罗克韦尔 ControlLogix PLC 教程

输入输出工艺流程/机械控制系统控制系统概述08/14/001Copyright©2000RockwellInternationalCorporationControlLogix

新一代集成通讯与控制平台08/14/002Copyright©2000RockwellInternationalCorporationLogix

控制平台多种控制平台上开发的控制执行引擎共享开发编程环境，提供优选I/O连接能力ViewAnyWare

可视化解决方案从电子操作员终端，到高端工业控制计算机的全系列信息可视化解决方案，共享统一的标准化的开发环境。NetLinx

通讯体系结构面向实时控制、数据采集和系统组态目标开发的优化的领先的通讯体系结构，在不同的介质类型均能完美实现。基于核心产品和先进通讯技术的集成架构ControlLogix突破性设计：集成控制控制产品Logix5000TMControlLogixTMRSLogix5000EOI/MMI应用领域包装线SCADA材料处理线石油化工纺织机轮胎组装线轧钢批处理测试台混合/搅拌电力监控控制方式客户需求解决方案过程控制(DCS系统)传动控制(传动系统)高速顺序控制(PLC系统)运动控制(伺服系统)ControlLogix突破性设计：集成控制（续）将多种控制方式集成在单一的控制器上顺序控制(PLC系统)

运动控制(伺服系统)传动控制(传动系统)过程控制(DCS系统)ControlLogix突破性设计：集成控制（续）

集成的控制系统将为用户带来的利益设计方法的统一:节省培训,设计联络,设计接口的时间,费用采购的统一:统一的采购,可以节省大量的人力,物力,可以容易得到较大的价格优惠技术服务的统一:免除了各厂商间的协调,联络和配合的问题备件的统一:节省备件的品种,数量,资金ControlLogix突破性设计：集成通讯平台传统控制系统背板总线设计方法:采用单一的主/从地址总线由单一设备管理总线,控制通讯，负荷很重，影响系统性能单点故障:当控制器或总线“仲裁器”故障时,整个系统“Down”掉集中式的设计方法CPU及总线控制器ControlLogix

系统的背板设计传统控制系统设计方法:采用单一的主/从地址总线由单一设备管理总线,控制通讯单点故障:当控制器或总线“仲裁器”故障时,整个系统“Down”掉集中式的设计方法传统控制系统基板设计

ControlLogix

通过提供多主的Producer/Consumer(生产者/客户)方式的,基于并行通讯网络技术的信息交换,打破了传统的控制模式:系统中I/O模板、通讯模块等第一次获得了与处理器一样的对等地位将ControlNet

的producer/consumer技术直接应用到系统的背板(1to1,1ton)ControlLogix

系统的背板设计ControlLogix

系统基板设计(续2)

本框架内I/O以及扩展机架内I/O均可根据相应控制任务对于实时响应的不同要求，设置相应的网络响应时间。1#I/O框架N#I/O框架主设备依次扫描所连接的从设备，采集所需数据影响效率的因素:网络传输速率从设备数量以及传输数据量适用的结构:主/从适用的连接:一对一,一对多数据交换方式之一:轮循ControllerDrive1SensorDrive3Drive2DataAcquisitionHMI数据交换方式之一:轮循AnalogI/OExtremelyInefficient-ExamplesofOldNetworkTechnology-RIO,Profibus,InterbusS设备按用户设定的速率周期性地发出数据产生高效率的因素:数据按与设备和实际应用相匹配的速率进行更新可以为需快速改变的设备节省带宽按精确的时间间隔采样数据,可以保证确定性适用的结构:主/从,多主,及对等通讯结构适用的连接:一对一,一对多,及广播方式I/O数据交换方式之二:周期性CTLR1HMIDrive1TemperatureSensorDrive3Drive2CTLR2CyclicRate100msCyclicRate200msCyclicRate50msCyclicRate25ms数据交换方式之二:周期性只有当状态发生变化时设备才发出数据产生高效率的因素:网络上的数据交换量大大降低资源没有被浪费在设备去处理旧的数据适用的结构:主/从,多主,及对等通讯结构适用的连接:一对一,一对多,及广播方式数据交换方式之三:状态改变

CTLR1HMIDrive1SensorDrive3Drive2CTLR2数据交换方式之三:状态改变

周期性方式:I/O模板设备按指定的时间周

期性地与处理器进行数据交换状态改变(逢变则报):在状态发生变化时,

I/O模板主动将数据上报给处理

器混合方式Producer/Consumer协议

支持的I/O数据交换方式CTLR1HMIDrive1SensorDrive3Drive2CTLR2Producer/Consumer提供了最大的方便多主周期上报状态改变一对多点对点对等方式广播主-从ControlLogix

