ControlLogix可编程序控制器.ppt

1、08/14/00,a,1,输入,输出,工艺流程/机械,控制系统,控制系统概述,08/14/00,a,2,PLC的信号传递过程,用户输入设备,输入电子,输入映像寄存器,元件映像寄存器,输出锁存器,输出电路,输出端子,用户输出设备,输入电路,用户程序逻辑,08/14/00,a,3,PLC控制等效电路,ControlLogix 新一代集成通讯与控制平台,08/14/00,a,5,Logix 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

2、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,08/14/00,a,6,ControlLogix突破性设计：集成控制,08/14/00,a,7,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),08/14/00,a,8,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

3、, 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,08/14/00,a,9,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,08/14/00,a,10,ControlLogix 通过提供多主的Producer/ Consumer

4、 (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: 系统的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 (1 to 1, 1 to n),ControlLogix 系统的背板设计,08/14/00,a,11,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,I/O数据交换方式之一: 轮循,08/14/00,a,12,Controller,Drive1,Sens

5、or,Drive3,Drive2,Data Acquisition,HMI,数据交换方式之一: 轮循,Analog I/O,Extremely Inefficient - Examples of Old Network Technology - RIO, Profibus, Interbus S,08/14/00,a,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

6、之二: 周期性,08/14/00,a,CTLR1,HMI,Drive1,Temperature Sensor,Drive3,Drive2,CTLR2,Cyclic Rate 100ms,Cyclic Rate 200ms,Cyclic Rate 50ms,Cyclic Rate 25ms,数据交换方式之二: 周期性,08/14/00,a,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,I/O数据交换方式之三: 状态改变,08/14/00,

7、a,CTLR1,HMI,Drive1,Sensor,Drive3,Drive2,CTLR2,I/O数据交换方式之三: 状态改变,08/14/00,a,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,08/14/00,a,18,CTLR1,HMI,Drive1,Sensor,Drive3,Drive2,CTLR2,Producer/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

8、,广播,主-从,08/14/00,a,19,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,08/14/00,a,20,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,08/14/00,a,21,ControlLogix 系统模型 (续1),独立于控制器的通

9、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/O,08/14/00,a,22,ControlLogix 系统模型(续2),基于控制器的符号编程,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!,08/14/00,a,23,ControlLogixTM System Model,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

10、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 CHOICE AWARDS 控制工程杂志年度“编辑选择奖” 参考网站：,ControlLogix 的结构,08/14/00,a,25,系统的组成,电源,机架 4,7,10,13, 17槽,模板,08/14/00,a,26,Logix5555 控制器系统组成,08/14/00,a,27,Logix控制器外观,08/14/00,a,28,Logix5555 控制器特点,单一控制器的多种控制功能 Logix5

11、555s 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,08/14/00,a,29,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: 128,000 AI/O: 4,000,08/14/00,a,30,Logix5555 I/O 寻址方式,模拟量和数字量模板使用同样的机

12、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,08/14/00,a,31,Logix5555 I/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,08/14/00,a,32,Logix5555 I/O 能力(续1),Logix5555 的I/O寻址能力取决于新的 计算机制连接(Connect

13、ion) 数字量I/O能力 250 x 16 槽 x 32 点 = 128,000点 模拟量I/O能力 250 x 16 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,08/14/00,a,33,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

14、内存 1756-M24 = 3.5MByte非易失内存 改变内存卡不影响程序的执行,08/14/00,a,34,Features Common to All 1756 Modules,I/O 模板,08/14/00,a,35,Features Common to All 1756 Modules,I/O 模块功能概述,Producer/Consumer 模式 模块级故障报告 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,08/14/00,a,36,Features Common to All 1756 Modules,I/O 模板功能

15、概述(续),电子锁 现场可升级的 FLASH firmware (可通过Internet) Class 1 Division 2 认证 UL, CE, CSA & FM 认证,08/14/00,a,37,1756-I/O系统(2),08/14/00,a,38,1756-I/O系统(3),1756-I/O目录系统: 模拟量I/O模块 1756 X XX X,E-电子保险, I-隔离,D-带诊断,08/14/00,a,39,标准数字量输入模板的特性,宽电压范围选择: 79-132 VAC, 159-265 VAC 和 10-30 VAC 10-31 VDC, 30-60 VDC 和 90-146

16、VDC 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,08/14/00,a,40,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,08/14/00,a,41,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,08/14/00,a,42,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

17、 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),08/14/00,a,43,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,08/14/00,a,44,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,08/14/00,a,45,模拟量输出模板特性,隔离和非隔离型模板 13 到 16 位分辨

18、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,08/14/00,a,46,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,08/14/00,a,47,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: 5V dc 和 12 到 24V dc 最大计数范围:

19、16,777,216 (24 位),08/14/00,a,48,开关量输入,1756-Ibxx (24VDC) 1756-IB16 16点 10-31VDC汇流 1756-IB16D 16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120

20、VAC,隔离 1756-IM16I 16点240VAC,隔离 1756-IN16 16点24VAC,08/14/00,a,49,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

