罗克韦尔发展史
总部设在美国韦斯康星州密尔沃基市的罗克韦尔(Rockwell)是一家拥有百年历史的工业自动化跨国公司。公司在如此残酷竞争中求得如此大成绩的发展,证明了公司强大的实力,活力,及其对市场的敏锐观察能力,适应能力和深久的企业文化。
A-B(艾伦-布拉德利Allen-Bradley)是Rockwell自动化公司的知名品牌。
在1904年公司的第一台品牌为Allen-Bradley的起重机控制器运送到了1904年的圣路易斯展览上参加展示,正式的罗克韦尔产品问世了。1909年,公司正式更名为Allen-Bradley公司,并迁往密尔沃基。由Allen博士任总裁,LyndeBradley任副总裁兼财务执行官,并且Bradley还兼任秘书长官和主管负责人。随着Allen-Bradley公司首次在纽约设立销售办事处,更多功能强大的新产品的推出,公司的销售额逐年猛增,尤其是用于汽车控制面板和收音机面板的“bradleystat”变阻器受到广大的好评及热销为公司起到了里程碑式的推进作用。
罗克韦尔研究有关在工业自动化,航空电子及通信以及电子商务行业。年销售额达50亿美元,雇员21000人,在80多个国家拥有超过450个销售和技术支持机构,超过5600个授权分销商、系统集成商和解决方案供应商,研究中心遍布全球。罗克韦尔所有有产品50多万种,包括:可编程控制器,电源装置,传感器,操作员界面,运动控制产品,通信产品,软件,培训,客户支持,应用系统,质量管理,技术支持服务,旋转设备(电机、机械动力),交流变频器,直流调速器,企业资产管理,过程解决方案。在这样庞大的产品技术系统中,我们有充足的各种相关行业内的顶尖人才做保障。
罗克韦尔在中国拥有近1000名雇员,16个销售办公室和5个培训中心。雇员其中包括:地区销售经理、销售工程师、内部销售工程师、市场部经理、行业专家、系统工程师、现场服务工程师、地区经理、产品经理以及生产、调试、维修和质量控制工程师等,做到专业化,系统化,人性化,保证可以让客户得到最好的产品和技术保障。
和许多大型跨国公司一样,罗克韦尔自动化在中国改革开放后不久来到中国。随着中国改革开放的不断深入,罗克韦尔自动化在华的业务也得到了良好的发展,在发展的同时,也积极回报社会,寻求公司与社会的长期共同发展,这是罗克韦尔自动化在全球范围遵循的一贯传统。经过认真的考察,罗克韦尔自动化选择了支持中国科教事业,尤其是工业自动化领域的高等教育。
当前,在衡量教育水平时,学生运用知识技能解决难题的能力是重点。目前许多中国大学正在积极采取措施加强全面素质教育,不仅要让学生掌握扎实的理论知识,而且要提高学生实际动手操作的能力和运用知识技能解决实际问题的能力。中国的理工类高校迫切希望提高他们的自动化教育水平,一方面希望学生能够接触到世界最前沿的技术,另一方面为学生提供良好的实际动手操作环境。同时他们还希望利用良好的人才基础和学术环境,引进世界先进的技术,提高自身的研究与开发能力。此外,在更好的支持成人教育和企业人员再培训方面,中国的许多大学也希望能够发挥更大的作用。为在这些方面帮助中国大学做得更好,“罗克韦尔自动化与中国大学共勉”项目于1998年应运而生。
罗克韦尔与25所大学在培训、研发各方面全面合作建立德配备有世界一流罗克韦尔自动化产品的工业自动化实验室,其中包括可编程逻辑控制器(PLC和SLC)、变频器、软件以及自动化网络系统。这些实验室自建立以来,成功的开展了许多教学课程和培训。平均每年有超过4000名学生因选修在这些实验室开设的课程而受益;每年有100多篇毕业论文是以实验室的研究工作为基础完成的;共有几百篇技术论文在各类技术期刊上得以发表;数以百计的控制模型和仿真系统由实验室自主设计实现,并在"挑战杯"、创新基地、教学实践评比中屡有斩获。此外,高校还编纂了几十本高质量的教材和实验指导书籍,其中有些教材还成为全国性教材并在中国的其他大学中得以广泛应用。
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二、主要的硬件产品