系统的背板设计(续1)

控制器不再作为控制系统的核心无需控制器的介入,背板上任一个设备可以发出广播信息,可以和任何一个设备进行通讯提高了系统的带宽和性能为构造一个控制系统提供了极大的方便让控制器专注于控制ControlLogix

系统的背板设计(续2)

处理器1处理器2通讯模板输入模板处理器1处理器2输入模板输出模板ControlLogix

系统模型模块化、可扩展的结构高性能的无源,多主总线背板符合Producer-Consumer协议同一框架内可放置多个处理器,可独立运行或并行运行无槽位限制ControlLogix

系统模型(续1)独立于控制器的通讯路由器

任何模块可带电插拔(RIUP)

模板的软件组态可达到点级

电子锁高性能带诊断和隔离的I/ODeviceNetControlNetEthernetRIO,DH+ControlNetControlLogix

系统模型(续2)基于控制器的符号编程1.基于系统设备需求创建标记2.写程序或创建通用代码块3.3.然后将设备标记名映射到系统

I/O上1.基于系统设备需求创建标记4.4.无需改变代码!ControlLogixTMSystemModel完全模块化，规模可调系统安装尺寸小高性能被动式多主总线背板技术生产者-消费者（生产者/消费者）背板技术完全不受槽位限制集成网关技术，通讯桥接无需控制器参与真正的多处理器共用机架真正的带有优先级的多任务基于标签寻址的处理器所有模板带电插拔(RIUP)模块点级软件可组态电子钥匙锁定，避免模块安装错误高性能自诊断隔离输入/输出ControlLogix系统特色EDITORS'CHOICEAWARDS《控制工程》杂志年度“编辑选择奖”参考网站：ControlLogix的结构08/14/0025Copyright©2000RockwellInternationalCorporation系统的组成

电源

机架4,7,10,13,17槽模板Logix5555控制器系统组成Allen-BradleyA-BQualityControlNETCHACHBOKA#01RUNREMPROGLogix5555™RUNOKRS232BATI/ORUNREMPROGLogix5555™RUNOKRS232BATI/O<>ETHERNETRXDTXDOK<>ETHERNETRXDTXDOK<>ETHERNETRXDTXDOKControlNETCHACHBOKA#01处理器通讯板通讯板I/O模板I/O模板I/O模板机架电源Allen-BradleyA-BQualityControlNETCHACHBOKA#01RUNREMPROGLogix5555™RUNOKRS232BATI/ORUNREMPROGLogix5555™RUNOKRS232BATI/O<>ETHERNETRXDTXDOK<>ETHERNETRXDTXDOK<>ETHERNETRXDTXDOKControlNETCHACHBOKA#01处理器通讯板通讯板I/O模板I/O模板I/O模板机架电源处理器处理器Logix控制器外观RS-232串口标签电池背板连接器卡槽卡槽LED指示灯钥匙门电池标签Logix5555控制器特点单一控制器的多种控制功能Logix5555’s高度集成的运动控制的能力,不再需要单独的运动控制器和软件

Logix5555处理器,专用运动控制指令,专用伺服模板,标准I/O模板不断增强的过程控制和传动系统的功能

PID,FBD(功能块编程),等Logix5555控制器特点完全可标称的解决方案,可使您在应用时“量体裁衣”单一型号处理器,根据应用规模扩展内存模块化网络接口,为应用提供正确的通讯组合足够的I/O能力,满足大系统的应用

DI/O:128,000AI/O:4,000Logix5555控制器特点(续1)快速扫描时间:0.08ms/K平均布尔指令

Logix5555I/O寻址方式模拟量和数字量模板使用同样的机制进行寻址I/O标签(地址)将根据系统中机架的位置和在机架中的物理槽号自动生成当将I/O模板分配给控制器时,自动创建I/O数据区根据实际需要分配内存,节省空间I/O的能力不再由固定的内存区所限定Logix5555I/O能力Logix5555的I/O寻址能力取决于新的计算机制——连接(Connection)250个同步连接对模板–模拟量模板,特殊模板或带诊断的数字量模板对机架–普通数字量模板的机架Logix5555I/O能力(续1)Logix5555的I/O寻址能力取决于新的计算机制——连接(Connection)数字量I/O能力250x16槽x32点=128,000点模拟量I/O能力250x16通道=4000路通道I/O能力将取决于I/O模板密度和使用的网络Logix5555控制器的内存卡Logix5555处理器三种可分别选用的内存卡为:1756-M12=750KByte用户内存1756-M13=1.5MByte用户内存1756-M14=3.5MByte用户内存1756-M16=7.5MByte用户内存1756-M22=750KByte非易失内存1756-M23=1.5MByte非易失内存1756-M24=3.5MByte非易失内存FeaturesCommontoAll1756Modules

