ControlLogix可编程序控制器.ppt

08/14/00,Copyright 2000 Rockwell International Corporation,1,输入,输出,工艺流程/机械,控制系统,控制系统概述,08/14/00,Copyright 2000 Rockwell International Corporation,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,Copyright 2000 Rockwell International Corporation,3,PLC控制等效电路,ControlLogix 新一代集成通讯与控制平台,08/14/00,Copyright 2000 Rockwell International Corporation,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,Copyright 2000 Rockwell International Corporation,6,ControlLogix突破性设计：集成控制,08/14/00,Copyright 2000 Rockwell International Corporation,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,Copyright 2000 Rockwell International Corporation,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,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,Copyright 2000 Rockwell International Corporation,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,Copyright 2000 Rockwell International Corporation,10,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,Copyright 2000 Rockwell International Corporation,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,Copyright 2000 Rockwell International Corporation,12,Controller,Drive1,Sensor,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,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,08/14/00,CTLR1,HMI,Drive1,TemperatureSensor,Drive3,Drive2,CTLR2,Cyclic Rate100ms,Cyclic Rate200ms,Cyclic Rate50ms,Cyclic Rate25ms,数据交换方式之二:周期性,08/14/00,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,CTLR1,HMI,Drive1,Sensor,Drive3,Drive2,CTLR2,I/O数据交换方式之三:状态改变,08/14/00,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,Copyright 2000 Rockwell International Corporation,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,广播,主-从,08/14/00,Copyright 2000 Rockwell International Corporation,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,Copyright 2000 Rockwell International Corporation,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,Copyright 2000 Rockwell International Corporation,21,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/O,08/14/00,Copyright 2000 Rockwell International Corporation,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,Copyright 2000 Rockwell International Corporation,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：http:/,ControlLogix 的结构,08/14/00,Copyright 2000 Rockwell International Corporation,25,系统的组成,电源,机架4,7,10,13,17槽,模板,08/14/00,Copyright 2000 Rockwell International Corporation,26,Logix5555 控制器系统组成,08/14/00,Copyright 2000 Rockwell International Corporation,27,Logix控制器外观,08/14/00,Copyright 2000 Rockwell International Corporation,28,Logix5555 控制器特点,单一控制器的多种控制功能Logix5555s 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,Copyright 2000 Rockwell International Corporation,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,Copyright 2000 Rockwell International Corporation,30,Logix5555 I/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,08/14/00,Copyright 2000 Rockwell International Corporation,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,Copyright 2000 Rockwell International Corporation,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(Connection)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,Copyright 2000 Rockwell International Corporation,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,Copyright 2000 Rockwell International Corporation,34,Features Common to All 1756 Modules,I/O 模板,08/14/00,Copyright 2000 Rockwell International Corporation,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,Copyright 2000 Rockwell International Corporation,36,Features Common to All 1756 Modules,I/O 模板功能概述(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,Copyright 2000 Rockwell International Corporation,37,1756-I/O系统(2),08/14/00,Copyright 2000 Rockwell International Corporation,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,Copyright 2000 Rockwell International Corporation,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 VAC10-31 VDC,30-60 VDC 和 90-146 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,Copyright 2000 Rockwell International Corporation,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,Copyright 2000 Rockwell International Corporation,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,Copyright 2000 Rockwell International Corporation,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 YY YY YY 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,Copyright 2000 Rockwell International Corporation,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,Copyright 2000 Rockwell International Corporation,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,Copyright 2000 Rockwell International Corporation,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,Copyright 2000 Rockwell International Corporation,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,Copyright 2000 Rockwell International Corporation,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:16,777,216(24 位),08/14/00,Copyright 2000 Rockwell International Corporation,48,开关量输入,1756-Ibxx(24VDC)1756-IB1616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-IB3232点10-31VDC汇流1756-IC1616点 48VDC汇流1756-IH16I16点 125VDC隔离,汇/源流,1756-Iaxx(120VAC)1756-IA8D8点120VAC 高功能输入1756-IA1616点 120VAC 输入1756-IA16I16点120VAC,隔离1756-IM16I16点240VAC,隔离1756-IN1616点24VAC,08/14/00,Copyright 2000 Rockwell International Corporation,49,开关量输出 模板,1756-Obxx(24VDC)1756-OB88点12/24VDC 源流1756-OB8EI8点12/24VDC 源流/汇流,隔离,电子融断1756-OB16D16点24VDC 