控制系统有MicroLogix系列、SLC500系列、PLC-5、ControlLogix系列、ProcessLogix系列、CompactLogix系列及FlexI/O系列等。
1、 MicroLogix1000
2、 MicroLogix1200
3、 MicroLogix1500
4、 SLC500系列
⑴.具有多种性能可供选择的 CPU处理器模块;
⑵.I/0能力:20-960个;
⑶.内置Ethernet、DH- 485、DH+等多种实时网络接口;
⑷.嵌入式PID控制算法;
⑸.支持三角函数、指数等多种数学运算功能;
⑹.支持整数、浮点数、ASCII等多种数据结构; 具有可选定时中断、事件触发中断、立即响应输入/输出等高级功能;
⑺.DeviceNet、RIO可以将 FlexI/0、传动等多种控制产品方便地组成实时工业网络通过增加一个扩展机架,您能够增加2个I/O模块,使附加I/O最多达到64个。
5、 PLC-5系列产品
⑴.多种CPU模块可满足多层次用户的需求;
⑵.强大的I/O能力:256- 4096 I/0任混;
⑶.强大的网络通讯功能:EtherNet/DH+/ ControlNet/DeviceNet;
⑷.百余种通用或特殊I/O模块可实现各种复杂的控制功能;
⑸.多种数据类型:整数、浮点数、ASCII、字符串等;
⑹.支持三角函数、指数、PID控制和统计等运算功能;
⑺.16个主控程序、基于时间或事件驱动的中断程序、故障处理程序;
⑻.利用DH+、RI/0或 ControlNet建立双机热备系统.避免突发性停机的可能性。
6、 ControlLogix系列产品
⑴.机架采用无源多主总线的设计思想,不再需要总线仲裁器;
⑵.庞大的I/O容量:12800个离散I/0,4000个模拟I/0;
⑶.多主处理器可同时在一个机架上实现多任务控制;
⑷.带电拔插任何模块而不会影响系统中其它模块的工作;
⑸.分离网络模块的使用可以将多Logix5550处理器和你的网络相匹配,共享网络模块;
⑹.强大丰富的指令集,WindowsNT下的开发环境, 使得您的程序开发更加容易和 快捷;
⑺.小型化的安装尺寸、优良的性能价格比,赋予了 ControlLogix非凡的竞争能力.
7、 ProcesssLogix系列产品
⑵.采用开放的、最流行的生产者/消费者技术的控制网络-ControlNet;
⑶.提供与老的AB产品或第三方设备(SCADA)的接口;
⑷.提供大量的AB的I/O设备接口,如FLEX I/0、FLEX Ex模块、PLC-5处理器以及特殊的过程模块;
⑸.分离网络模块的使用可以将多Logix5550处理器和你的网络相匹配,共享网络模块;
⑹.强大丰富的指令集,WindowsNT下的开发环境, 使得您的程序开发更加容易和快捷
8、 CompactLogix系列产品
⑵.更方便地开发、阅读和修改程序,并且实现“对生产控制数据一次定义,即可在全厂范围内不同系统中直接使用该数据;
⑶.无须编程,用户即可实现同一工业控制网络上的处理器TAG被其他多个Logix系列处理器同时共享;
⑷.远程访问、组态、诊断或维护以下任意工厂现场总线/网络中的任意设备;
⑸.根据不同控制规模,选择合适的处理器,并且为全厂信息共享提供多种联网可选
9、 Flex I/O系列产品
⑵.FLEX Iintegra I/O能同FLEX I/O这个大的系列中所有通讯适配器和I/O模块完全兼容。
三、罗克韦尔软件(Rockwellsoftware)
Rockwell Software提供了一个从车间到顶层的解决方案。首先可以利用RSWireTM开发控制电气原理图,并在RSLogixTM PLC编程软件中利用RSWire中输入的标签。借助RSView32,并再次利用这些标签,建立一个MMI系统对自动化设备和过程进行监控。再加入RSToolsTM和RSLadderTMActiveX控制,开发自己的应用软件,并和现场设备实现完美连接。现在,可以利用RSLinx与数据服务器共享现场数据了...如果将数据登录到企业数据库系统内,可以利用RSSqlTM。一旦将数据收集起来,可以利用RSMailmanTM为公司内的某些部门提供实时数据,以实现报警通知,或实现库存管理。
