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Rockwell


Allen-Bradley 培训课程

第一章 可编程控制器工作原理
? 可编程控制器的产生、发展及特点 ? 可编程控制器的工作原理 ? 可编程控制器的编程语言

第二章 Allen-Bradley PLC的硬件结构
? PLC 控制系统的基本结构 ? ControlLogix 系列可编程控制器硬件简介
<

br /> 第三章 ControlLogix5000 PLC程序设计
? ? ? ?
梯形图程序设计 结构化文本程序设计 Logix 5000 编程软件应用 Logix 5000 常用指令说明

第四章 梯形图设计方法(***)
? 经验设计法 ? 由继电器电路图到梯形图

第五章 PLC 网络组态
? A-B PLC 网络概述 ? RsNetworx 软件应用

第六章 PLC通信与自动化通信网络
? 工业自动化通信网络 ? A-B PLC通信简介 ? RsLinx 通信软件应用

第七章 上位机组态软件RsView32
? 监控组态软件的发展 ? RsView32 与其它组态软件 ? RsView32 组态软件的应用

第八章 EtherNet 网络通讯
? 通过EtherNet/IP 网络下载和联机 ? 通过EtherNet/IP网络与1756 I/O 的通信 ? 通过EtherNet/IP网络与R sView32通信

第九章 ControlNet 网络通信
? 通过ControNet 网络下载与联机 ? 通过ControlNet 网络与1756 I/O 通信 ? 通过ControlNet 网络与R sView32 通信

第十章 应用实例
? 通过RSNetWorx 进行硬件组态 ? 通过RSLinx 进行通讯驱动配置 ? 通过RSView32 进行上位机组态画面 ? 通过RsLogix5000 进行I/O 组态及控制程序
编程

可编程控制器的产生
? ? ? ?
1969年 DEC公司研制出了第一台可编程控制器 1971年 日本开始生产可编程控制器 1973年 欧洲开始生产可编程控制器 可编程序控制器的英文为Programmable Controller,在二 十世纪七十至八十年代一直简称为PC。由于到90年代,个 人计算机发展起来,也简称为PC;加之可编程序的概念所 涵盖的范围太大,所以美国AB公司首次将可编程序控制器 定名为可编程序逻辑控制器(PLC,Programmable Logic Controller),为了方便,仍简称PLC为可编程序控制器。 有人把可编程序控制器组成的系统称为PCS可编程序控制 系统,强调可编程序控制器生产厂商向人们提供的已是完 整的系统了。

可编程控制器的发展
? 现在已有第五代PLC产品 ? 在八十年代至九十年代中期,是PLC发展最快的时期,年
增长率一直保持为30~40%。由于PLC人机联系处理模拟 能力和网络方面功能的进步,挤占了一部分DCS的市场 (过程控制)并逐渐垄断了污水处理等行业,但是由于工 业PC(IPC)的出现,特别是近年来现场总线技术的发展, IPC和FCS也挤占了一部分PLC市场,所以近年来PLC增长 速度总的说是渐缓。目前全世界有200多厂家生产300多 品种PLC产品,主要应用在汽车(23%)、粮食加工 (16.4%)、化学/制药(14.6%)、金属/矿山 (11.5%)、纸浆/造纸(11.3%)等行业。 近年来在电 力行业PLC逐渐显示出了其他产品不可替代的优势

? 在PLC应用方面,我国是很活跃的,近年来每年约新投入

10万台套PLC产品,年销售额30亿人民币,应用的行业也 很广。但是与其它国家相比,在机械加工及生产线方面的 应用,还需要加大投入。我国市场上流行的有如下几家 PLC产品: 施耐德公司,包括早期天津仪表厂引进莫迪康公司的产 品,目前有Quantum、Premium、Momentum等产品; 2005年,Te又推出了最新产品 罗克韦尔公司(包括AB公司)PLC产品,目前有SLC、 MicroLogix、ControlLogix等产品; 西门子公司的产品,目前有SIMATIC S7-400/300/200 系列产品; GE公司的产品;日本欧姆龙、三菱、富士、松下等公 司产品。

