【文章內(nèi)容簡介】 ther/IP 1756ENB 控制器 1756L61 Ether/IP 1756ENB FLEX I/O 模塊 1794AENT 1794IB16 1794OB16本科生課程設(shè)計（論文）6第 3 章 硬件設(shè)計 羅克韋爾控制系統(tǒng)本設(shè)計使用的是美國Rockwell AllenBradley（AB）公司的 ControlLogix系統(tǒng)。ControlLogix系統(tǒng)包括：ControlLogix控制器、適用于不同組合的用戶存儲器、RSLogix 5000編程軟件、 FLEX I/O模塊、用于網(wǎng)絡(luò)通信的獨立通信模塊。 ControlLogix 面板基本設(shè)計的特點是：控制器在控制系統(tǒng)中只作為控制的核心，而不再作為通信和連接的樞紐；無需控制器的介入，基板上任一個設(shè)備可以發(fā)出廣播信息，進(jìn)而和任何一個設(shè)備進(jìn)行通訊；提高了系統(tǒng)的帶寬和性能，為構(gòu)造一個控制系統(tǒng)提供了極大的方便，讓控制器更好的專注于控制。本系統(tǒng)適合順序、過程、傳動和運動控制的模塊化、高性能控制平臺，每個ControlLogix 處理器可以執(zhí)行多個控制任務(wù)，減少所需要的控制器個數(shù)，這樣，排錯更快，可以分別觸發(fā)多個周期任務(wù)以便達(dá)到更高的性能水平。ControlLogix平臺的高性能，源于作為快速 NetLinx 網(wǎng)絡(luò)操作的 ControlLogix 背板，ControlLogix 處理器，I/O 和通訊模塊就像網(wǎng)絡(luò)上的智能節(jié)點。通用的編程環(huán)境和Logix 控制引擎，無論選用怎樣的平臺和網(wǎng)絡(luò)，通過使用通用的控制模型，都可以降低系統(tǒng)成本，簡化集成。組態(tài)和編程是一致的，這樣，不論開始的程序開發(fā)還是長遠(yuǎn)的系統(tǒng)維護(hù)，都可以少花力氣。連接到 NetLinx 開放式網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，在全廠范圍內(nèi)，從車間到管理層，從互連網(wǎng)到電子化制造應(yīng)用，信息全部無縫通訊。I/O 模塊種類繁多，模擬量、數(shù)字量和專用 I/O 模塊滿足應(yīng)用要求。簡單的 ControlLogix 系統(tǒng)由單個機(jī)架中的一個獨立控制器和多個 I/O 模塊組成。如果要實現(xiàn)更全面的系統(tǒng),則需要在單個機(jī)架中使用多個控制器，使用多個跨網(wǎng)絡(luò)連接的控制器,使用分布在多個位置并通過多個 I/O 鏈路連接的多個平臺中的 I/O。 控制器ControlLogix 是羅克韋爾自動化公司推出的 AB 系列模塊化 PLC，它將順序控制、過程控制、傳動控制及運動控制、通訊、I/O 技術(shù)集成在一個平臺上，可以為各種工業(yè)應(yīng)用提供強(qiáng)有力的支持。該控制器具有小型、使用簡單、通用性強(qiáng)、經(jīng)濟(jì)而又快速、高效的特點。它采用固定式控制器、硬件的緊湊設(shè)計，使其更適應(yīng)有限的安裝空間。另外，它還可以與多種網(wǎng)絡(luò)建立接口，使各個控制站之間能本科生課程設(shè)計（論文）7夠按照客戶要求進(jìn)行信息交換。ControlLogix 控制器提供了一種可升級的解決方案，能對大數(shù)量的輸入輸出點進(jìn)行尋址。ControlLogix 控制器可以插入 ControlLogix 輸入輸出機(jī)架的任一槽位中，多個控制器能插在同一個機(jī)架中，相互之間通過機(jī)架背板進(jìn)行通訊但互相獨立工作。ControlLogix 控制器通過 ControlLogix 背板對輸入輸出進(jìn)行監(jiān)控，與同在輸入輸出鏈路上一樣。ControlLogix 控制器能通過 RS232C（DF1/DH485協(xié)議）、DeviceNet、DH+、ControlNet、EtherNet/IP 與計算機(jī)或其他處理器進(jìn)行通訊。如果需要 ControlLogix 控制器支持某種通訊，只需在機(jī)架中插入相應(yīng)的通訊接口模塊即可，控制器 Logix5561 如圖 所示。 