I/O模板FeaturesCommontoAll1756ModulesI/O模板功能概述

Producer/Consumer模式模板级故障报告RIUP(带电插拔)全部功能可软件组态软件中就可以读取模块全部标识信息带隔离的数字量/模拟量模板FeaturesCommontoAll1756ModulesI/O模板功能概述(续)

电子锁系统时间戳,用于各种需要带时间标签的应用现场可升级的FLASHfirmware(可通过Internet)Class1Division2认证UL,CE,CSA&FM认证1756-I/O系统(1)

1756-I/O目录系统:数字量I/O模块1756–X

X

XX电压等级:B–24VDC灌电流(Sinking)V-24VDC拉电流(Sourcing)A-110VACM-220VACW-AC/DC触点I/O点数8,16,32输入/输出标识:I-输入,O-输出E-电子保险,I-隔离,D-带诊断1756-I/O系统(2)1756-I/O目录系统:模拟量I/O模块1756–X

XX

XF–模拟量,R-热电阻,T-热电偶输入/输出标识:I-输入,O-输出

E-电子保险,I-隔离,D-带诊断I/O点数8,16标准数字量输入模板的特性

宽电压范围选择:79-132VAC,159-265VAC和10-30VAC10-31VDC,30-60VDC和90-146VDC隔离和非隔离可选8,16和32点密度可软件组态的输入滤波时间标准数字量输入模板的特性(续)

两种发送输入状态的多点广播方式状态改变:(逢变则报)只有当数据变化时进行发送节省基板和控制器的带宽DI处理器标准数字量输入模板的特性(续)

周期性发送根据用户选定的时基周期性地发送DI处理器DI诊断项目开环检测无负载检测现场侧输出确认点级电子保险输出脉冲测试诊断时间标记点级故障报告间歇故障数据的锁定输入输出

Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y诊断型数字量I/O模板特性

(基于标准数字量I/O模板特性)模拟量输入模板特性

RTD,热电耦,标准电压/电流型模板电压/电流型模板具有隔离和非隔离型RTD和热电耦型模板只有隔离型全系列模板为16位分辨率两种数据格式:浮点数(按工程单位广播数据) 整数模拟量输入模板特性(续1)

软件设定对工程单位的模块内置标定软件设定对工程单位的模块内置报警高,高-高,低,低-低报警可选间歇报警的锁定可选报警死区,调节报警值的灵敏度模拟量输入模板特性(续2)

高/低范围及传感器开路检测通道数据的实时采样校准数据和日期存放在非易失的存储器中,并可通过RSLogix5000进行校准和修改可选数字滤波和等级滤波

模拟量输出模板特性

隔离和非隔离型模板13到16位分辨率两种数据格式:浮点数(按工程单位接收和广播数据) 整数输出变化率限定t输出输出命令实际输出曲线模拟量输出模板特性(续)

在切换到编程方式或通讯故障时,可组态输出点为:锁定最后状态设定在用户指定数值输出可以被钳制在指定的高-低限值内输出值锁定,匹配PID应用中的初始化特性(手动-自动切换)特殊智能模板

1756-HSC高速计数模板操作方式:计数方式-1MHz最大频率方波(x4)编码器方式-250KHz最大频率速率测量频率-500KHz最大频率输入数据:通道数:2个,三相输入(A,B,Z相)电压范围:5Vdc和12到24Vdc最大计数范围:16,777,216(24位)开关量输入1756-Ibxx(24VDC)1756-IB16 16点10-31VDC汇流1756-IB16D16点10-30VDC高功能汇流1756-IB16I 16点10-30VDC隔离,汇流/源流1756-IB32 32点10-31VDC汇流1756-IC16 16点48VDC汇流1756-IH16I 16点125VDC隔离,汇/源流1756-Iaxx(120VAC)1756-IA8D 8点120VAC高功能输入1756-IA16 16点120VAC输入1756-IA16I 16点120VAC,隔离1756-IM16I 16点240VAC,隔离1756-IN16 16点24VAC开关量输出模板1756-Obxx(24VDC)1756-OB8 8点12/24VDC源流1756-OB8EI 8点12/24VDC源流/汇流,隔离,电子融断1756-OB16D 16点24VDC源流,高功能,电子融断1756-OB16E 16点12/24VDC源流,电子融断1756-OB16I 16点12/24VDC源/汇流,隔离1756-OB32 32点12/24VDC源流1756-OC8 8点48VDC源流1756-OH8I 8点120VDC源/汇流,隔离1756-OAxx(120/240VAC)1756-OA8 8点120/240VAC1756-OA8D 8点120VAC,高功能1756-OA8E 8点120VAC,电子融断1756-OA16 16点120/240VAC1756-OA16I 16点120/240VAC,隔离1756-ON8 8点24VAC继电输出模板1756-OW16I 16点常开,隔离1756-OX8I 8点,FormC,隔离模拟量输入模板1756-IR6I 6路热电阻,隔离

