1995年 TwinCAT 首次推出市场，现存版本有两种：TWinCAT 2 和TWinCAT 3。 TWinCAT2是针对单CPU 及 32位操作系统开发设计的，其运行核不能工作在 64 位操作系统。对于多 CPU 系统，只能发挥单核的运算能力。TWinCAT 3 考虑了64 位操作系统和多核 CPU,并且可以集成 C++编程和Matlab 建模，所以IwinCAT 3 的运行核既可以工作在 32 位操作系统，也可以工作在64 位操作系统，并且可以发择全部CPU 的运算能力。对于 PIC 控制和运动控制项目，TwinCAT 3 和TWinCAT 2 除了开发券面有所不同之外，编程、调试、通讯
的原理和操作方法都几乎完全相同。
TWinCAT 运行核，分为 Windows CE 和 Windows Standard 两个版本，Windows Standard版本包括 Windows XP、Windows Xpe、 Windows NT、 Windows 7、 WES 7。 运行在同一个硬件平合上，两种运行核表现出来的效率也并不相同。IwinCAT 运行核工作在 Windows Standard 中的效率明显高于 Windows CE。 但是由于 Windows CE 系统小巧轻便，经济实惠，相对于传统 PIC 而言，功能上仍然有绝对的优势，所以在工业自动化市场上，尤其是国内市场， Window CE 品然更受欢迎。
TWinCAT 是一套纯软件的控制器，完全利用PC标配的硬件，实现逻辑运算和运动控制。TWinCAT运行核安装在 Beckhoff的 IPC 或者EPC(Embedded PC ) 上，其功能就相当于 1台计算机加上1个逻辑控制器“TWinCAT PLC” 和1个和运动控制器“TWinCAT NC”。TWinCAT PLC 的特点：与传统的 PLC 相比，CPU、存储器和内存资源都有了数量级的提升。运算速度快，尤其是传统 PLC 不擅长的浮点运算，比如多路温控、液压控制以及其它复杂算法时，TWinCAT PLC 可以轻松胜任。数据区和程序区仅受限于存储介质的容量。随着IT技术的发展，用户可以订购的存储介质 CF卡、Cfast 卡、内存卡及硬盘的容量越来越大，CPU 的速度越来越快，而性价比越来越高。因此 TWinCAT PIC 在需要处理和存储大量数据比如趋势、配方和文件时优势明显。
TWinCAT NC 的特点：与传统的运动控制卡、运动控制模块相比，TWinCAT NC2.0 最多能够控制 255 个运动轴，并且支持几乎所有的硬件类型，具备所有单轴点动、多轴联动功能。并且，由于运动控制器和FC 实际上工作于同一台 PC，二者之间的通讯只是两个内存区之间的数据交换，其数量和速度都远非传统的运动控制器可比。这使得凸轮轉合、自定义轨迹运动时数据修改非常灵活，并且响应迅速。IwinCAT 3.0 由于考虑了 64 位操作系统和多核CPU，理论上可以控制 65535 个轴，在实际应用中可以理解为无限轴数。归根结底，TWinCAT PLC 和IWinCAT NC 的性能，最主要还是依赖于CPU。尽管 Beckhoff的控制器种类繁多，无论是安装在导轨上的 EPC，还是安装在电柜内的 Cabinet PC，还是集成到显示面板的面板式 PC，其控制原理、软件操作都一模一样，同一套程序可以移值到任何一台 PC-Based 控制器上运行。移植后的唯一结果是CPU 利用率的升高或者降低。
由于 Windows 本身并非一个实时系统，所以要将嵌入式 PC 用于有实时要求的工业控制，作为一台 PLC 工作，必须安装控制软件TWinCAT 运行核，又称TwinCAT Runtime。对于嵌入式 PC, TWinCAT 运行核是出厂预装好的，不须要用户单独安装。
Windows 操作系统，TWinCAT 运行核，TWinCAT PLC 运行核是 PC-Based 控制器上三个不同层次的应用。TWinCAT 运行核是 Windwos 底层优先级最高的服务，同时它又是所有TWinCAT PLC、NC和其它任务的的运行平台。
Windows 操作系统启动后，TWinCAT 运行核不一定是自动启动的。
TWinCAT PLC 与TWinCAT NC 是TWinCAT 运行核上两个独立的、对等的“设备”,TWinCAT 运行核启动后，IWinCAT NC 必定是自动启动的。
TWinCAT 运行核启动后，TWinCAT PLC 不一定是自动启动的。
TwinCAT Runtime 与 HMI软件等其它应用程序需要分享 Windows 平台的资源
分配CPU 资源时 TWinCAT 优先，Windows 在设置的限值内按需要优先动态分配给 TWinCAT。分配内存资源时，供 TwinCAT 使用的内存是可以设置的，一日设置好并开始运行后，TwinCAT 使用的内存大小就固定了。访问硬盘或者CF 卡上的文件时, TwinCAT Runtime 与其它应用程序是平等的，都可以创建、删除、读写文作。
注意：
1.如果没有给Input 和Output 区连接外部设备信号所交量分配确定的地址，程序就无法获取现场设备的状杰以及控制现场设备。
2.TwinCAT PLC 提供函数Adr0来获取变量的地址，用于指针赋值。这个函数既可用于获取任意变量的地址，包括Data 区的交量。
3. Retain 数据区是掉电保特的，但是由于使用时要求苛刻，如果当前 PLC 程序与 Retaint区保存的变量类型或数量不一致，就会致PIC 程序启动失败。因此不推荐用户使用这个数据区。
4. TWinCAT PLC 的所有数据都在RAM里面，掉电清零。需要掉电保持必须用
一定的方法。
5.控制器使用一个内置的以太网口作为 EtherCAT 主站。电源模块与相邻的 IO 端子的连接，和I0 端子之问的连接一样，都是 EtherCAT从站与从站的连接。
6.容易犯的错误是，把电源模块看成EtherCAT 主站，或者把第一条EtherCAT 网线的起点“EK1110” 看成EtherCAT 主站。
7. EtherCAT 耦合器所带的I0端EL模块之间连接背板总线称为E-Bus，这是为区别
现场总线耦合器所带的I0 端子KL模块之间的背板总线K-Bus。实际上，E-Bus 就是
Ether CAT，因为每个EL模块都是一个EtherCAT 从站。