PLC 的特点
? 可靠性高,抗干扰能力强 ? 适应性强,应用灵活 ? 编程方便,易于使用 ? 控制系统设计、安装、调试方便 ? 维修方便,维修工作量小 ? 功能完善

PLC 工作原理
? 可编程控制器的基本组成

电源 ON PLC循环扫描工作原理

内部处理
输入处理 通信服务 执行自诊断 Y

更新时钟、特殊寄存器

PLC正常 N STOP

检查CPU运行方式 RUN 执行用户程序 输出处理

存放自诊断结果 N

致命错误 Y CPU强制为STOP

PLC工作过程
D0 输 入 端 子 输 入 映 像 寄 存 器 M0 M0 Q0 () 2 输入采样阶段 程序执行阶段 扫描周期 M0 () 3 元 件 映 像 寄 存 器 4 输 出 锁 存 器 5 输 出 端 子

1

输出刷新阶段

PLC的编程语言
? 梯形图编程 ? 结构化文本编程 ? 顺序功能图编程(可选)

指示灯 颜色

说明
没有任务运行 PLC处于编程或测试模式 控制器处于RUN模式 没有组态的I/O或通讯 与所有组态的设备通信正常 有一个或多个设备未相应 PLC故障 未激活 正在接受数据或传送数据 电池可以支持内存 电池不能支持内存 没有电池 需要更换电池 电源未接通 可恢复故障 控制器故障,清除故障 清除内存,更换控制器 控制器OK

Logix5550 CPU
Logix5550
Run I/O Rs232 Bat Run REM ok PROG

OFF Run G I/O RS232 Bat
OFF G GF RF OFF G OFF

状态指示灯

钥匙开关

R
OFF RF

电池

OK

R G

九针D型串口

1756-PA72B
ON POWER OFF 电源开关 L1 L2/N

L1,L2 为 AC220V 交流电压输入

1756-CNBR
reversion A B ok 模块状态文字 显示 模块状态显示

通道状态显示

通道A的连接口

通道B的连接口

1757-IB32

1756-IB32接线图

1756-OB32接线图

现场

PLC

输出隔离继电器

1756-IF8(隔离式电压/电流模拟量输入模块)
差分模式—4通道
在IN-x和iRTN-x之间有一个249欧姆的电 流环电阻

1756-IF8
差分模式—8通道
所有标有 iRTN 的连接端必须和 RTN 相 连

1756-OF4/OF8

非隔离式模拟量输出模块

1756-IR6I(RTD)

PLC 控制系统的基本结构

ControlLogix系列硬件简介
? CPU 模块 ? 电源模块 ? 网络接口通信模块 ? 开关量输入输出模块 ? 模拟量输入输出模块

梯形图程序设计
? 位指令
(XIC)(XIO)(OTE)(OTL) (OTU)(ONS)(OSR)(OSF) 计数器/定时器指令 (TON)(TOF) (RTO)(CTU) (CTD)(RES) 比较指令 (CMP) (EQU) (GEQ) (GRT) (LEQ) (LES) (LIM) (MEQ (NEQ)

梯形图程序设计
? 计算/算术指令
(CPT) (ADD) (SUB)(MUL) (DIV) (SQR) (NEG) 传送/逻辑指令 (MOV) (MVM)(BTD)(CLR) (AND)(OR)(XOR) (NOT) 数组/综合指令 (FAL)(FSC)(COP)(FLL)(AVE) (SRT) (STD)

梯形图程序设计
? 数组/位移指令
(BSL) (BSR) (FFL) (FFU) (LFL) (LFU) 顺序器指令 (SQI) (SQO)(SQL) 程序控制指令 (JMP), (LBL)(JSR), (SBR), (RET) (TND)(MCR) (UID) (UIE)(AFI) (NOP)

梯形图程序设计
? 循环指令
(FOR)(BRK) (RET) 专用指令 (FBC) (DDT (DTR)(PID) 三角函数 (SIN) (COS) (TAN) (ASN)(ACS) (ATN) 高级算术指令 (LN)(LOG) (XPY) 算术转换指令 (DEG) (RAD) BCD (TOD) (FRD)

RsLogix5000

RsLogix 5000
RSLogix有以下特点:

? 灵活易用的编辑功能 ? 通用的操作界面 ? 诊断和纠错工具 ? 强大、省时的其它功能 ? 向上兼容性

常用指令说明
(XIC)(XIO)(OTE)(OTL) (OTU) (TON)(TOF) (CTU) (CTD)(RES)(CMP) (EQU) (GEQ) (GRT) (LEQ) (LES) (MOV) (JMP), (LBL)(JSR), (SBR), (RET) (FOR)(BRK) (RET)

经验设计法
? 启动、保持和停止电

Open output Close output ()

Open Close output

经验设计法
? 延时接通和断开电路

经验设计法
? 延时接通/断开电路
Start

output Timer_1的常开触点

Timer_2的常开触点 9s 7s

经验设计法
? 闪烁电路
实质上是一个具有正反馈的振荡电路,Timer_1和 Timer_2的输出信号通过他们的触点分别控制对方 的线圈,形成了正反馈

由继电器图到梯形图
? 了解和熟悉被控设备的工艺过程和机械的工作情况,根据
? ?
继电器电路图分析和掌握控制系统的工作原理。 确定PLC的输入信号和输出负载,以及与他们对应的梯形图 中的输入位和输出位的地址,划出可编程控制器的外部接 线图。 确定与继电器电路图中的中间继电器,时间继电器对应的 梯形图中的中间点和定时器。 根据上述对应关系画出梯形图

?

Example 1
AC SB2 SB1 KA KM3 KA KM1 KM3 KA KT2 KM1 KM2 KT2 KM3 KT1 KM2 KM3 KM3 KT1 KT2 KA KM1 KT1 KM2 KT2 KM3 M0 DO1 Timer_1 DO2 Timer_2 DO3

Example 1
KM1 SB1 DI1 DO1 DO2 DO3 KM2 KM1 KM3 KM3 KM1 KM2 KM2 KM3

SB2

DI2

Example 1

用Logix5000开发一个项目
? ? ? ? ? ?
新建一个工程 更改工程属性 I/O 组态 创建标签 编辑梯形图 下载工程

A-B PLC 网络概述
? 三层网络拓扑结构(DeviceNet、ControlNet、
?
EtherNet/IP) 采用统一的通信协议,提供相同的完整的网络功能

DeviceNet(底层工业设备网)
? ? ? ?
节点较分散,并且带的点数相对较少 一般用在变频器网络中 要将许多设备直接连接到DeviceNet网络上 需要高级故障诊断信息时

DeviceNet

干线

支线

节点

节点

节点 分支

节点

节点

节点

节点

干线到支线的最大长度 节点 为6m 最多64个节点 主扫描器占用一个节点 节点

节点

节点

节点

63#节点作为保留缺省节点号 62个节点用于设备

DeviceNet 拓扑结构

ControlNet(实时控制网)
? ControlLogix平台的缺省网络 ? 可以处理大量的I/O点信息,使其成为了Romote ?
? ?

I/O (RiO)的替代网络 提供对时间要求严格的I/O及通讯数据(包括程序 和组态数据的上载和下载)的高速传送。 具有很高的可靠性,同步性和实时性 支持多种网络拓扑结构

ControlNet
? 总线速率为5Mbps ? 端到端最长为250m的距离内,网络可支持的最大 ? ? ?
节点数48个节点 如使用中继器,最大地端到端传输距离如使用同轴 电缆为3km,使用光纤传输可达到30km 生产者/客户模式取代了源/目的模式 支持冗余结构

ControlNet(总线型)
干线

节点

节点

节点

节点 最多99个节点

节点

带1m长支线的 分线器

每个网段最多为48个节点

ControlNet (星型)
中继器 节点 节点 节点

节点

节点

节点 节点 最多99个节点 节点 节点

每个网段最多为48个节点

ControlNet (环形)

节点

节点

节点

节点 光缆 最多99个节点 每个网段最多为48个节点

节点

节点

节点

EtherNet/IP(廉价的以太网)
? ? ? ?
向连接许多计算机的最佳选择 作为进入到商业系统的网关 作为与PanelView Plus配用的最经济的HMI选择 节点密集在一起时的星型拓扑结构