热电阻类型:100,200,500,1000欧姆铂100,120,200,500欧姆镍镉10欧姆铜1756-IT6I 6路热电偶,1路冷端补償

热电偶类型:

TypeB:250-1820摄氏度TypeC:0-2315摄氏度

TypeE:-270-1000摄氏度TypeJ:-210-1200摄氏度TypeK:-270-1300摄氏度TypeN:-270-1300摄氏度TypeR:-50-1768摄氏度TypeS:-50-1768摄氏度TypeT:-270-400摄氏度模拟量输出模板1756-OFxx1756-OF4 4点输出电压:正负10.4V电流:0-21mA1756-OF6CI 6点输出,隔离电流:0-21mA1756-OF6VI 6点输出,隔离电压:正负10.5V1756-OF8 8点输出电压:正负10.4V电流:0-21mADeviceNetControlNetEthernetRIO,DH+ControlNet背板和网络通讯模块化基于机架的通讯10MB/100MBEthernet,ControlNet,

DH+,RIO,DeviceNet,Serial-DF1(controller),SerialASCII各种网络接口的混合配置按需要增减网络的接口背板和网络通讯灵活方便的网桥各网络间的桥接和路由通过背板完成而不需要处理器的参与支持排定/非排定的I/O,对等通讯支持I/O共享软件可组态DeviceNetControlNetEthernetRIO,DH+ControlNetControlLogix网络通讯模块3RJ45串行通讯口1编程口如果需要亦可设为通讯口无隔离2用户通讯口电隔离波特率可达标115.2Kbps支持RS232/422/485跳线设定提供RJ45至D9转换电缆模式设定跳线x86PCRunningDOS“C”orBasic编程语言内置FlashROM存放操作系统和用户程序Application(CProgram)O/SControlLogixBackplaneCommPortsLogix5550ProcessorSerialDevice(s)UserSpecific

ApplicationC/C++CodeDOSBased1756-MVI多厂商接口模块（串行通讯）1756-MVIOKBATCOM1COM2COM2USR1USR1灵活的应用和通讯模块，满足不同应用需求“C语言”应用模块BASIC可编程通讯模块(DB/BAS) Modbus

主/从通讯模块ModbusTCP/IP通讯模块 ModbusPlus通讯模块 ProfiBusDP主/从通讯模块InterBus通讯模块DF1全双工/半双工通讯模块 流量计模块