21、点 120VDC 源/汇流, 隔离,1756-OA xx (120/240VAC) 1756-OA8 8点120/240VAC 1756-OA8D 8点120VAC,高功能 1756-OA8E 8点120VAC, 电子融断 1756-OA16 16点120/240VAC 1756-OA16I 16点120/240VAC,隔离 1756-ON8 8点24VAC,08/14/00,a,50,继电输出 模板,1756-OW16I 16点常开,隔离 1756-OX8I 8点,Form C,隔离,08/14/00,a,51,模拟量输入模板,1756-IR6I 6路热电阻,隔离 热电阻类型: 100,20

22、0,500,1000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: Type B: 250-1820摄氏度 Type C: 0-2315摄氏度 Type E: -270-1000摄氏度 Type J: -210-1200摄氏度 Type K: -270-1300摄氏度 Type N: -270-1300摄氏度 Type R: -50-1768摄氏度 Type S: -50-1768摄氏度 Type T: -270-400摄氏度,08/14/00,a,52,模拟量输出模板,1756-OF xx 1756-OF4 4点输出 电

23、压: 正负10.4V 电流: 0-21mA 1756-OF6CI 6点输出,隔离 电流: 0-21mA 1756-OF6VI 6点输出,隔离 电压: 正负10.5V 1756-OF8 8点输出 电压: 正负10.4V 电流: 0-21mA,08/14/00,a,53,DeviceNet,ControlNet,Ethernet,ControlNet,背板和网络通讯,模块化基于机架的通讯 10MB/100MB Ethernet, ControlNet, DH+, RIO, DeviceNet, Serial-DF1 (controller), Serial ASCII 各种网络接口的混合配置 按需

24、要增减网络的接口,08/14/00,a,54,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 支持预定/非预定的I/O, 对等通讯 支持I/O共享 软件可组态,DeviceNet,ControlNet,Ethernet,ControlNet,08/14/00,a,55,ControlLogix 网络通讯模块,08/14/00,a,56,有优先权的多任务操作系统,IEC1131-3 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毫秒周期任务和事件触发型任务 15个优先级，保证重

25、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,08/14/00,a,57,控制器数据结构特点,支持 IEC1131定义数据类型 布尔型, 整型, 长整型, 浮点数 数据结构提供封装功能 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,08/14/00,a,58,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

26、索,08/14/00,a,59,数据和I/O以IEC1131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,08/14/00,a,60,1. Create your tags based on system device needs,2. Write your program or create generic code blocks,3. At a later date map the Device tags to the I/O in the system,4.

27、 NO CODE CHANGES REQUIRED!,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,08/14/00,a,61,System Shared,Program,Local Scope,Logix5555 Controller,Controller Scope,Program,Local Scope,Program,Local Scope,Logix5555 Controller,Controller Scope,Program,Local Scope,Program,Local Scope,L

28、ogix5555 Controller,Controller Scope,Program,Local Scope,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,08/14/00,a,62,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

29、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,08/14/00,a,63,RSLogix 5000 编程和组态软件,RSLogix5000 软件的特性: 与RSLogix 5 & 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

30、化标签和结构数据模型,08/14/00,a,64,浏览器界面,Controller organizer,On-Line Status bar,Instruction set toolbar,Verify Results Tab,Component create toolbar,User customized Instruction tab,Message Bar,Misc. Editor Information,File operation toolbar,Application Verify buttons,Pop-up Tag Tooltips,Ladder Diagram Editor,

31、Cut/Copy/Paste Undo / Redo,Search All Results Tab,Search Tools,Function Block Diagram Editor,08/14/00,a,65,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 自动建立地址标签,08/14/00,a,66,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,08/14/00,a,67,RSLogix 5000 FBD 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,08/

32、14/00,a,68,Ladder / FBD 通用指令,简单算术指令 Add Subtract Multiply Divide Square Negation Absolute Value,位指令 One Shot Rising One Shot Falling,定时/计数指令 Timer On /w Reset Timer Off w/Reset Retentive Timer On w/Reset Count Up/Down w/Reset,比较指令 Equal Greater Than or Equal Greater Than Less Than or Equal Less Than

33、 Not Equal Masked Equal Limit,三角函数指令 Sine Arcsine Cosine Arccosine Tangent Arctangent,转换指令 Radians Degrees BCD To Decimal Decimal to BCD,高级算术指令 Modulo Divide Truncate X to Power of Y Logarithm Natural Log,36 ladder instructions converted to execute in FBD,08/14/00,a,69,过程和传动指令,过程指令 Alarm Enhanced PI

34、D Ramp/Soak Scale Position Proportional Split Range Time Proportional Lead-Lag Function Generator Totalizer Deadtime Discrete 2-State Device Discrete 3-State Device,传动指令 Pulse Multiplier S-Curve PI Integrator Second-Order Controller Up/Down Accumulator,过滤器指令 High-Pass Filter Low-Pass Filter Notch Filter Second-Order Lead-Lag Derivative,选择/限制指令 Select Enhanced Select Selected Summer Selectable Negate Multiplexer H/L Limit Rate Limiter,统计指令 Moving Average Moving Standard Deviation Minimum Capture Maximum Capture,逻辑指令 Boole