实验指导书(final

1、DEVICENET现场总线控制系统实验指导书重庆大学罗克韦尔自动化实验室前言为支持中国的高教事业和经济的发展，促进与中国高校及地方的合作，罗克韦尔自动化于1998年初启动了“罗克韦尔自动化与中国大学共勉“项目，先后与11所顶尖理工类大学建立了联合实验室，并每年为实验室更新产品和技术，以确保高校能了解并掌握最新的自动化技术。重庆大学罗克韦尔自动化实验室，现为重庆市重点实验室之一，是根据重庆大学与美国罗克韦尔自动化公司签定的协议于1998年10 月建立的。实验室拥有一流的硬件设备和强大的开发能力，并采用先进的管理方法将理论与实践、教学与科研相结合。 教学/实验电机及拖动基础、电力电子技术、电力拖动

2、自动控制系统、可编程控制器系统、电气传动的微机控制、交流调速系统、集散控制系统、工业现场总线、基础自动化系统。该实验室对全校师生开放，常年有一批本科生、硕士生、博士生活跃在实验室。证书/奖学金罗克韦尔自动化公司每年为在实验室工作的优秀学生颁发罗克韦尔培训证书。罗克韦尔自动化公司在这合作高校中设立奖学金，用于奖励在工业自动化、电气工程和计算机科学领域中挑选出的优秀学生。每年奖学金名额为6名，将提供给3位硕士研究生和3位本科生，获奖人数至少有60%主要集中在工业自动化领域，获奖者自领奖之日起应在校继续学习一年。罗克韦尔自动化简介罗克韦尔自动化是一家年销售收入为43亿美元的工业自动化跨国公司，为制造

3、业提供一流的动力、控制和信息技术解决方案。罗克韦尔自动化公司整合了工业自动化领域的知名品牌，致力于打造全方位自动化解决方案，帮助客户提高生产力。这些品牌包括艾伦布拉德利Allen-Bradley的控制产品和工程服务、道奇品牌Dodge的机械动力传输产品、瑞恩电气Reliance Electric制造的电机和驱动产品以及罗克韦尔软件Rockwell Software生产的工控软件。重庆大学罗克韦尔自动化实验目录1DEVICENET现场总线控制系统硬件11.1.SLC500控制器简介11.2.SLC500系列控制器特点11.3.SLC500硬件简介21.4.DeviceNet网络硬件设备组件31.

4、4.1.网络电缆及设备网接头31.4.2.1747-SDN模块41.4.3.1770-KFD串口转设备网接口模块81.4.4.DeviceNet实验平台架构102DEVICENET控制系统相关软件（SLC500平台）112.1.Rslinx通讯软件简介112.2.RSlinx通信连接112.2.1.设备网串口通信连接112.2.2.程序下载端口以太网通讯配置152.3.RSNetWorx配置网络172.3.1.扫描网络172.3.2.配置1747-SDN扫描器模块192.4.RSLogix 500编程软件232.4.1.RSLogix 500简介232.4.2.有关RSLogix 500操作的

5、几条术语232.4.3.RSLogix500项目文件概述232.4.4.RSLogix500创建新项目步骤242.4.5.确定地址253DEVICENET控制系统相关软件(CompactLogix)273.1Rslink简介273.1.1串口连接通信配置273.1.2以太网连接通信配置283.2 RsNetWorx配置网络组态301 DEVICENET现场总线控制系统硬件1.1. SLC500控制器简介SLC500系列是一个不断充实的小型可编程控制器系列。该系列有两种硬件结构：固定式控制器与模块式控制器，所有控制器都可挂在DH-485网上。固定式SLC500控制器将电源、输入与输出以及处理器集

6、中在一个单元，并提供一个2槽的扩展槽架。模块式SLC控制器分SLC5/01、5/02、5/03、5/04及5/05。较固定式处理器具有更大的灵活性、更强的处理能力及I/O容量，这使得我们能够按应用的需要设计并建立控制系统。模块式处理器的用户内在容量从1-64KB,通过提供大范围的内存容量，可以满足不同的应用。有80种以上的1746-I/O模块和特殊模块可供选择。处理器的能力为3个本地框架（最多30个本地I/O槽），通过Remote I/O或DeviceNet,使SCL5/02及以上处理器支持4096点离散输入与4096点离散输出。除组态灵活外，可编程控制器之间可以通过内置网口进行通信，以进行编

