪存/128MRAM。再配上Microsoft Windows CE.NET 或Microsoft 嵌入式Windows XP操作系统就把CX1000系统转化成一个功能强大的PLC和运动控制系统。如果再配上显示终端和鼠标，键盘就不仅可以达到控制、而且也能达到监视的目的，由于配备了操作系统，它的通讯功能也是令人叹为观止的，如果再把一根网线插在CPU模块以太网连接口上，便可以随意的上网。
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图1 CX1000-基本CPU模块面板图
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2.2 倍福PLC(CPU)的接口WWcW_PLCJS_COM－PLC－技.术_网
CX1000由于内置了操作系统，它的接口也是丰富多彩的，包括有标准监视器, 打印机，扫描仪，鼠标，键盘和BECKHOFF专门提供的专用接口模块(见图2):
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图2 部分接口模块的面板图
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(1) USB/DVI接口模块CX1000-N001:可连接BECKHOFF的控制面板或标准显示器以及键盘，鼠标，触摸屏等。
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(2) COM2/COM3接口模块CX1000-N002:主要用于提供2个附加的串行接口，最大传输速度为115K
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(3) 音频接口模块CX1000-N003: 主要提供音频输入输出接口。
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(4) 视频接口模块CX1000-N004: 主要提供视频的输入输出。
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3 倍福CX1000嵌入式PC的新特点WWW_PLCJS※COM－PLC－技.术_网(可※编程控※制器技术门户)
3.1 一台CX1000上，最多可以有4套PLC
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把一台CX1000分成4套PLC独立运行，这4套PLC具有独立的端口地址，其内部资源(如计数器，定时器，存储区，全局变量等)完全独立，互不相关，相互之间的数据访问也要通过专门的ADS指令，而不是直接的数据调用。各套PLC可以单独控制其启动和停止。这在工程上大大降低了资源冲突的风险。例如有一个大的项目，如果项目经理把编程任务分配给4个工程师去做，用别的PLC的话我们可能要花很多的时间来分配PLC的资源(计数器，定时器，存储区)使它们不会发生冲突。而这样的情况在CX1000上绝对不会发生。
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而且每个PLC又可以设4个独立的任务等级，每个任务等级可以自由调用程序。每个任务等级的循环周期可以自由定义，根据处理器的速度，最快可以将循环周期设定为50μs。而在传统的PLC中，启动时立即执行的程序只有一个，其它程序都要通过这个入口来调用。而CX1000支持多任务功能，用户可以非常方便的处理需要快速执行的任务。并且循环周期可以自由设定。
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3.2 借助PC处理器可快速执行命令
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由于借用了PC处理器这样工业应用就可以共享商业PC处理器技术的成果，使速度更快，而无需控制系统的结构和程序。例如，执行1000条代码指令，用传统的PLC需要1500μs，而使用CX1000，266MHz的CPU，仅需要54μs。
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