圖 控制器 Logix5561ControlLogix 控制器多任務(wù)操作系統(tǒng)支持 32 個可配置的任務(wù)，這些任務(wù)可被設(shè)置成不同優(yōu)先級，只有一個任務(wù)作為連續(xù)任務(wù)運行，其他任務(wù)或者由 1756L61周期性運行或由事件來觸發(fā)。每一個任務(wù)最多可有 100 個程序，包括定時器、和計數(shù)器指令，同時還包括用于序列發(fā)生器、高速計數(shù)器和轉(zhuǎn)換寄存器的指令。一個典型的 500 條指令的程序運行時間只有 ，支持多達(dá) 6 種編程語言。每一個程序有它自己的局部數(shù)據(jù)和處理邏輯，允許在同一個控制器中運行多個虛擬機(jī)（Virtual Machine）。1756L61 ControlLogix 控制器內(nèi)有 1 個內(nèi)置 RS232 端口，用戶存儲器大小為 2MB。本科生課程設(shè)計（論文）8 通信模塊不同的通信模塊適用于不同的網(wǎng)絡(luò)，在 ControlLogix 背板中安裝多個通信模塊可在不同的網(wǎng)絡(luò)間對控制和信息數(shù)據(jù)進(jìn)行橋接或路由，最多可在四個機(jī)架（八個通信跳轉(zhuǎn)）之間路由消息。EtherNet/IP 網(wǎng)絡(luò)，該網(wǎng)路應(yīng)用于工廠管理（物料輸送）、單個高速網(wǎng)絡(luò)上的組態(tài)、數(shù)據(jù)采集及控制、時間要求苛刻的應(yīng)用、包含商業(yè)技術(shù)的應(yīng)用(例如 IP 視頻)、Inter/Intra 連接、集成 CIP Motion 和 CIP Safety 等方面。以太網(wǎng)工業(yè)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議（EtherNet/IP ）是一種開放式工業(yè)網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)，既支持實時 I/O 消息傳遞，也支持消息交換。EtherNet/IP 網(wǎng)絡(luò)使用現(xiàn)成的以太網(wǎng)通信芯片和物理介質(zhì)。在 EtherNet/IP 網(wǎng)絡(luò)中，ControlLogix 通過 ENB 模塊與計算機(jī)進(jìn)行通訊，實現(xiàn)程序的下載、在線調(diào)試及修改、數(shù)據(jù)實時監(jiān)測。1794AENT 為EtherNet/IP 網(wǎng)絡(luò) FLEX I/O 模塊適配器模塊，如圖 所示，1756ENBT 為EtherNet/IP 網(wǎng)橋，介質(zhì)為銅纜，通信速率 10/100 Mbps，TCP/IP 連接數(shù)為64，Logix 連接數(shù)為 128。 圖 1794AENT 模塊 I/O 模塊ControlLogix 架構(gòu)可提供各種輸入與輸出模塊，適用于從高速數(shù)字到過程控制等多種應(yīng)用。ControlLogix 架構(gòu)使用生產(chǎn)者/消費者模式，因此輸入信息和輸出本科生課程設(shè)計（論文）9狀態(tài)可在多個控制器之間共享。每個 ControlLogix I/O 模塊都安裝在 ControlLogix 機(jī)架中，需要可拆卸端子塊(RTB )或者 1492 接口模塊(IFM)才能連接所有現(xiàn)場接線。利用可拆卸端子塊 (RTB)可將工廠接線與 1756 I/O 模塊靈活地交互， RTB 插在 I/O 模塊的前面，模塊的類型決定了所需的 RTB。羅克韋爾自動化提供了多種可用于 ControlLogix 系統(tǒng)的 I/O 模塊。選擇 I/O模塊時，需注意羅克韋爾自動化提供各種數(shù)字量、模擬量和專用 I/O 模塊。這些I/O 模塊的功能包括：現(xiàn)場診斷、電子熔斷、單獨隔離的輸入/輸出。需要可拆卸端子塊(RTB)或 1492 接線系統(tǒng)與 I/O 模塊配合使用?？墒褂?1492 PanelConnect模塊和電纜將輸入模塊連接到傳感器。本設(shè)計所使用的 I/O 模塊為 1794IB16 模塊和 1794OW8 模塊，如圖 所示。本科生課程設(shè)計（論文）10 圖 輸入模塊和輸出模塊根據(jù)設(shè)計要求及實驗室條件，選用 Rockwell Automation 公司 ControlLogix 系列 PLC 及相關(guān)軟件，主要設(shè)備有電源模塊（1794P513 ），適配器（1756ENBT/A，1756AENT/A