可編程計算機控制器(PCC)作為一個全新的概念是由奧地利B&R在工控界提出的,。無論是內(nèi)部的硬件功能,，還是外部的編程,、開發(fā)環(huán)境,，PCC都比常規(guī)的可編程邏輯控制器(PLC)有較大的增強和提高,。
1 PCC的硬件特點
　　PCC2005采用的是16位MOTOROLA 68000處理器,。它得以使PLC演變到PCC的關(guān)鍵是B&R成功地將PLC的標準控制功能，與工業(yè)計算機的分時多任務(wù)操作系統(tǒng)集成到了單一的CPU模塊之中,。這就使得用戶可以十分靈活地借助操作系統(tǒng)的調(diào)度管理,，讓多個應(yīng)用程序(任務(wù))在一個CPU之中并行地運行(周期可由用戶設(shè)定)，從而擺脫了常規(guī)PLC上單個程序?qū)τ布r鐘的依賴,。這一技術(shù)突破,，對于整個技術(shù)項目的開發(fā),、運行和維護都有十分重要的意義。
　　幾乎所有PCC的硬件結(jié)構(gòu)中都采用了模塊式結(jié)構(gòu),。這一特點使真正靈活自由地擴展成為可能,。在PCC上，I/O通道和底板被設(shè)計成模塊式結(jié)構(gòu),，可以任意插拔,；應(yīng)用程序存儲器(APM)也實現(xiàn)了模塊化，用戶可按照其應(yīng)用程序的復(fù)雜程度,，在64K到1M的范圍內(nèi),，經(jīng)濟靈活地選型。
　　安全性對于一個實時控制系統(tǒng)來說是十分重要的要求,，PCC為此在以下各環(huán)節(jié)上提供了保障：
　　(1)就數(shù)據(jù)傳輸而言,，PCC數(shù)據(jù)總線上各模塊不僅經(jīng)過了各種嚴格標準的檢驗，而且,，PCC的基板總線上還設(shè)計了一套完整的局部總線協(xié)議,，以保證不正確數(shù)據(jù)無法傳輸。
　　(2)為防止模塊式硬件安裝運行的各種意外情況出現(xiàn),，PCC不僅為用戶提供了除電源和CPU模塊之外的所有模塊的帶電拔插功能(硬件無損壞,、軟件自動處理不死機)，而且可以在PCC上電時,，按照實際插入底板的模塊,，實現(xiàn)系統(tǒng)硬件的動態(tài)配置和出錯處理。
　　(3)借助于電池和金箔電容的保護,，PCC系統(tǒng)RAM中的數(shù)據(jù)(程序)最長可以確保3年不會丟失,。
　　與當今工業(yè)控制器的發(fā)展趨勢相適應(yīng)，PCC系統(tǒng)硬件組態(tài)的開放性十分徹底,。不僅實現(xiàn)了B&R品牌自身各型號產(chǎn)品的自由擴展與互聯(lián)(本地,、遠程擴展、聯(lián)網(wǎng)),，而且提供了對其他廠家眾多牌號產(chǎn)品的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的支持,。如AB Data Highway、Modbus,、SinecL1等,，都可以通過PCC統(tǒng)一在標準現(xiàn)場總線Profibus、CAN等的MAP之下,。另外,，PCC還提供了通用的串行通信驅(qū)動器——幀驅(qū)器(Frame Driver)，用以創(chuàng)建用戶自己的協(xié)議,。
2 PCC編程軟件的特點
　　PCC采用通用的PC機作為在線編程開發(fā)工具,，編程軟件為一個多窗口界面的集成開發(fā)環(huán)境,，程序結(jié)構(gòu)設(shè)計采用一種稱為GDM(Graphic Design Method)的圖形設(shè)計方法進行模塊設(shè)計。它將整個項目(應(yīng)用程序)劃分為項目,、處理器和任務(wù)等不同層面,，各個層面上均采用GDM圖形方法設(shè)計各模塊之間的結(jié)構(gòu)關(guān)系。GDM為編程者在對項目總體的把握上提供了一個強有力的工具,。
