【正文】 當(dāng)使用單個(gè)數(shù)組元素或結(jié)構(gòu)體元素，以及并非數(shù)組或結(jié)構(gòu)體的全部時(shí)，標(biāo)簽名就必須使用標(biāo)量值。一周期內(nèi)每個(gè) PLC 將處理所有讀寫(xiě)請(qǐng)求。 ControlLogix 多請(qǐng)求服務(wù) (0x0A)是用作合并 CIP_Read/Write_Data 請(qǐng)求，即當(dāng)總請(qǐng)求或期望的請(qǐng)求值的大小到達(dá) PLC 的緩沖極限（大約 500 字節(jié)）的時(shí)候使用。而缺點(diǎn)是，客戶(hù)端應(yīng)用程序必須在建立更新連接時(shí)發(fā)送請(qǐng)求，或者更快。 4 設(shè)計(jì)的方案 因?yàn)?ControlNet 連接信息的優(yōu)勢(shì)不能在 EtherNet/IP 上體現(xiàn)，這時(shí)就可以使用無(wú)關(guān)聯(lián)信息：以太網(wǎng)不預(yù)留帶寬；通過(guò) TCP 協(xié)議來(lái)保證傳輸。對(duì)于連接信息， 在 PLC 上的消息路由器被要求打開(kāi)連接： Service： CM_Forward_Open(0x54) Path： Connection Manager(class 0x06， instance 1) timeout， connection ID， update interval， ? Connection Path： Port1， Link0(back plane， PLC slot)， Message Router(class 0x02， instance 1) 回復(fù)信息中提供一個(gè)號(hào)碼。 與其它通信協(xié)議相比，它對(duì)梯形邏輯圖的要求并沒(méi)有改變！ CIP 讀寫(xiě)服務(wù)能夠訪(fǎng)問(wèn)所有控制器標(biāo)簽而不需要預(yù)先在 PLC 編程的軟件標(biāo)記他們?yōu)椤吧a(chǎn)”或“消費(fèi)”類(lèi)型，這包北華航天工業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文 31 括對(duì) I/O模塊的接入：模擬輸入模塊可利用在槽 1上的第一通道，即“ Local:1:”。 使用 SendRRData 封裝命令來(lái)發(fā)送 CIP 數(shù)據(jù)到 PLC，必須通過(guò)連接管理器對(duì)象1756ENET 模塊來(lái)尋址，見(jiàn)下例： Service： CM_Unconnected_Send(0x52) Path： Connection Manager(class 0x06， instance 1) encoded timeout， embedded message Path： Port1(back plane)， Link (slot of PLC)。原因是沒(méi)有一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的 CIP 對(duì)象可以用來(lái)訪(fǎng)問(wèn) PLC的標(biāo)簽名稱(chēng)。 3 CONTROLLOGIX 的以太網(wǎng)接口 ControlLogix 系列 PLC 使用 ControlNet 總線(xiàn)來(lái)聯(lián)接本地 I/O 板卡作為平臺(tái)，1756ENET 以太網(wǎng)模塊支持 EtherNet/IP。:xM39。對(duì)于ControlNet 傳送層，協(xié)議區(qū)別“無(wú)關(guān)聯(lián)”和“關(guān)聯(lián)” CIP 信息。默認(rèn)地，使用 TCP/IP 的端口 0xAF12 連接到EtherNet/IP 目標(biāo)之后，遵循封裝協(xié)議建立一個(gè)身份 ID，就可以直接進(jìn)行信息交換了。 2 ETHERNET/IP ControlNet 是一種確定性的串行通信系統(tǒng)，它的協(xié)議模型同七層的 ISO OSI 模型相似，采用了從物理層到應(yīng)用層分層方式。有了輸入輸出控制器 (IOC)， Unix 或 Win32 系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)和所有裝有以太網(wǎng)連接口的個(gè)人計(jì)算機(jī)都可以對(duì) PLC 進(jìn)行編程，但它同時(shí)要求必須使用相同的技術(shù)來(lái)傳輸 PLC 數(shù)據(jù)。 1 引言 散裂中子源項(xiàng)目 (SNS)的幾個(gè)子系統(tǒng)使用了 AB公司的 ControlLogix 系列 PLC。針對(duì)“實(shí)驗(yàn)性物理和工業(yè)控制系統(tǒng)” (EPICS)開(kāi)發(fā)的驅(qū)動(dòng)程序使用了EtherNet/IP 協(xié)議，從而使得控制器可以運(yùn)行 vxWorks RTOS、 Win32 和 Unix/Linux 的測(cè)試程序。 Large Experimental Physics Control Systems, San Jose, California, 2021． 