源流,高功能,电子融断1756-OB16E16点12/24VDC 源流,电子融断1756-OB16I16点12/24VDC 源/汇流,隔离1756-OB3232点12/24VDC 源流1756-OC88点 48VDC源流1756-OH8I8点 120VDC 源/汇流,隔离,1756-OA xx(120/240VAC)1756-OA88点120/240VAC1756-OA8D8点120VAC,高功能1756-OA8E8点120VAC,电子融断1756-OA1616点120/240VAC1756-OA16I16点120/240VAC,隔离1756-ON88点24VAC,08/14/00,Copyright 2000 Rockwell International Corporation,50,继电输出 模板,1756-OW16I16点常开,隔离1756-OX8I8点,Form C,隔离,08/14/00,Copyright 2000 Rockwell International Corporation,51,模拟量输入模板,1756-IR6I6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-IT6I6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,Copyright 2000 Rockwell International Corporation,52,模拟量输出模板,1756-OF xx1756-OF44点输出 电压:正负10.4V 电流:0-21mA1756-OF6CI6点输出,隔离 电流:0-21mA1756-OF6VI6点输出,隔离 电压:正负10.5V1756-OF88点输出 电压:正负10.4V 电流:0-21mA,08/14/00,Copyright 2000 Rockwell International Corporation,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要增减网络的接口,08/14/00,Copyright 2000 Rockwell International Corporation,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,Copyright 2000 Rockwell International Corporation,55,ControlLogix 网络通讯模块,08/14/00,Copyright 2000 Rockwell International Corporation,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,Copyright 2000 Rockwell International Corporation,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,Copyright 2000 Rockwell International Corporation,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索,08/14/00,Copyright 2000 Rockwell International Corporation,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,Copyright 2000 Rockwell International Corporation,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.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,Copyright 2000 Rockwell International Corporation,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,Logix5555 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,Copyright 2000 Rockwell International Corporation,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,Copyright 2000 Rockwell International Corporation,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化标签和结构数据模型,08/14/00,Copyright 2000 Rockwell International Corporation,64,浏览器界面,Controllerorganizer,On-LineStatus bar,Instructionset toolbar,Verify Results Tab,Componentcreate toolbar,User customizedInstruction tab,Message Bar,Misc.EditorInformation,File operationtoolbar,ApplicationVerify buttons,Pop-up TagTooltips,Ladder DiagramEditor,Cut/Copy/PasteUndo/Redo,Search AllResults Tab,Search Tools,Function BlockDiagram Editor,08/14/00,Copyright 2000 Rockwell International Corporation,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,Copyright 2000 Rockwell International Corporation,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,Copyright 2000 Rockwell International Corporation,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,08/14/00,Copyright 2000 Rockwell International Corporation,68,Ladder/FBD 通用指令,简单算术指令AddSubtractMultiplyDivideSquareNegationAbsolute Value,位指令One Shot RisingOne Shot Falling,定时/计数指令Timer On/w ResetTimer Off w/ResetRetentive Timer On w/ResetCount Up/Down w/Reset,比较指令EqualGreater Than or EqualGreater ThanLess Than or EqualLess ThanNot EqualMasked EqualLimit,三角函数指令SineArcsineCosineArccosineTangentArctangent,转换指令RadiansDegreesBCD To DecimalDecimal to BCD,高级算术指令Modulo DivideTruncateX to Power of YLogarithmNatural Log,36 ladder instructions converted to execute in FBD,08/14/00,Copyright 2000 Rockwell International Corporation,69,过程和传动指令,过程指令AlarmEnhanced PIDRamp/SoakScalePosition ProportionalSplit Range Time ProportionalLead-LagFunction GeneratorTotalizerDeadtimeDiscrete 2-State DeviceDiscrete 3-State Device,传动指令Pulse MultiplierS-CurvePIIntegratorSecond-Order ControllerUp/Down Accumulator,过滤器指令High-Pass FilterLow-Pass FilterNotch FilterSecond-Order Lead-LagDerivative,选择/限制指令SelectEnhanced SelectSelected SummerSelectable NegateMultiplexerH/L LimitRate Limiter,统计指令Moving AverageMoving Standard DeviationMinimum CaptureMaximum Capture,逻辑指令Boolean AndBoolean OrBoolean Exclusive OrBoolean NOTD Flip FlopJK Flip FlopSet DominantReset Dominant,08/14/00,Copyright 2000 Rockwell International Corporation,70,图形化趋势,RSLOGIX5000内置TRENDX ActiveX 控件提供图形化实时数据曲线用于诊断和监控支持多组趋势显示,08/14/00,Copyright 2000 Rockwell International Corporation,71,RSLinx 集成于 RSLogix 5000,RSLinx“Who Active”浏览工具集成在RSLogix 5000中在线搜索控制节点仅需点击鼠标无须记忆网络配置和路径减少开发ControlLogix所需培训允许在项目中存储通讯路径单击“Go Online”即可联结所需PLC备有最近访问节点列表 以供查询,08/14/00,Copyright 2000 Rockwell International Corporation,72,CSV Tag Import/Export,允许用户以CSV文件方式输入/输出标签库.能够以第三方工具,例如 MSAccess,or MSExcel编辑标签库,08/14/00,Copyright 2000 Rockwell International Corporation,73,ControlLogix的冗余系统,HMI RSView32,1756 I/O,1794-I/O,节点2,节点2+1,+1,08/14/00,Copyright 2000 Rockwell International Corporation,74,冗余系统的主要特性,优化系统的控制能力.系统的冗余是自动完成的,绝对不需要用户编程.保证对任一由逻辑程序所控制的输出实现无扰动切换.完全无扰动切换.采用标准的Logix5555控制器和ControlNet网桥(Series D or higher).,08/14/00,Copyright 2000 Rockwell International Corporation,75,冗余系统的主要特性,对任一通过网络连接到冗余控制器机架的设备,切换是透明的.应用程序从主控制器装入到从控制器的过程是透明的.工作站对主控制器的组态/命令/编辑等,被自动地送入从控制器.在切换时,用户可选择解除或恢复“测试编辑”状态.,08/14/00,Copyright 2000 Rockwell International Corporation,76,Common Network Services,FlexLogix,SoftLogixRSViewRSToolsRSBatchSoft MotionSoft CNC,高性能模块化,基于PC开放式,分布式系统,嵌入式系统,MicroLogix,DriveLogix,ControlLogix,CompactLogix,RSLogix 5000,ViewLogix,MessageView,PanelView,一体化系统,跨越不同平台和控制规律的Logix5000 控制引擎家族,紧凑型OEM应用,08/14/00,Copyright 2000 Rockwell International Corporation,77,Windows 2000 P4IE 6.0OfficeRSlinxRSLogix5000RSView32其他,