　　PCC的編程語言可以采用常規(guī)PLC的梯型圖(LAD)和指令表(STL),，這兩種是廣為PLC開發(fā)人員熟悉的低級語言；PCC還設(shè)計了一套基于文本的面向控制的結(jié)構(gòu)化高級語言——PL2000,，使得程序設(shè)計者對復(fù)雜控制過程的描述變得非常直觀,、精練。上述三種語言,，再加上PG2000提供的各種函數(shù)功能塊(FBK),，在項目開發(fā)時，可以根據(jù)任務(wù)模塊自身的特點而自由選用,。
　　PCC的編程軟件包PG2000的調(diào)試查錯和在線幫助功能十分強大,。運用Debugger和PV——monitor工具，可以實現(xiàn)源程序級的單步,、多步,、單周期和連續(xù)運行調(diào)試以及過程變量的監(jiān)視和修改。PG2000的在線幫助功能具有含義敏感性,，即編程者可以在任何狀態(tài)下,，隨時獲取所需的幫助信息。另外,，PCC還模仿大型機操作系統(tǒng)，設(shè)計了錯誤登錄功能,，將所有關(guān)鍵性錯誤和外界對系統(tǒng)的干涉,，連同相應(yīng)的時間標記在一起，登錄到錯誤信息模塊中,。
3 PCC工程設(shè)計應(yīng)用舉例
　　這里,，以齊魯大廈的樓宇消防自動化(FA)系統(tǒng)為例，說明PCC在工程設(shè)計中的應(yīng)用及所獨具的魅力,。
3.1 工程要求概述
　　該大廈共有33層樓面,，大小廳室數(shù)百個。共分布煙霧火警探頭近2000個,；控制各樓層通風(fēng)機,、防火門、消防泵和總電源開關(guān)等需高達77個開關(guān)量,；另外還有158個用于測試工作方式下的控制按鈕,。在兼顧工程短,、成本低的前提下，PCC2005被選用,。
3.2 系統(tǒng)硬件設(shè)計
　　鑒于整幢大廈近2000個火警煙霧探頭的分布特點,，PCC的硬件系統(tǒng)采用了遠程擴展的方案；地面樓層設(shè)一個主站,，位于集控室的電控箱之內(nèi),。在地面以上的2、6,、12,、18、24,、30樓層分別設(shè)立6個從站,，控制一定樓層范圍內(nèi)的消防設(shè)備。主站和從站之間通過主站的一塊遠程擴展主模塊驅(qū)動,；而各從站之間則通過集成于電源模塊內(nèi)的遠程擴展驅(qū)動口聯(lián)接而成,。
　　輸入信號的處理：出于經(jīng)濟性的考慮，該FA系統(tǒng)的各個火警探頭的狀態(tài)信號并不是直接被PCC的I/O模塊讀到的,，而是采用一套由德國EFF公司引進的消防探頭的前端讀入裝置讀到的,。它安裝于集控室之內(nèi)，以固定的掃描周期監(jiān)測整幢大廈的所有探頭狀態(tài),。在每個掃描周期結(jié)束時,，將監(jiān)測結(jié)果通過RS232串行口，送至PCC系統(tǒng)處理,。而這期間的通信協(xié)議,，則通過B&R的幀驅(qū)動(Frame Drive)，由編程者自動創(chuàng)建,。
　　另外,，為滿足對所有消防設(shè)施測試的需要，該系統(tǒng)在集控室內(nèi)設(shè)有一塊控制面板,，用158個按鈕控制各種消防設(shè)施在系統(tǒng)測試方式下的工作狀態(tài),。為此PCC在主站上配置了5塊數(shù)字信號輸入模塊D1477。