7、程和监控。SLC 5/03以上的处理器中有一个RS-232通信口，它支持终端设备之间的异步数据通信，如拨号进行远程监控与编程，通过Modem组成SCADA主/从型RTO应用，直接与ASCII设备如条形码阅读机、打印机进行通信。此外，不同的处理器具有相应的网络接口，如SLC 5/04提供DH+网口，使处理器能够无需额外的网络接口硬件而直接与DH+网上的PLC-5处理器进行通信。SLC-5/05处理器还可以通过内置的支持TCP/IP通信协议的10Base-T以太网接口，将控制系统和监视及信息管理系统集成在一起。1.2. SLC500系列控制器特点SLC500系列属于价格适中、功能强大的处理器，广泛

8、应用于水处理、材料处理、HVAC控制、组装生产以及小型过程控制监控和数据采集远程终端（SCADA RUT）中，它的特点如下：【1】基于中型处理器的高级指令集。【2】每个SLC500处理器都有一个RS232通信口，供编程和从其他节点启动处理器之间的通信之用，节省处理器通信的投资。【3】SLC500模块式处理提供第二个通道（通道0）作为RS-232通信。【4】6KB,32KB或64KB大内存的用户存储器，可保证SLC5/03以上型号的处理器满足客户的各种要求。【5】746模块式I/O系统具在60多种输入/输出模块，可以构成各种系统，进而满足所需的应用需求，包括离散的、模拟的和特殊智能模块。【6】多

9、到3个机架的I/O组态（30个本地I/O槽），供用户在需要时I/O能力。【7】加带1747-BAS模块的BASIC或C语言编程能力。【8】加带1747-SN扫描器模块的通用远程I/O和1747-SDN扫描器模块的DeviceNet(TM)。SLC500处理器最多支持4096输入和输出。这些I/O可以是任何本地I/O、远程I/O，或DeviceNet网络的I/O等的任何混合，也允许与柔性I/O相连接。【9】用户可选的程序等级，具有可靠的系统能力，也允许对用户数据加密，防止数据丢失级程序文件改动。【10】A-B的Encompass(TM)程序支持一大批第三方产品1.3. SLC500硬件简介【1】

10、设备网扫描器模块 SLC500设备网扫描器在设备网设备与SLC处理器之间起接口作用。1747-SDN是一个插在SLC模块式机架内的单槽I/O模块，并提供到设备网网络的连接。扫描器能够通过设备网网络与63个设备网设备通信，可从设备读取输入信息、向设备写输出信息和监视设备的运行状态。【2】I/O模块1746 I/O模块化的硬件设计的用途是降低成本和节省空间，这意味着可以增加控制系统的I/O。1746I/O产品的种类40种模块，这些模块满足以下应用要求： 每个数字量I/O模块提供32点I/O，数字I/O电路接口可与开/关式传感器连接，梯形逻辑图可直接存取I/O值。数字量I/O模块包括输入模块、输出模

11、块和输入/输出组合模块。按照电源分类包括：交流模块、直流模块和继电器输出模块。 每个模拟量I/O模块提供4点I/O，D/A和A/D转换接口将模拟信号转换成数据表值，反之亦然。梯形逻辑图可直接存取I/O值。模拟量I/O模块包括输入模块、输出模块和输入/输出组合模块。在模拟信号应用的各种场合，为高精度控制提供高分辨率性能。 智能I/O模块可用来增强用户控制系统的功能，包括调整计数模块、BASIC语言模块、运动控制模块和通信模块。每个模块提供一个独特的、易于使用的CPU与I/O电路（数字量和模拟量）的接口。【3】I/O机架和电源 SLC500模块式机架和电源使系统组态非常灵活。通过选择适当的机架、电

12、源、CPU和I/O模块，用户能根据自己的应用要求构成一个控制器系统。4种机架尺寸可供选择，根据模块化硬件组件的要求，从4槽、7槽、10槽和13槽机架中选择。有5种电源可以满足系统电源的要求，其中有3种交流输入电源和2种直流输入电源。所有电源都有一个LED，监视这个LED能使用户一眼就看出电源是否正常工作。典型SLC500硬件结构基本如下图：1.4. DeviceNet网络硬件设备组件1.4.1. 网络电缆及设备网接头1.4.2. 1747-SDN模块扫描器 1747-SDN作为PLC和DeviceNet间的接口 ,其作用是进行设备数据的采样和格式转换 。扫描器与设备之间的数据交换通过扫描器 1

