Rockwell系列PLC 实验指导手册
自控检修作业区
2017年1月20日
目录
第一部分可编程控制器及Rockwell系列PLC简介 (3)
一可编程控制器简介 (3)
二Rockwell系列PLC简介 (4)
第二部分实验内容 (8)
一实验目的 (8)
二实验环境及设备要求 (9)
三实验内容 (11)
实验一卸料系统PLC手/自动控制 (11)
实验二Rockwell PLC液位自动控制 (16)
四实验指导分工 (17)
五其他要求 (18)
第一部分可编程控制器及Rockwell系列
PLC简介
一可编程控制器简介
可编程序控制器，英文称Programmable Logical Controller，简称PLC。它是一个以微处理器为核心的数字运算操作的电子系统装置，专为在工业现场应用而设计，它采用可编程序的存储器，用以在其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时/计数和算术运算等操作指令，并通过数字式或模拟式的输入、输出接口，控制各种类型的机械或生产过程。PLC基本组成如下图1所示：
图1 PLC基本组成
PLC工作过程如下图2所示：
图2 PLC工作过程
二Rockwell系列PLC简介
（一）Logix 系统控制器类型
● ControlL ogix控制器
● pactLogix控制器
● FlexLogix控制器
● SoftLogix控制器
● DriveLogix控制器
图3 Logix系统控制器类型
（二）ControlLogix系统常见硬件类型
机架（1）1756-A4/B、1756-A7/B、1756-A10/B、1756-A13/B、1756-A17/B （2）4槽、7槽、10槽、13槽、17槽机架
（三）实验设备硬件特性
ControlLogix硬件特性
● 框架：1756-A7/B（本地7槽机架）、1756-A10/B（远程10
槽机架）
●处理器：1756-L61，2 MB程序内存，固件版本16.03；
●电源模块：1756-PA72/C，120/240V AC，50/60Hz；
●通讯模块：1756-ENBT，1756-2R,1756-BR,1756-DNB
●I/O模块：1756-IR6I，6通道，热电阻模块
1756-IF8，8通道，模拟量输入模块
1756-OF8，8通道，模拟量输出模块
1756-IT6I，6通道，热电偶模块
1756-IB16，16点，数字量输入模块（DC24V）
1756-OB16E，16点，数字量输出模块（DC24V）
● 通讯方式：RS232/DH-485串口通讯、EtherNet网络通讯
● DC24V电源：AB-1606-XL
pactLogix硬件特性
● 框架：无
●处理器：1769-L32E，2MB程序内存；
●电源模块：1769-PA4，120/240V AC，50/60Hz；
●通讯模块：1769-SDN，DeviceNet网络适配器；
●I/O模块：1769-IF8，8通道，模拟量输入模块
1769-IQ16，16点，数字量输入模块（DC24V）
1769-OF4CI，4通道，模拟量输出模块
1769-OB16，16点，数字量输出模块（DC24V）
● 通讯方式：RS232/DH-485串口通信、EtherNet网络通讯
●DC24V电源：AB-1606-XL
（四）Rockwell常用软件
表2 Rockwell常用软件
第二部分实验内容
Rockwell系列PLC实验指导手册
一实验目的
通过开展Rockwell系列PLC产品实验，学会使用RSLogix5000、RSview32、FT-View SE、RSLinx等开发工具，了解Rockwell系列PLC 产品概况，最终达到熟练处理和维护Rockwell系列PLC系统故障的目标。具体要求有：
1.熟悉和了解Rockwell系列PLC产品概括；了解Rockwell系列PLC 产品硬件技术规格；重点掌握处理器、通讯模块、数字量输入、数字量输出、模拟量输入、模拟量输出、热电阻输入、热电偶输入等模板的供电和接线原理。
2.熟悉和了解RSLogix5000、RSview32、FT-View SE、RSLinx等软件特点及版本要求；掌握RSLogix5000、RSview32、FT-View SE、RSLinx 等软件的安装及授权方法；熟悉RSLogix5000、RSview32、FT-View SE、RSLinx等软件应用开发界面和应用开发过程，掌握上下位工程新建方法及其他常用功能；掌握RSLogix5000常用编程指令；掌握RSview32、FT-View SE上位画面常用功能，包括画面新建，趋势，报警等功能；掌握RSLinx不同的联机在线以及程序下载方法；掌握RSLogix Emulate5000仿真软件的应用和调试。