EtherNet/IP
交换机 交换机 交换机

节点

节点

节点

节点

节点

节点

节点

遵从IEEE802.3/TCP/UDP/IP标准和惯例

RsNetworx

RsNetworx

--------面向ControlNet及DeviceNet功能强大的网络配置工具

RSNetworx有如下功能:

? 充分利用"生产者/消费者"通讯模式信息传递的优越性,定义网络上设备的输入
/输出数据,便于设备之间相互通讯

? 单键式操作实现整个网络配置的上载/下载 ? 网络时序排定和带宽计算

? 深层次浏览
? 鼠标点击式配置

RsNetworx
? 丰富的设备资源库
? 配置冲突识别

--------面向ControlNet及DeviceNet功能强大的网络配置工具

? 配置控制器与I/O设备之间的关系 ? 自动对网络上设备的输入/输出数据表与控制器内存之间进行映射 ? 当需要的时候,可以支持设备替换自动配置功能(ADR)

? 通过添加EDS电子数据表更加容易地实现对新型设备的支持,真正实现
多设备供应商设备之间的兼容与互操作

? HTML超文本格式报表

用RsNetworx创建一个项目
? 新建一个项目 ? 组态一个工程 ? 下载一个工程

工业自动化通信网络
? ? ? ? ? ?
HART(Rosemount)OSI 1.2.7层 PROFIBUS协议(SIEMENS) OSI 1.2.7层 MODBUS OSI 7层 CONTROLNET TCP/IP RS232、RS485

AB PLC通信简介
? RS232 ? ControlNet

RsLinx (工业通信的枢纽)

RsLinx
? RSLinx为现场设备连接众多罗克韦尔软件提供全套的通
? ? ?
讯服务,这些软件包括RSLogix5/500/5000、RSView32和 RSNetworx等 RSLinx还提供了数种开放接口用于与第三方人机界面系统、 数据采集/分析系统、客户应用程序软件进行通讯。RSLinx 支持多个应用软件同时与在不同网络上的不同设备进行通 讯。 在RSLinx中集成了众多设备配置和监视工具,仅需要用鼠 标选取和点击所需设备就可以完成相应的操作。 RSLinx包括了完整的通讯驱动程序,为Allen-Bradley网络 提供更新、更强的ControlLogix Gateway功能

创建一个RsLinx项目
? 组态一个以太网驱动连接 ? 组态一个ControlNet驱动连接 ? 组态一个OPC服务器

监控组态软件的发展
? 1975年 Honeywell (US)公司推出第一套DCS
? ? ?
TDC-2000 伴随DCS的出现而出现“组态”(configure) 每个DCS厂家的组态软件从专用到通用 Wonderware 公司于80年代推出第一个商品化组 态软件Intouch

监控组态软件的地位
? 控制系统的数据收集中心、远程监视中心、数据
?
转发中心 于各种控制、检测设备(如PLC,智能仪表、DCS等) 共同构成快速响应/控制中心

监控组态软件的任务
? ? ? ? ?
?
查看现场的实时数据和流程画面 自动打印各种实时/历史报表 自由浏览各个实时/历史趋势画面 及时得到并处理各种各种过程报警和系统报警 在需要时,人为干预生产过程,维修生产过程和 状态 与管理部门计算机联网,为管理部门提供实时数 据

其它组态软件
公司名称
intellution

产品名称
FIX、 iFix

国别
美国

Wonderware
通用电气

Intouch
Cimplicity

美国
美国

Siemens
RockWell

WinCC
Rsview32

德国
美国

亚控

KingView

中国

RsView32

-------企业最为清晰的展示

RsView32
? 开放的图形显示系统通过OLE容器方式支持数千种ActiveX控件 ? 通过对象模型的开发实现对RSView32核心功能的调用
? 以业界流行的微软Visual Basic for Applications(VBA)作为内置编程语言, 可以最大限度地实现对RSView32项目的扩展和自定义。 ? 支持OPC标准,可以快速、方便地与众多生产制造商的硬件设备实现可 靠的通讯,同时还可以作为OPC服务器向其它OPC客户端提供服务。 ? 与微软产品实现数据共享。RSView32的标签配置、报警配置和数据记 录都与ODBC完全兼容。