13、747-SDN来实现。网络连接好之后 ,在现场总线上接入一台配置计算机 ,计算机通过一个RS-232接口模块(1770-KFD)与DeviceNet相连，计算机内装有设备网管理软件 RSNetwork和PLC编程软件。通过RSNetwork软件组态扫描器的数据表 ,来确定扫描器扫描哪些网络现场设备及一些扫描所需的基本参数 ,如扫描的方式与间隔等 ,从而确定哪些设备由PLC来监控 ，智能化的每个设备的数据和参数都保存在它自己的输出缓冲区中，各设备的数据和状态参数的格式及大小都不尽相同 。 工作时 , DeviceNet扫描器1747-SDN以一定的方式依次扫描各个设备 ,采样其参数 ,并将采集到

14、的数据映射到扫描器中与扫描方式相对应的数据缓冲区而转换成PLC能接受的数据格式供PLC控制器读取。数据经PLC处理之后 ,送到扫描器的与扫描方式相对应的输出数据缓冲区 ,转换为各设备可以接受的数据格式 。由此可见 ,PLC控制器只需要读入、输出规定格式的数据 ,专门负责数据处理；而数据的采集、发送、缓冲和格式转换则交给扫描器来负责 。PLC和扫描器1747-SDN并行工作也使得PLC的输出对输入的响应时间缩短 ,有利于实现实时闭环控制。1747-SDN模块如下图所示：【1】模块状态指示灯各种状态含义：【2】网络状态指示灯各种状态含义：【3】数字显示代码综述：1.4.3. 1770-KFD串口转

15、设备网接口模块 【1】1770-KFD正面如下图所示，上有三个指示灯，分别为：网络状态，模块状态，RS-232状态指示灯。【2】模块状态指示灯各种状态含义：【3】网络状态指示灯各种状态含义：【4】RS-232状态指示灯各种状态含义：1.4.4. DeviceNet实验平台架构我们通过实际搭建一个DeviceNet实验平台来了解DeviceNet的基本设计方法和思路。2 DEVICENET控制系统相关软件（SLC500平台） SLC500平台所需软件主要有RSLinx通信软件，RSLogix500编程/调试软件以及RSNetWorx for DeviceNet网络配置软件。2.1. Rslinx

16、通讯软件简介RSLinx是A-B可编程控制器的通信软件，用于在MicroSoft WinNT、Win95、Win98操作系统下建立通信方案。它为A-B PLC和各种RockWell及A-B应用软件之间建立通信。如：RSLogix5/500(TM)、RSView32(TM)、RSBatch(TM)、PLC-5A.I.系列、Ladder Logistics(TM) 以及PanelBuilder(TM)等软件。RSLinx的AdvanceDDE(TM)接口支持处理器与MMI人机交互界面和组件软件间进行通信，也可与DDE应用软件通信。2.2. RSlinx通信连接2.2.1. 设备网串口通信连接【1】

17、打开RSLinx软件，如果是第一次运行或者网络有了修改，选择”Communcation” - ”Configure Drives”，弹出”Configure Drives”对话框。【2】在上方的下拉表单中里选择”DeviceNet Drives(1784 PCD/PCIDS,1770-KFD)”。【3】点击”Add New按钮”添加此驱动，弹出选择驱动的对话框。【4】选择”Allen-Bradley 1770-KFD” ，点击”Select”按钮，出现”1770-KFD Drive Configuration”对话框。 【5】在此对一些通讯参数进行设置，如串口、串行口通讯速率、1770-KFD

18、 的节点地址以及通讯速率。设置完成后，点击”OK”按钮，RSLinx 对1770-KFD 通讯介面进行初始化。【6】如通讯正常，则出现如下对话框，提示你为Rslinx Driver 输入一个名字。你可以使用默认值，也可以重新输入一个新的名字。【7】输入完成后，点击”OK”按钮，此时可以看到驱动列表里面多了一项驱动，并且处于Running 状态。【8】点击”Close”按钮，返回RSLinx 得主界面，可以看到左边的列表里多了一项连接，1770-KFD-1,DeviceNet。【9】选中1770-KFD-1,DeviceNet 左边的”+”号，RSLinx 会搜索网络上的节点，在右边的窗口中可以