3.熟悉和了解Rockwell自动化NetLinx网络架构，NetLinx体系由DeviceNet、ControlNet和Ethernet/IP三个开放式网络构成，并通过这种由底层到顶层全部开放网络实现了控制、配置和采集数据三种功能；掌握工程I\O组态中本地机架与远程机架组态方法，会通过RSNetWorx for EtherNet、RSNetWorx for ControlNet、RSNetWorx for DeviceNet网络规划软件进行简单网络规划。
4.熟悉常见故障的现象及其处理方法。
二实验环境及设备要求
1.编程器（PC）：以太网卡、RS232串口（主机自备）。
2.软件版本：本次实验主要使用软件为RSLinx（v2.52）、RSLogix5000（v16.03）、RSLogix Emulate5000(v16.03)、RSView32（v6.30）、FTView_SE（v6.00），软件安装包及参考资料放置在作业区资料服务器，地址：\\10.5.55.14\20101_各专业兴趣小组\02_AB\实验软件_实验资料，用户名：zk，密码：JXzk123。
3.实验设备硬件明晰
ControlLogix控制系统硬件配置如下表3所示，本套系统主要完成卸料系统手/自动控制。
表3 ControlLogix硬件配置表
pactLogix控制系统及所用仪表设备硬件配置如下表4所示，本套系统主要完成Rockwell PLC液位自动控制。
表4 pactLogix硬件配置表
仪表设备表
5.本次实验以自学加答疑形式，实验室设备只用于程序调试使用，编程可以在个人电脑上完成。
三实验内容
实验一卸料系统PLC手/自动控制
1 系统组成
手/自动卸料系统是工业控制系统中常用控制系统之一，其主要功能是实现料物的自动卸车。该系统由传送带（M1、M2、M3）、斗形的储料器、进料电磁阀（K1）、出料电磁阀（K2、K3）、液位传感器（S1）、卸料/恢复按钮、卸料汽车（C1）所组成，同时为了工作的有序性，还设计了两个指示灯（L1、L2），用于指示当前工作状态。其自动卸料系统结构示意图如图4所示。
图4 自动卸料系统结构示意图
2 控制要求
（1）初始状态
储料器料位检测S1：0m，进料电磁阀（K1）、出料电磁阀（K2、K3）、电机M1，M2，M3皆为停止，指示灯L1/L2灭。
（2）控制要求
卸料系统采用手/自动控制，上位画面设置手/自动选择按钮。
选择按钮打到手动位置时，手动状态指示灯L1亮，系统无连锁关系，主控室操作人员可依据现场要求单独启动任何一台设备。
选择按钮打到自动位置时，自动状态指示灯L2亮，系统连锁自动控制，主控室操作人员按下连锁启动按钮后，依据设定条件自动启停控制，具体要求如下：
①按下连锁启动按钮后，进料电磁阀K1打开，储料器开始装载货料，储料器料位检测S1值开始增加。
②当储料器料位检测值S1大于5m（最好上位可设定）时，传送带M3自动启动，M3启动5S后M2启动，M2启动5S之后M1启动，M1启动10S之后出料电磁阀（K2、K3）打开（出料），系统开始自动卸料。
③当储料器料位检测值S1小于1m（最好上位可设定）时，首先关闭出料电磁阀（K2、K3），之后传送带M1，M2，M3顺序延时10S分别停止。当储料器料位检测值S1再次大于5m时，重复②③步骤。
④岗位工人采用白班（8:00-20:00）、夜班（20:00-次日8:00）制度，每班岗位上班后半小时内（0＜t≤30min）需将卸料汽车（C1）开至指定位置清空卸料车。为防止清空卸料车期间卸料系统启动导致堆料事故，现场设置卸料/恢复按钮，当卸料汽车岗位工人需要清空卸料车前，需按下卸料按钮，此时PLC输出全部断开（转与不转全部撤销），当清空卸料车完成后，按下恢复按钮，PLC系统恢复正常。其他时段，按钮不起作用。
⑤为统计资源利用率，统计当月每日每班传送带M3运行时间，形成月统计表格画面（报表更好），如下表5所示，供工艺人员参考，并保存数据记录，保存周期为一年。次月1日8时，画面清零，重新开始统计。
表5 运行时间统计表
⑥上位画面添加储料器料位检测值S1高、低报警，料位检测值大于6m，高料位报警；料位检测值低于0.5m低料位报警，并添加料位检测值趋势。
⑦按下连锁停止按钮，所以设备全部停止，系统停止工作。
⑧为保证控制系统稳定运行，监测PLC室环境温度，上位画面显示温度值，添加温度高报警，PLC室温度大于40℃时，弹出事件报警框，并添加环境温度趋势，供修护人员参考。（温度测量采用热电阻芯，型号：WZP-010）
3 实验要求
1)根据控制要求逻列备件列表；
2)设计电气图纸（包括电气主回路、电气控制回路和模块接线图）并完成接线
和配线；
3)编写下位控制程序与上位画面；
4)最后形成控制说明书。
5)本实验以ControlLogix硬件为基础进行编程和调试。
4 实验思考题
6)ControlLogix、pactLogix系统常见处理器型号有哪些？