　　輸出信號的處理：該系統(tǒng)的輸出大體分成兩路,。一路是用以驅(qū)動對應(yīng)于每一個火警探頭的LED指示燈,，同樣出于經(jīng)濟性的考慮，該系統(tǒng)采用了數(shù)套解碼電路,，間接驅(qū)動每一個LED的明滅狀態(tài),，大大減少了眾多的LED對PCC數(shù)字量輸出通道資源的占用。另一路輸出信號則用以直接驅(qū)動各種消防設(shè)施,，鑒于驅(qū)動電流要求的不同,，系統(tǒng)在主站和各從站上分別配置了晶體管輸出模塊DO479和繼電器輸出模塊DO650兩種數(shù)字量信號輸出模塊,。該FA系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如圖1所示。

3.3 系統(tǒng)軟件設(shè)計
　　由于采用了PCC這一高于常規(guī)PLC的硬件平臺,，基于其CPU上分時多任務(wù)的操作系統(tǒng)和PG2000編程軟件包所提供的靈活多樣的支持,，整個系統(tǒng)的控制程序采用PL2000高級語言和LAD(梯型圖)混合編制，由多個任務(wù)組號不同的并行任務(wù)模塊協(xié)同完成,。在PG2000的GDM任務(wù)層中,，各任務(wù)模塊流程圖如圖2所示。

　　其中,，方框內(nèi)為GDM任務(wù)層中的任務(wù)名稱,，橢圓框內(nèi)為與任務(wù)相關(guān)聯(lián)的全程數(shù)據(jù)變量。并行推進的各任務(wù)的具體實現(xiàn),，分述如下：
　　eff－read任務(wù)模塊 用PL2000編制,，其功能是通過PCC串行接口，建立與前端裝置eff的通信,，獲取表示整個樓宇火警探頭狀態(tài)的字符序列信息,，并將結(jié)果置于PCC的內(nèi)部字符串變量effstr中，兩者之間的通信協(xié)議是由PG2000軟件包中提供的Frame Driver,，由用戶自行創(chuàng)建的,。
　　eff－chk任務(wù)模塊 用PL2000編制，其功能為處理從串行口接收到的eff發(fā)來的字符串,，在“Alarm”,、“Reset”、“Initialize”及打印狀態(tài)下,，分別做出相應(yīng)處理,。出現(xiàn)報警時，從字符串中取出報警探頭位置信息,，并將代表所有探頭狀態(tài)的全程數(shù)組變量DB的相應(yīng)元素置1,。
　　LED－s 任務(wù)模塊 用PL2000編制，其功能是監(jiān)測PCC各站所轄的探頭是否報警,。出現(xiàn)報警，則將相應(yīng)的樓層與探頭號送到外部解碼電路,。
　　F－GEN任務(wù)模塊 用PL2000編制,，其功能是監(jiān)測PCC各樓層所轄的探頭是否報警。出現(xiàn)報警則將相應(yīng)的樓層火警標志置1,，否則清零,。
　　F－Relay任務(wù)模塊 用LAD編制，其功能為按用戶要求及所有消防設(shè)施的分布情況,，按樓層火警標志,，啟動相應(yīng)的消防設(shè)施,。
　　initproj任務(wù)模塊 用PL2000編制，該模塊為整個控制程序的初始化模塊,，用以對所有全局變量的初始化,，與上述任務(wù)模塊不同的是，該任務(wù)模塊僅在FA系統(tǒng)啟動時執(zhí)行一次,。
　　PCC是一種較PLC更高層次的,、專為中小型控制項目設(shè)計的計算機控制器。由于它集標準的PLC和工業(yè)控制計算機性能于一體,，既具有高度結(jié)構(gòu)化的硬件設(shè)計,，又具有多任務(wù)分時操作系統(tǒng)，因而提供了更強大的數(shù)據(jù)運算和處理能力,。它不僅可以用梯型圖(LAD)和指令表(STL)編程,，而且提供了對結(jié)構(gòu)化高級語言(PL2000)的支持而具有靈活自由的聯(lián)網(wǎng)和擴展功能。齊魯大夏的FA系統(tǒng)發(fā)揮了PCC的軟硬件優(yōu)勢,，大大減輕了系統(tǒng)開發(fā)強度,，縮短了開發(fā)周期，現(xiàn)正處于良好的運行狀態(tài),。