19、看到网络上的节点图标、节点地址以及设备名称。如果你看不到节点，请检查你的节点与网络连接是否有问题，比如说网络中节点的波特率设置不一致，节点地址重复。2.2.2. 程序下载端口以太网通讯配置【1】点击Configure Drives窗口中的Ethernet Drivers，单击Add New。【2】出现Add New RSLinx DRIver对话框，如下对话框， Rslinx Driver 输入一个名字。你可以使用默认值，也可以重新输入一个新的名字，点击OK。【3】出现一个“Configure driver:AB_ETH-1”的对话框。【4】输入IP为：“192.168.0.112”。然后点击

20、“确定”，Configure Drives的对话框出现：“AB_ETH-1 A-B Ethernet RUNNING”，如下图所示。【5】关闭以上窗口在RSWho-1中可看到如下显示。2.3. RSNetWorx配置网络2.3.1. 扫描网络【1】点击”开始” ”程序” ”Rockwell Software” ”RSNetWorx for DeviceNet”，启动RSNetworx for DeviceNet 软件。【2】选择”Network”，点击”Online”，弹出一个对话框。【3】选中1770-KFD 驱动，点击”OK”按钮，或者直接双击，会提示一个同步确认的对话框，点击”确定”按钮

21、，RSNetWorx 开始Browsing Network。选择1770-KFD-1,DeviceNet可获得实际搭建的DeviceNet结构如下。【4】如果此进度条一直没有动作，则说明你的串行通讯电缆有问题，或者你的PC 上有其他程序正在使用串行口。扫描完毕后，网络上的所有节点均会显示出来。在此，2705T的节点地址为08主站（1747-SDN）的节点地址为11， 1770-KFD 的节点地址为62。2.3.2. 配置1747-SDN扫描器模块【1】双击节点11（1747-SDN Scanner Module），弹出”1747-SDN Scanner Module”对话框。双击每个设备都会得

22、到类似的窗口，改变Address中的数值就可以改变节点地址（需要通过硬件设置节点地址的设备除外）。注意：在线扫描时，如果硬件已经设置好节点地址，软件会自动设置好相关数据。如果时离线状态或硬件，没设置节点地址，就要手动配置节点地址。【2】选择”Module”选项卡， 弹出如下窗口。【3】点击Upload,上载1747-SDN 的参数信息。【4】上载结束后，1747-SDN 的参数内容显示在”1747-SDN Scanner Module”界面上。【5】选择”Scanlist”选项卡，显示”1747-SDN Scanner Module”界面，可以看到左边的列表里有当前可以使用的设备，右边有一个空

23、的扫描列表。选中节点08，并注意”Automap on add”前面的框内打上勾，使其自动映射地址，然后点按钮将此节点加入到扫描列表。当选中一个节点时，可以点击下方的”Edit I/O Parameters”编辑节点的I/O 数据长度，并可以设置此节点是否使用Foreground to Background Poll Ratio 功能。【6】选择”Input”，”Output”选项卡，可以看到节点地指已经被映射到Scanner 的Input 和Output地址了，此地址直接映射到PLC 的CPU 内存，用编程控制。【7】关闭窗口，在下面窗口单击 Network Download to Netw

24、ork【8】出现RSNetWorx for DeviveNet窗口，点击“是”下载配置到scanner。至此配置完成。2.4. RSLogix 500编程软件2.4.1. RSLogix 500简介运行在MicroSoft Windows95和WindowsNT环境下，用于SLC500及MicroLogix 1000 处理器的编程。兼容基于RocwellSoftware的MS-DOS编程软件包所生成的程序。借助Program Editer，可以同时编辑几个梯级，还可使用未分配地址的符号进行编程。主要特点包括：梯形编辑、方便的I/O组态、数据库编辑、诊断功能、可靠的通讯以及报表功能。 2.4.2

25、. 有关RSLogix 500操作的几条术语1Offline（离线）有关RSLogix 500 项目，查看计算机硬盘上保存的项目。2Online（在线）有关RSLogix 500项目，通过计算机查看保存在SLC500处理器中的一个项目。3Download（下载） 把一个项目的拷贝从计算机传送到SLC500处理器。 注意：下载将覆盖处理器中原有的程序。4Upload（上载） 把SLC500处理器中的程序拷贝一份到计算机的内存中。5Save（保存） 把项目拷贝到硬盘或软盘。 注意：如果项目已经存在，Save 操作将覆盖原项目。6Driver（驱动） 一个独立的应用，可使一个应用软件与一个指定的外部

