第2章_罗克韦尔ControlLogix系统硬件体系架构
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Controllogix介绍自从罗克韦尔自动化1987年进入中国以来,其产品在制造加工业得到了广泛的应用。
罗克韦尔公司在自控领域拥有许多著名的品牌,AB(AllenBradley)是其品牌之一,包括五十万种以上的产品,并提供工业控制和系统解决方案。
此主题相关图片如下:此主题相关图片如下:Controllogix是罗克韦尔公司在1998年推出AB系列的模块化PLC,代表了当前PLC发展的最高水平,是目前世界上最具有竞争力的控制系统之一,Controllogix将顺序控制、过程控制、传动控制及运动控制、通讯、IO技术集成在一个平台上,可以为各种工业应用提供强有力的支持,适用于各种场合,最大的特点是可以使用网络将其相互连接,各个控制站之间能够按照客户的要求进行信息的交换。
Controllogix采用框架式结构,所有得模块都插在框架的背板上,背板支持模块的热插拔。
下图(见附件一)展示了典型的网络架构:从图中可以看出,Controllogix的网络能力可以使控制器的IO端子不必放在本地,而是可以放在工艺现场,cpu框架可以通过总线(controlnet)来完成信息的传递,有点像传统的dcs结构,这种方式大大的拓展了Controllogix的应用范围。
在上图的基础上可以方便的构建成AB典型三层结构的网络,这种网络可以把所有的系统设备有机地结合为一个整体,成为当前的ERP系统中的一个组成部分。
鉴于工业现场的高可靠性要求,Controllogix可以提供完善的控制器冗余功能,采用热备的方式构建控制器,两个框架采用完全相同的配置,之间使用同步电缆连接,不仅控制器可以采用热备,通讯网络也可以采用相似的方式进行热备,如下图(见附件二):除以上的部分可以热备外,控制器的电源也可以进行热备,这样大大提高了控制器的运行的可靠性。
在组建通讯网络时,Ethernet/ip、controlnet是比较常用的通讯协议,除此之外,Controllogix还支持devicenet、DH+、RS232、DH485等。
罗克韦尔的三层网络架构随着制造业竞争的加剧,制造商更加追求生产设备的可靠性,尤其是那些控制关键性生产工序的设备,往往需要采用冗余配置。
目前,多数的基于可编程控制器的冗余系统采用了两套CPU处理器模块,一个处理器模块作为主处理器,另外一个作为从处理器。
正常情况下,由主处理器执行程序,控制I/O设备,从处理器不断监测主处理器状态。
如果主处理器出现故障,从处理器立即接管对I /O的控制,继续执行程序,从而实现对系统的冗余控制。
很多厂商都能够提供可编程控制器冗余系统解决方案,用户在使用过程中往往对其冗余原理理解不深,造成系统冗余性能下降。
本文以罗克韦尔自动化Alle n Bradley品牌ControlLogix控制器为例,介绍其冗余系统的构建和性能优化问题。
2 冗余系统构建ControlLogix系统采用了基于“生产者/消费者”的通讯模式,为用户提供了高性能、高可靠性、配置灵活的分布式控制解决方案。
ControlLogix系统实现了离散、过程、运动三种不同控制类型的集成,能够支持以太网、ControlNet控制网和DeviceNet设备网,并可实现信息在三层网络之间的无缝传递。
因而,C ontrolLogix被广泛地应用于各种控制系统。
[1]构建ControlLogix冗余系统的核心部件是处理器和1757-SRM冗余模块。
目前,有1756-L55系列处理器模块支持冗余功能,其内存容量从750KB到7.5MB不等。
1757-SRM冗余模块是实现冗余功能的关键。
如图1所示,在冗余系统中,处理器模块和1757-SRM冗余模块处于同一机架内。
为了避免受到外界电磁干扰,提高数据传输速度,两个机架的1757-SRM模块通过光纤交换同步数据。
所有的I/ O模块通过ControlNet控制网与主、从控制器机架内的1756-CNB(R)控制网通讯模块相连接。
图1 冗余系统结构以往的冗余系统通常需要用户编制复杂的程序对处理器状态进行判断,在两个处理器之间传输同步数据并实现I/O控制权的切换,两个处理器中的程序也各不相同,这使得冗余系统本身的建立和维护工作非常繁琐。
第二章ControlLogix控制器本章内容: 控制器的程序结构、数据结构、CPU、内存、容量的讨论。
本章目的: 详细了解控制器程序文件的结构和调用关系;详细了解控制器数据文件的类型和定义结构方式;;了解CPU的工作过程,了解内存的运用分配,了解容量的内容和含义。
在ControlLogix系统中,主管逻辑程序运行及数据交换工作的模块被称为控制器,而在传统的可编程序控制器PLC5/SLC500则被称为处理器,两者的差别在于通讯接口部分。
PLC5/SLC500的处理器包括了它们的各种各样的通讯口,几乎所有的通讯都是通过处理器对外,当选定了控制器的型号,也就决定了通讯的形式,一旦要改变通讯网络,就必须更换处理器,用户在为某些通讯口买下特定型号的处理器的同时,有可能也买下了自己不需要的通讯口,另外,要扩展网络或增加不同的网络是非常困难或不可能的。