北華航天工業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文 29 附 錄 附錄 1 基于 ETHERNET/IP 的 CONTROLLOGIX 系列 PLC 的接口 凱瑟米爾 ， ， 美國(guó) 摘要 由美國(guó) AB公司生產(chǎn)的 ControlLogix系列可編程序邏輯控制器 (PLC)提供了多種接口類(lèi)型：如以太網(wǎng)、 ControlNet、 DeviceNet、 RS232 等等 。參考文獻(xiàn) [1] 蔡方偉 ， 吳章維 ， 劉珧 ， 魏成文 ． ControlNet/DeviceNet 現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù) ． 寶鋼技術(shù) ，2021(6)： 343 48． [2] 朱春花 ， 周齊國(guó) ． ControlNet 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在四年的大學(xué)學(xué)習(xí)期間，自動(dòng)化教研室的每位老師對(duì)我的學(xué)習(xí)、生活和工作都給予了熱情的關(guān)心和幫助，使我的水平得到了很大的提高，取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步。導(dǎo)師嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度、淵博的各科知識(shí)、無(wú)私的奉獻(xiàn)精神使我深受啟迪，從尊敬的導(dǎo)師身上，我不僅學(xué)到了扎實(shí)、寬廣的專(zhuān)業(yè)知識(shí)，也學(xué)到了做人的道理。也決定了獨(dú)立控制在下位軟件中不可或缺的地位。 環(huán)道控制系統(tǒng)作為試驗(yàn)性、科研性的課題，在實(shí)施現(xiàn)場(chǎng)要求有高質(zhì)量的信號(hào)采集系統(tǒng)，而本設(shè)計(jì)中的獨(dú)立控制配合著流程控制，使得對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的高要求等到保證。 論文在分析 ControlNet 總線(xiàn)技術(shù)的基礎(chǔ)上，詳細(xì)闡述了其在環(huán)道控制系統(tǒng)下位軟件中的應(yīng)用。從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看，現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)未來(lái)將向著工業(yè)以太控制網(wǎng)的方向發(fā)展和融合。:xM39。這樣做的目的就是為了解決在工控中大量進(jìn)行 PID 運(yùn)算帶來(lái)的高負(fù)荷。這對(duì)于確定性控制是致命的威脅。系統(tǒng)在始建之初就充分考慮到這一點(diǎn)，從 CPU 到電源，全部的設(shè)備都使用的熱備的冗余結(jié)構(gòu)，最大程度上保證了系統(tǒng)的安全性。本系統(tǒng)采用的 ControlNet 總線(xiàn)結(jié)構(gòu)是現(xiàn)如今最有發(fā)展的總線(xiàn)之一，這就注定了在今后的使用當(dāng)中，有這 更多的拓展的空間和進(jìn)行進(jìn)一步提高性能的基礎(chǔ)。結(jié)合成功例子，使得 ControlNet 應(yīng)用于環(huán)道控制系統(tǒng)有了強(qiáng)大的保障。本章從軟件的概況、各控制程序的流程等方面詳細(xì)做了介紹，在保證了功能實(shí)現(xiàn)的同時(shí)，盡量增加程序的可讀性，方便在需要時(shí) 進(jìn)一步改進(jìn)。 程序設(shè)計(jì)示例如 圖 412 所示 。其中 V10 V30 V405 三個(gè)閥門(mén)是可調(diào)節(jié)閥門(mén)，配合變頻器工作，分別控制著 液位、溫度和流量三個(gè)參數(shù) ，它們的編程主要考慮應(yīng)用 PID 運(yùn)算進(jìn)行控制，從而獲得更好的控制效果 。在RSLogix5000 編程環(huán)境 中， 根據(jù)現(xiàn)場(chǎng) 的硬件基礎(chǔ) 編寫(xiě)完成 下位 PLC 獨(dú)立控制部分的程序，其中 有一個(gè)主程序和 28 個(gè)子程序，分別用來(lái)調(diào)用或控制相應(yīng)的功能模塊。:xM39。 北華航天工業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文 23 圖 410 變頻器 PID 控制控制流程圖 8． PID 運(yùn)算流程 如 圖 411 所示。 圖 48 開(kāi)關(guān)閥子程序流程圖 6．調(diào)節(jié)閥控制子程序流程 如 圖 49 所示。 of ,8AvS(3)wkBO4IPT1~2%Hj。 圖 46 復(fù)位子程序流程圖 4．報(bào)警、顯示子程序流程 如 圖 47 所示。:xM39。 北華航天工業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文 19 圖 44 主程序流程圖 2．初始化子程序流程 如 圖 45 所示。 