26、设备进行通信。7Node（节点） 设备的地址，例如：网络上的处理器或计算机等。每一个设备必须有一个唯一的节点地址。2.4.3. RSLogix500项目文件概述 项目是关于梯形逻辑的所有文件和信息的集合。项目的文件根据存储和使用可以分为两类：处理器文件：处理器文件包含了处理器和计算机间共享的信息，该文件可以又计算机传送到处理器，也可以从处理器传送到计算机。数据库文件： 这些文件包含用户输入的但未被处理器使用的描述。这些文件存放在计算机的存储器里。处理器文件包含程序文件和数据文件程序文件项目中自动创建的程序文件包括：System 0 保存与系统有关的信息。例如：处理器型号、I/O配置及密码，用户

27、不能对此文件进行操作。System 1 处理器保留的程序文件，用户不能对此文件进行操作。Lad 2：此文件包含用户编制的读取和计算数据的指令。数据文件 同缺省程序文件一起，每一个项目包含缺省的数据文件。数据文件根据数据类型存储信息。当一个新的工程创建时，数据文件08被自动创建和定义。S2 Status文件 S2状态文件存放与处理器有关的特殊信息，例如： S:1/15第一个传递位 S: 5/0溢出中断位 存储器模块特征 时间和数据信息 这些可以和其它位一样被检查。2.4.4. RSLogix500创建新项目步骤创建和定义项目文件定义I/O配置选择供电电源（确定负载）创建和定义新的项目启动RSLo

28、gix500软件后，进入了主界面，点击FILE菜单中的NEW选项或点击工具栏中的NEW图标。弹出对话框，选择所需的处理器名，处理器节点地址，处理器类型及驱动器。选择完后点OK按钮返回。I/O配置 创建项目后必须进行I/O 配置。即定义框架和I/O模块在框架上所处的位置。一个应用最多可以有三个框架及许多I/O模块。 I/O 配置可以人工手动操作，也可以由软件自动进行配置。如果你要开始一个项目，当不希望对处理器和系统的其它部分进行操作，则进行手工配置。如果你的系统完全准备好了，并且和选定的驱动器及指定节点处于离线状态，则可进行自动配置。2.4.5. 确定地址地址:一个用数字和字符表示的独立的内存区

29、域，如：I：3/15数据文件要确定地址，需要了解一个项目中缺省的数据文件的组织形式。其描述如下：项目中的数据根据数据类型存储在特定的文件中。特定文件的标记和文件号在下表中列出。数据表中的缺省文件按如下形式组织： 缺省数据 缺省数据文件名 标记 文件号 数据存储 Output O 0 输出端的状态 Input I 1 输入端的状态 Status S 2 控制器操作信息 Binary B 3 内部继电器逻辑 Timer T 4 计时器累加值、 预置值和状态值 Counter C 5 计数器累加值、 预置值和状态值 Control R 6 应用中的特殊指 令的长度、位置 和状态 Integer I

30、7 整型正数和负数 Floating F 8 带小数点的正数 Point 和负数 上表适用于Micrologix,SLC 5/03 OS 301 和 OS 302，SLC 5/04以及SLC 5/05型处理器。确定地址地址的一般表示形式如下：步骤：1 在文件类型位置处，写I或O，表示输入或输出。2 写槽号分隔符（：）。3 确定输入输出模块的槽号，在框架上可以看出模块位于第几槽，即为槽号。4 在槽号位置上写入槽号。5 如果需要，在字号位置填入字号。6 确定位号，输入输出模块上的接线端口号即为位号。7 把位号填入相应的位置。注意： 1实际输入输出时，文件号可以不写入地址中。2字号的确定： 每16位

31、为一个字，如：0-15位，字号为0；16位以外，如16-31位，字号为1。例：确定地址框架上三号槽的第6点，地址如下： I：3.0/5三号槽的第16点的地址： I：3.0/15三号槽的第17点的地址：I：3.1/03 DEVICENET控制系统相关软件(CompactLogix平台)3.1Rslink简介RSLinx是A-B可编程控制器的通信软件，用于在MicroSoft WinNT、Win95、Win98操作系统下建立通信方案。它为A-B PLC和各种RockWell及A-B应用软件之间建立通信。如：RSLogix5/500(TM)、RSView32(TM)、RSBatch(TM)、PLC-5A.I.系列、Ladder Logistics(TM) 以及PanelBuilder(TM)等软件。RSLinx的AdvanceDD