Systembeschreibung XCx 300/500/540 - Schleicher Electronic

die Struktur der XCx
Betriebssystem
Unter dem Echtzeit-Multitask-Betriebssystem VxWorks laufen
die SPS- und CNC-Runtime sowie der optionale Webserver.
Die Projektierung der SPS erfolgt mit dem Windows-
Programmiersystem Multiprog, Inbetriebnahme und
Bedienung von CNC und SPS mit dem Programm
Schleicher-Dialog.
Mehr zu Betriebs- und Programmiersystemen auf Seite 41.
Koppelspeicher
Ein besonderes Highlight der XCx ist die direkte Kopplung
der CNC-Funktionen und der SPS nach IEC 61131-3 – eine
auf dem Markt praktisch einmalige Lösung. Das SPS- und
das CNC-System arbeiten zum Datenaustausch synchron
auf einen Koppelspeicher, wobei die SPS eine Masterfunktion
übernehmen kann. Im Multitask-Betriebssystem ist die SPS-
Task 6 mit der Interpolationstask der CNC-Steuerung synchronisiert.
Die Zykluszeit der Task 6 richtet sich dann nach
dem IPO-Takt der CNC.
Die Koppelspeicherdaten sind Variablen gemäß IEC 61131-3,
die bei der Projektierung in Multiprog als globale Variablen
deklariert werden. Sie sind standardmäßig dem OPC-Server
zugänglich und werden z.B. im Schleicher-Dialog angezeigt.
Die enge Verbindung des CNC- mit dem SPS-System ermöglicht
die Realisierung von komplexen Funktionsabläufen, die
mit getrennten CNC- und SPS-Steuerungen undenkbar
wären. So kann die SPS auch mit der Lageregelung synchronisiert
werden und Sensorsignale im Lageregeltakt wirksam
werden lassen. Damit lassen sich hochdynamische, sensorgeführte
CNC-Funktionen aufbauen:
• Ventilsteuerung abhängig von der Bahnbewegung
• Positionserfassung bei Interruptsignal
• Schweißstrom entsprechend der Bahngeschwindigkeit
Insbesondere ergibt sich hieraus die Möglichkeit für den
Maschinenbauer, alle CNC-Aktionen eines Endanwenders
durch ein SPS-Anwenderprogramm vor der Ausführung zu
überprüfen und gegebenenfalls Fehlermeldungen oder
Warnhinweise zu aktivieren.
Beispiel: Thermische Verlagerung
Um die durch betriebsbedingte Wärmedehnung verursachte
Positionsverschiebung zu kompensieren, wird an den entscheidenden
Stellen die Temperatur gemessen. Die SPS
berechnet daraus Korrekturwerte und sendet sie an die CNC,
die sie in ihre Interpolation einrechnet.
Multitask
Mit einem Echtzeit-
Multitask-Betriebssystems
wird die
Rechenleistung der SPS
prioritätsgesteuert
optimal für jede
Aufgabe eingesetzt. Eine
Task besteht aus
Programmbausteinen
und bekommt genauso
viel Zeit zugewiesen, wie sie zu ihrer Abarbeitung benötigt.
Damit wird keine wertvolle Leistung in unnötigen Wartezyklen
verschenkt. Darüberhinaus werden den Tasks unterschiedliche
Prioritätsstufen zugeordnet, die die Reihenfolge
der Bearbeitung gemäß ihrer Wichtigkeit sicherstellen:
• Überwachungstask (supervisor task level)
ermittelt Fehler (Division durch Null, Zeitüberschreitung
etc.) und aktiviert die entsprechende Betriebssystemtask.
• Anwender- und Defaulttask (user task level)
• Zyklische Tasks führen die ihnen zugewiesenen Programme
innerhalb eines definierten Zeitintervalls mit
vorgegebener Priorität aus. Die Task mit der höchsten
Priorität wird als erste aufgerufen.
• Ereignistasks werden vom Betriebssystem der XCx
gestartet, wenn bestimmte Ereignisse wie z.B. Interruptsignal,
CANopen- oder IPO-Task auftreten.
• Defaulttask wird dann aktiviert, wenn alle höherprioren
Anwendertasks abgearbeitet wurden.
• Betriebssystemtasks (system task level)
wie Kommunikation, Debugging, Speicherverwaltung und
Systemkontrolle laufen vom Anwender unbeeinflusst ab.
Task-Prioritäten
Die XCx unterstützt 18 Anwendertasks. In den schnellen
hochprioren Tasks werden die zeitkritischen Programme des
Maschinenablaufs gesteuert. In den mittleren Tasks können
umfangreiche Benutzerführungen und in den niederprioren
Tasks zeitunkritische Überwachungsprogramme bearbeitet
werden. Die Tasks werden in der Reihenfolge ihrer Priorität
behandelt. Dadurch ist sichergestellt, dass die kritischen
Prozesse zuerst und vollständig abgearbeitet werden. Die
weniger kritischen Prozesse werden in der verbleibenden
Zeit gemäß ihrer Priorität bearbeitet.
Beispiel: SPS-Programm mit drei Tasks
Task 1 • Zykluszeit 1 ms • Bearbeitungszeit 0,3 ms
Task 2 • Zykluszeit 2 ms • Bearbeitungszeit 0,5 ms
Task 3 • Zykluszeit 4 ms • Bearbeitungszeit 1,5 ms
Systembeschreibung XCx 300 / 500 / 540 17