ControlLogix控制器只保留了作为基本编程口的串口,分离了所有的网络通讯口,使之成为独立的通讯模块,通过背板实现它们的信息连接,从而,改变网络类型,扩展新的网络,建立同种类型的多个网络,都是非常容易实现的,系统配置的价格也变得合理。
ControlLogix控制器是控制系统的核心模块,负责控制系统的控制工作,它收集与之相关的数据,主要是来自于I/O模块、通讯模块、其它控制器模块的数据,运行事先编制好的控制器功能程序,实现控制的全过程;控制器还为各种人机界面提供操作和监视数据,开放的、方便而自由的网络通道,使外部机器简捷而快速地访问控制器的内存,获取所需数据。
从应用上来说,ControlLogix控制器的主要硬件包括了CPU和内存两大部件,它们分别的作用是:∙CPU 共有两个,一个称为逻辑CPU,主管逻辑控制和数据处理;一个称为背板CPU,主管背板通讯。
∙内存分为基本内存和扩展内存,基本内存用来存放控制器与外部交换的通讯数据,扩展内存存放用户的逻辑程序和内部数据。
ControlLogix 模拟量 I/O 模块产品目录号 1756-IF16、1756-IF6CIS 、1756-IF6I 、1756-IF8、1756-IR6I 、1756-IT6I 、1756-IT6I2、1756-OF4、1756-OF6CI 、1756-OF6VI 、1756-OF8用户手册重要用户信息在安装、配置、操作或维护设备之前,请仔细阅读本文档及“其他资源”部分列出的文档,了解设备的安装、配置和操作信息。
用户需要了解安装和接线指南以及所有适用规范、法律和标准的相关要求。
包括安装、调整、投入运行、使用、装配、拆卸和维护等在内操作必须由经过适当培训的人员根据适用的操作守则来执行。
如未按照制造商指定的方法使用设备,则设备提供的保护功能可能会受到影响。
任何情况下,对于因使用或操作本设备造成的任何间接或连带损失,罗克韦尔自动化公司概不负责。
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在整本手册中,我们在必要的地方使用了以下注释,来提醒您注意相关的安全事宜。
标签可能位于设备上或设备内,可提供特定警示。
Allen-Bradley 、Rockwell Automation 、Rockwell Software 、RSLogix 5000、Logix5000、RSNetW orx 、RSLinx 、PowerFlex 、DeviceNet 、EtherNet/IP 、Data Highway Plus-Remote I/O 和 T echConnect 是罗克韦尔自动化公司的商标。
不属于罗克韦尔自动化的商标分别为其所属公司所有。
警告:用于标识在危险环境下可能导致爆炸,进而导致人员伤亡、物品损坏或经济损失的操作或情况。
液位控制摘要本文完成了基于RA PLC的液位控制系统的设计。
设计对象为辽宁工业大学罗克韦尔自动化实验室的液位控制系统模型,以罗克韦尔公司的ControlLogix系统作为控制平台,实现了液位控制过程。
液位控制系统包括硬件配置、I/O点分配、网络组态、梯形图以及组态程序。
硬件由主机、ControlLogix控制器、通讯、I/O模块及输入输出设备组成。
网络组态和程序是在ControlLogix系统的RSNetWorx for EtherNet/IP、RSLinx、RSLogix5000、FactoryTalk三种软件环境中完成。
网络组态实现各种设备之间的联接层次和联接方式,使其构成一个ControlLogix系统。
程序设计以自动分拣传送仓储系统的工作过程作出控制方案设计,编程语言采用梯形图,组态界面采用RA 组态软件完成。
工艺要求液位设定范围为10~20 cm,最小区分度为0.5cm,调节时间小于20分钟,静态误差小于1cm,具有液位显示功能。
实验运行表明该系统控制准确,运行稳定,界面友好,基本实现工业控制过程。
关键词:PLC;液位;ControlLogix目录第1章绪论 (1)1.1 液位控制装置 (1)1.2 设计内容 (4)第2章控制方案及硬件配置 (5)2.1控制方案 (5)2.1液位控制系统系统配置 (6)2.2 I/O地址分配 (6)第3章程序设计 (7)第4章显示界面设计 (10)结论 (11)第1章绪论1.1液位控制装置液位控制装置是单参数(液位)单容单回路的实验装置,采用铝合金框架式结构、并配有移动脚轮。
真实的管路、容器、泵、阀等使仿真极度高;储水槽﹑水箱等均采用不锈钢材料制成,管路采用耐用环保的PPR管材,水泵采用意大利CALPEDA离心式水泵;全套工艺设备结构紧凑﹑占用空间小﹑各手动阀门操作方便﹑设备运行噪音小﹑无腐蚀、无泄露﹑坚固耐用、安全可靠。
可配备变频调速泵或电动调节阀类型的执行器(也可同时配备);液位信号的测量手段可根据用户需要配备(如:静压式、差压式、非接触式等)。