TwinCAT User Mode,非实时 Runtime

显示全部楼层 · 2024-11-7 08:03:39

TwinCAT 3.1.4026中新增了User Mode（简称UM），非实时的Runtime功能，用于执行没有实时性要求的TwinCAT 程序。

1. 原理

相对于标准的 TwinCAT Realtime Runtime（简称RM）, UM最大的区别是它由Windows系统调度而不是实时核。

在每一个Base Time 中，它占用的是Windows时间而不是TwinCAT RT的时间：

它的好处是运算量再大，也不会有超时错误，更不会影响实时核上其它运算。

2. 工作模式

UM有3种工作模式：周期（Cyclic)，外部触发（External Control），和立即执行（FastAsPossible）。

Cyclic是UM Runtime启动后的默认模式，类似RM的分时多任务机制，只是任务周期并不像设置值那么固定，并且波动很大。如果有多个任务，其执行频率也大致保持设置的比例。

External模式需要从外部发命令触发运行若干时间然后自行停止，而FastAsPossible是立即执行永不停止直到退出该模式，不需要外部触发，也不需要等待Realtime核的Base Time开始。

无论哪种模式，只要在运行期间，都是大致按照Cyclic的模式一个周期一个周期地循环执行。因此需要PLC编程以ADS命令切换 UM的运行模式。当它切换到External模式又没有外部触发命令的时候，所有Task就完全不执行。

3. 用途
由于UM没有实时性，因此不能直接驱动EtherCAT或者其它实时以太网比如PN、EIP等，但支持ADS、TcpIp、Modbus TCP等非实时通讯。当然所有其它要求实时性的TF插件均不可用，比如运动控制、温度控制、PID控制、Vision等等。

UM的优势在于文件操作、以太网通讯和大型运算。

需要快速响应的时候，使用FastAsPossible模式，可以在微秒级触发程序运行。而不用持续以50us的周期监视执行条件，耗费CPU资源。

4，接口

通常 UM 作为 RM 的扩展功能运行，一个控制器上可以同时有1个实时系统RM和若干个非实时系统UM。一个测试用TwinCAT Project，目标系统可以选择为本机上RM或者某个UM，然后其它操作就和RM一模一样了。

UM主要通过ADS通讯与外界交互。每个UM有独立的 NetId，可以象RM那样点击图标查看和修改。

UM的TwinCAT项目中也和RM一样，可以有多套PLC程序，其端口也是851、852等，内部的PLC变量也可以通过变量名或地址进行ADS访问。

特殊的ADS接口是UM运行时本身。比如查询或切换TwinCAT状态等，需要通过Port 200，各功能的IndexGroup和Offset如下：

功能	Index Group	Offset
查询Runtime类型	0x0700	0x0002
查询平台类型	0x0700	0x0004
查看Runtime状态	0x0001	0x0032
指定External模式下UM运行的Tick数	0x0001	0x0031

可以通过PLC或者高级语言发送ADS命令。

5、操作步骤
倍福广州办梁工实际测试了这个功能，并写整理了详细的记录。如果您有可能的应用场景，欢迎咨询。可通过 http 或者 ftp 地址访问测试文档：
http://www.baclizzy.com.cn

ftp://baclizzy.com.cn:21/Lizzy的倍福园地

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