RsView32
? 重复利用图形库中的对象。在RSView32中包含有大量的图形对象,除
? 此之外,还可以通过访问RSView Forum网站免费下载更多的图形对象、 ActiveX控件和VBA代码片段 通过系统级的安全设置和16个等级的项目安全设置来确保项项目安全运 行 在开发应用项目中,只需要点击一个按钮就可以实现模拟运行。 无需对图形对象组进行分解就可以编辑组内对象,不影响与之相关的动 画显示 通过"智能对象轨迹"功能,拖动鼠标定义图形对象的运动路径 通过标签占位符和参数文件实现一个图形画面代表多个设备 通过标签替代功能实现快速更换标签名和字符串 轻松导入在其它绘图应用程序中开发的图形

? ?
? ? ? ?

用RSView32创建一个项目
? ? ? ? ? ? ?
新建一个工程 和PLC建立连接 创建标签数据库 创建图形显示 组态报警 组态趋势 加入安全系统

通过EtherNet/IP网络下载和联机
? 组态以太网驱动程序

组态以太网的驱动连接
? 启动RsLinx ? Communication-->configure drivers ? 在Avaliable Driver Types列表中选择Ethernet
? ?
devices 点击Add New 选择 ok

选择路径
? ? ? ?
打开 RsLogix 5000的工程项目 在communication 中选择 Who Active 扩展以太网,找到控制器 找到控制器,并选择Go online/upload/Download 确定操作

EtherNet 与1756 I/O的通信
? ? ? ?
添加本地 1756-ENBx 或 1756-ENet 模块 添加远程 1756-ENBx 或 1756-ENet 模块 添加 I/O 模块 创建别名

EtherNet/IP 网络与RSView32通信
? ? ? ? ? ? ? ?
组态以太网驱动程序 创建轮询话题(topic configure) 创建轮询节点(opc) 导入Logix5000 标签(*.l5k) 导入RsView32 *.Csv 文件 创建轮询标签(标签数据库) 创建主动提供话题(configure Client Applications) 组态logix5000 添加1756-ENBx

组态ControlNet网
? 启动RsLinx ? Communication-->configure Drivers ? 在Avaliable Driver Types 列表中选择 1784 PCIC(s) ? ?
for controlnet devices,若为笔记本电脑请选择 1784 PCC for Controlnet devices 点击 AddNew 选择 ok

选择路径
? 启动 RsLogix5000 ? Communication?RsWho 展开相应ControlNet 网 ?
络,找到控制器 执行相应的在线、上载、下载等操作

通过ControlNet 与1756 I/O通信
? ? ? ? ?
添加本地 1756-CNBR 或 1756-CNB 模块 添加远程 1756-CNBR 或 1756-CNB 模块 添加 I/O 模块 创建别名 规划ControlNet网络

规划ControlNet网络
? ? ? ? ? ? ?
将RsLogix 5000工程下载到控制器 启动RSNetWorx for ControlNet 软件 File? new Network?online 选择ControlNet 网点击ok 勾选 Edits Enabled 选择框 Network ? Properties 在Network Parameters 属性栏中,填写或选择下 面你的参数

Network update time
MAX Schedule Address

数据通过ControlNet 网络发送的重复时间间隔
网络上使用确定性通讯的最大节点

Media redundancy
Network name

使用的通道 网络的名称

? 点击ok ? 从Network中选择single Pass Browsw ? File?save ? 键入一个文件名,保存网络的组态信息,

然后点击save ? 选择 Optimized and re-write Schedule for all Connections 按钮(缺省)并点击 OK ? 在 RsLogix 5000软件中,保存在线的工程

ControlNet与Rsview32工程通讯
? ? ? ? ? ? ? ? ? ?
组态ControlNet驱动程序 创建轮询话题 创建轮询节点 导入Logix5000 标签 导入RSView32 *.csv文件 创建轮询标签 创建主动提供话题 组态RsLogix5000 ControlNet网络 创建主动提供型节点 创建主动提供型标签


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