7)ControlLogix、pactLogix系统三层网络架构为？常用通讯模块型号有哪些？
通讯模块更换注意事项？
8)列举ControlLogix、pactLogix系统PLC常用的I/O模板的名称及其型号、接
线方式？
熟悉DI、DO、AI、AO等常见模板的接线原理，掌握模板通道好坏的测量和判断方法，掌握模板或通道更换的方法步骤。
熟练掌握各模块接线图纸，能快速通过图纸找到对应接线端子进行故障处理。
掌握AI、AO模块量程标定方法，更换模块或通道能完成量程标定。
9)CPU模块的钥匙开关在不同位置代表什么意思？
10)CPU状态指示灯含义：
11)如何识别一个新领CPU是否为翻新产品？
12)如何对1个工程项目进行正确的创建、备份，以及处理器程序上载、下载？
13)如何执行强制和解除强制？如何执行内存点的监视与修改？如何查找当前
在线处理器的强制情况？
14)如何查看CPU、通讯模块故障代码？
15)如何修改CPU系统时间？
16)上位机与下位机通讯方式有哪几种？分别如何配置？
使用RS232串口连接PLC。
使用PCIC通讯网卡，采用ControlNet网络连接PLC。
使用以太网网卡，采用EtherNet网络连接PLC。
17)熟悉固件版本刷机软件的安装、设置，熟悉固件版本的兼容性，能够获得固
件版本文件（或gsd文件），掌握固件版本的刷新操作？
18)掌握各控制系统趋势、事件、日志的实现过程，会增加、修改或删除趋势、
事件、日志。
掌握各控制系统上位数据记录新建和添加方法，会准确进行数据记录查询。
掌握各控制系统事件报警的实现过程，会添加、修改或删除上位事件报警。
19)掌握各控制系统上下位标签新建、查找、定位，能通过上位画面快速查找到
下位标签定位？
20) Power Flex 700S 变频器参数设置与变频器端子接线关系？ 21) 1756-DNB 模块配置、下载，如何实现变频器自动控制？ 22) DeviceNet 、ControlNet 网络规划如何进行？
23) 变频器输入、输出字高低16位代表什么？如何将32位数据进行高低位分
开？BTD 指令应用？ 24) MSG 指令应用？
实验二 Rockwell PLC 液位自动控制
1 系统组成
液位自动控制是工业控制系统中常用控制系统之一，其主要功能是实现液位的自动调节，该系统由差压变送器、配电隔离器、执行机构组成。
2 控制要求
液位控制采用自动和软手动双重控制。 软手动控制：上位直接给定阀位输出。 自动控制：
①液位反馈采用平均值滤波后，参与控制。滤波公式：
10
10
......321PV PV PV PV PV ++++=
②液位控制采用粗、细调双重调节方式，粗调采用递推的阀位输出方式调节，细调采用PID 调节。
通过液位检测值（PV ）与液位设定值（SP ）之间的差来选择调节方式，即Φ=SP PV -。
Φ>10mm ，液位检测值与液位设定值相差大于10mm ，液位波动相对较大，采用递推的阀位输出方式调节。
Φ≤10mm，液位检测值与液位设定值相差小于10mm，液位波动相对较小，
采用PID调节。
③该系统PID参数根据实际进行设定；
④本系统上位画面应设计报警、趋势及PID参数设定等功能。
⑤液位量程为0-100mm。10mm低限报警，90mm高限报警。
3 实验要求
1)根据控制要求逻列备件列表；
2)设计电气图纸（包括电气主回路、电气控制回路和模块接线图）并完成接线
和配线；
3)编写下位控制程序与上位画面；
4)最后形成控制说明书。
5)本实验以pactLogix硬件为基础进行编程和调试。
4实验思考题
6)pactLogix系统模拟量输入、输出模块通道如何标定?
7)PID调节中死区的含义及X围，如何设置？
8)PID调节最大最小输出限值如何设置？
9)如何实现两处理器之间的数据交换？
10)通道标定、相同数据处理可否用ADD-ON指令？ADD-ON指令应用？
11)PID参数设置？代表什么含义？
四实验指导分工
总负责：周双喜
本培训课题组织负责：孔彦虎
实验室管理：X强
实验设备：孔彦虎
实验指导：
王鸿强、蔺喜军、安飞鹏、X进忠、薛德智、孙有宏、杨峰集中答疑时间：
周一班会后以及周五例会后。
五其他要求
1)本次培训以实验的方式进行开展；
2)所有自控专业协理及以下技术人员都要求参加；
3)学习培训时间暂定为上半年，即1－5月；
4)每个学员都按照指导书的要求，留下相应学习痕迹，如学习记录、
设计图纸、点号、控制流程图等等；
5)作业区要加强实验室的管理，对出入人员的时间、实验内容进行
登记；
6)上机实验前，需要由实验指导人员或实验室管理人员对设计的图
纸及接线情况进行确认；
7)各区域现场有条件的，日常上机实践可以在现场进行；
8)本次培训实验到达要求的，由本人提出申请，经实验指导人员进
行检查确认；
9)本次实验培训结束后，结合日常的学习态度、实验结果以及集中
的考试成绩，综合进行评价。