程序流程 根據(jù)課題要實(shí)現(xiàn)的功能及要求， PLC 軟件的獨(dú)立控制部分設(shè)計(jì)方案 如 圖 43 所示。 程序標(biāo)簽設(shè)定 本設(shè)計(jì)使用了較多的標(biāo)簽，命名皆以控制的對(duì)象或是作用為名，目的是增加程序的可讀性。 圖 42 RSLogix5000（企業(yè)版）軟件界面 of ,8AvS(3)wkBO4IPT1~2%Hj。 程序界面 系統(tǒng)歡迎界面 及 如圖 41 所示 。典型的 ControlLogix 系統(tǒng)包括： 1． ControlLogix 控制器； 2． RSLogix5000 編程軟件； 3．安裝在 1756 框架上的 1756 ControlLogix I/O 模塊； 4．不同的通訊模塊，用于連接 EtherNet/IP、 ControlNet、 DeviceNet、 DH+以及通用北華航天工業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文 17 遠(yuǎn)程 I/O 網(wǎng)絡(luò)； 5．通過(guò)第三方設(shè)備連接的其他網(wǎng)絡(luò)。一個(gè)最簡(jiǎn)單的 ControlLogix 系統(tǒng)由一個(gè)獨(dú)立的控制器和位于同一個(gè)框架上的 I/O 模塊組成。只需要安裝一個(gè) RSLogix5000 編程軟件包即可完成可編程序控制器、伺服控制器和伺服驅(qū)動(dòng)器的編程和設(shè)置，而不像有些系統(tǒng)那樣需要 2 個(gè)甚至是 3 個(gè)單獨(dú)的軟件包。使用 RSLogix5000 軟件可以完全實(shí)現(xiàn)對(duì)模塊的設(shè)置和監(jiān)視通過(guò) I/O 實(shí)現(xiàn) ControlLogix 背板連接 ， 所有模塊相關(guān)數(shù)據(jù)都包含在一個(gè)處理器數(shù)據(jù)對(duì)象中，這便于配置，監(jiān)視和連接模塊參數(shù) 。RsLogix5000 編程軟件除了為順序控制提供梯形圖編程外，還可以為運(yùn)動(dòng)控制提供完整的編程及調(diào)試支持。 流程的控制通過(guò) PLC 程序?qū)崿F(xiàn)，編程軟件為 ROCKWELL 的 RSLogix5000 企業(yè)版。使用這兩個(gè)軟件進(jìn)行相關(guān)的配置和管理，就能 正確的使用掛在 ControlNet網(wǎng)絡(luò)上的 PLC 單元。第 4 章 下位系統(tǒng)軟件概況 下位 軟件概況 PLC 的控制包括 ControlNet 網(wǎng)絡(luò)的控制管理和流程控制兩部分。 of ,8AvS(3)wkBO4IPT1~2%Hj。 北華航天工業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文 15 圖 33 冗余電源示意圖 冗余控制器 實(shí)現(xiàn) 如圖 34 所示。 開(kāi)關(guān)量輸出模塊 開(kāi)關(guān)量輸入模塊采用 ROCKWELL 的 1756OW16I 模塊（最大輸出延遲時(shí)間 10ms，工作電壓 10～ 265V交流或 5～ 150V 直流，輸出電流 ～ 2A），共 5 塊，插在 2 站的A17 框架的第 1 1 1 14 槽中。 RTD 模塊 RTD 模塊采用 ROCKWELL 的 1756IR6I 模塊，共 6 塊，插在 1 站的 A17 框架的第 10 槽中。－ ～ ，輸入電源 4～ 20mA），共四塊，插在 1 站的 A17 框架的第 4槽中。 模擬輸入模塊 模擬輸入模塊采用 ROCKWELL 的 1756IF16 模塊（輸入電壓 0～ 、 0～ 、 of ,8AvS(3)wkBO4IPT1~2%Hj。 圖 32 電源模塊功率示意圖 CNET 模塊 CNET 模塊采用 ROCKWELL 的 1756CNBR 模 塊，共四塊，分別插在兩個(gè) A4 框架的第 1 槽、 A7 框架的第 0 槽。該模塊需接三根線(xiàn)： L1 接 220V交流電源， L2／ N 接零線(xiàn)，剩余一根接地線(xiàn)。 電源模塊 1756 機(jī)架上的 ControlLogix 電源模塊直接給機(jī)架背板提供 ， ， 5V 和 24V直流電源。每個(gè)框架需要一個(gè)1757SRM 模塊。 北華航天工業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文 13 SRM 熱備模塊 SRM 熱備模塊采用 ROCKWELL 的 1757SRM/B（最大電壓 30V，最大電流 100mA），共兩塊，分別插入兩個(gè) A4 框架的第 3 槽， SRM 熱備模塊間采用專(zhuān)用光纖相互連接。 本方案中的 CPU模塊采用 ROCKWELL 的 1756L55M24（內(nèi)存數(shù)據(jù)和邏輯 ， I/O為 208K 字節(jié)，有非易失內(nèi) 存；最大功率損耗 ，最大熱耗散 ， 5V時(shí)的背板電流 ），共兩塊，分別插入兩個(gè) A4 框架的第 0 槽，不需接線(xiàn)。 表 31 PLC配置清單表 序號(hào) 部件名稱(chēng) 型號(hào) 數(shù)量（套） 1 CPU 處理器 1756L55M24 2