DNP3.0主/从通讯模块DNP3.0Ethernet(TCP/IP)服务器通讯模块IEC60870-5-101主站/从站通讯模块IEC60870-5-104Ethernet(TCP/IP)服务器通讯模块HART通讯模块更多……SystemTaskMotionTaskFaultTaskUserTaskPasswordConfigurationStatusUserTaskPasswordConfigurationStatusUserTaskWatchdogConfigurationStatusProgramProgramProgramProgramI/ODataarray[x]floatintstructstructarray[x]GlobalDatastructarray[x]array[x,y,z]ProgramProgramFaultRoutineifA=12thenBsubroutine--||------()--subroutine--||------()--subroutine--||------()--subroutine--||------()--LocalDataMainRoutineLogix5000Controller有优先权的多任务操作系统IEC61131-3任务模式全32位操作系统支持多达32个不同任务,使您能分解复杂的控制应用,并以合适的周期执行1顺序执行任务31最低1毫秒周期运行和事件触发型15个优先级，保证重要任务的优先地位每个任务32个程序使每个应用能够扩展控制并拥有单独数据区TagDataValuesarray[x]floatstructint]]Structarray[x]Structarray[x]Array[x,y,z]控制器数据结构特点支持IEC1131定义数据类型位,整型,长整型,浮点数数据结构提供封装功能SLC&PLC5结构(T,C,R,P,andM)I/O模块结构高级运动控制结构功能块指令数据结构用户定义结构数据作用域使程序间数据可相互隔离局部变量仅属于单个程序全局变量可属于全部程序数组(1,2,3维)可用任何数据类型,包括结构建立标签编址驱除固定内存地址支持用户定义结构提供自文本化的指令用户定义结构可建立真实反映控制对象特性的数据方式提供自文本化的应用代码以便检索数据和I/O以IEC61131标签编址存放于控制器并可以网络直接访问标签名用户使用别名可通过不同途径访问数据源开发者无须知道I/O或数据源确切地址标签名40字节长度无大小写之分控制器标签编址DescriptionTagReferenceBaseReferenceTooltipSystemLayoutDesignElectricalDesignProgramDevelopmentMachineStartupTypicalControlSystemApproachElectricalDevicefunctionandplacementI/OAddressesofallDevicesSystemLayoutDesignElectricalDesignProgramDevelopmentMachineStartupLogix5000ApproachElectricalDevicefunctionandplacementI/OAddressesofallDevices1.Createyourtagsbasedonsystemdeviceneeds2.Writeyourprogramorcreategenericcodeblocks3.AtalaterdatemaptheDevicetagstotheI/Ointhesystem4.NOCODECHANGESREQUIRED!标签别名标签别名可减少开发时间和费用开发程序无须完整电气设计可建立程序模库,提高重复应用维修更改控制I/O地址,无须更改程序SystemSharedProgramLocalScopeLogix5555ControllerControllerScopeProgramLocalScopeProgramLocalScopeLogix5555ControllerControllerScopeProgramLocalScopeProgramLocalScopeLogix5555ControllerControllerScopeProgramLocalScope系统共享数据采用Producer/Consumer通讯模式，多个处理器可以共享数据，不管它们在同一框架中，还是通过ControlNet或EtherNet/IP连接起来多个控制器之间的数据共享完全可以通过组态进行规划，如同I/O模块向背板发送数据用户可以有选择地确定已经共享的数据中，哪些才是自己所需要的指令集以PLC5/SLC500为基础的强大指令集熟悉的OFFICE界面减少学习时间强大的文件和诊断功能PID及其它过程处理指令串口和通讯指令先进的工业控制指令减少开发时间30运动控制指令42高级FBD过程及传动指令统一的用于过程,运动,顺序编程环境IEC1131-3兼容指令运行标签编址极大提高了程序可读性RSLogix5000编程和组态软件RSLogix5000

软件的特性:

与RSLogix5&500通用的用户界面单一的编程软件包适用于整个Logix5000系列产品ControlLogix,FlexLogix,SoftLogix,

CompactLogix,DriveLogix...多种IEC1131-3编程语言梯形图功能块图形符号化标签和结构数据模型浏览器界面ControllerorganizerOn-LineStatusbarInstructionsettoolbarVerifyResultsTabComponentcreatetoolbarUsercustomizedInstructiontabMessageBarMisc.EditorInformationFileoperationtoolbarApplicationVerifybuttonsPop-upTagTooltipsLadderDiagram

EditorCut/Copy/PasteUndo/RedoSearchAllResultsTabSearchToolsFunctionBlock

DiagramEditor模块组态向导非常直观的I/O模块组态向导所有I/O信息以直观方式显示去处智能I/O模块编程需要自动建立地址标签自由格式的梯形图RSLogix编程环境允许用户同时编辑多级程序RSLogix5000FBD语言完全与RSLOGIX5000集成功能块程序可与其它语言程序并存支持所有过程处理及传动控制指令符合IEC1131标准Ladder/FBD通用指令简单算术指令AddSubtractMultiplyDivideSquareNegationAbsoluteValue位指令OneShotRisingOneShotFalling定时/计数指令TimerOn/wResetTimerOffw/ResetRetentiveTimerOnw/ResetCountUp/Downw/Reset比较指令EqualGreaterThanorEqualGreaterThanLessThanorEqualLessThanNotEqualMaskedEqualLimit三角函数指令SineArcsineCosineArccosineTangentArctangent转换指令RadiansDegreesBCDToDecimalDecimaltoBCD高级算术指令ModuloDivideTruncateXtoPowerofYLogarithmNaturalLog36ladderinstructionsconvertedtoexecuteinFBD过程和传动指令过程指令AlarmEnhancedPIDRamp/SoakScalePositionProportionalSplitRangeTimeProportionalLead-LagFunctionGeneratorTotalizerDeadtimeDiscrete2-StateDeviceDiscrete3-StateDevice传动指令PulseMultiplierS-CurvePIIntegratorSecond-OrderControllerUp/DownAccumulator过滤器指令High-Pa