包括Design(设计自动化软件)、Operate(操作自动化软件)和Maintain(维护自动化软件)等。
1、 设计自动化软件
u RSLogix(PLC-5、SLC500、MicroLogix及Logix 5000 系列可编程控制器编程软件)
u RSWire(创建和管理智能控制图纸)
u RSNetWorx(面向ControlNet及DeviceNet用户功能强大的网络配置工具)
u RSTestStand(“离线”测试您的控制系统——避免现场启动的危险)
u RSLogix Emulatate(方便地调试您的控制器逻辑程序)
u RSView Studio(RSView Enterprise 系列监控系统开发环境)
2、 操作自动化软件
u RSSql(数据采集与记录)
u RSSql Gateway for SAP(数据采集与记录)
u RSBizWare Historian(将生产数据变成一目了然的决策信息)
u RSBizWare PlantMetrics(通过利用现场数据最大限度地提高设备运行效率)
u ViewAny Ware(跨企业、统一的监控策略)
u RSView Machine Edition(基于开放嵌入式的设备层人机界面)
u RSView Supervisory Edition(企业级分布式监控解决方案)
u RSView32(企业的清晰视野)
u RSView32 Active Display System(在无限的网络环境中扩展您的视野)
u RSView32 WebServer(通过Web网页扩展您的视野)
u RSView32 Add- Ons(通过Add-Ons 插件结构扩展RSView32的核心功能)
u RSLinx(工业通讯的枢纽)
u RSEnergy(在任何地方都能管理您的电能数据)
u RSPower32(多目标的电力和电能管理工作)
3、 维护自动化软件
u RSMACC(维护自动化控制中心)
u Security Server(对您所有的罗克韦尔软件产品集中进行安全管理)
u RSNet Worx MD(对DeviceNet设备网进行监测和诊断)
u ENTEK(面向运营和维护作业的全面资产管理解决方案)
u MAXIMO(计算机话维护管理服务)
四、SLC500系列常用硬件组态、网络通讯
1、各种常用模板介绍
SLC系统所用的模块如下:
名称 | 型号 | 通道功率 | 最小功率 | 最大功率 |
电源 | 1746-P2/P3/P4 | | | |
机架 | 1746-A4/A7/A10/A13 | | | |
处理器 | 1747-L541 | DH+ | 4 | 4 |
处理器 | 1747-L542 | 4 | 4 | |
处理器 | 1747-L543 | 4 | 4 | |
处理器 | 1747-L551 | 以太网 | 4 | 4 |
处理器 | 1747-L552 | 4 | 4 | |
处理器 | 1747-L553 | 4 | 4 | |
开关量输入 | 1746-IM16 | 0.35 | 0.425 | 6 |
开关量输入 | 1746-IB16 | 0.2 | 0.425 | 3.6 |
开关量输入 | 1746-IB32 | 0.2 | 0.53 | 6.9 |
开关量输出 | 1746-OB16 | 0.338 | 1.4 | 7.6 |
开关量输出 | 1746-OB32 | 0.078 | 2.26 | 4.8 |
模拟量输入 | 1746-NI4 | | 2.17 | 2.2 |
模拟量输出 | 1746-NO4I | | 4.96 | 5 |
模拟量输出 | 1746-NO4V | | 3.78 | 3.8 |
I/O扫描器 | 1747-SN | | 4.5 | 4.5 |
I/O适配器 | 1747-ASB | | 1.875 | 1.875 |
2、通讯网络介绍
⑴、本地扩展
1746-C9电缆连接机架,最多三个机架
⑵、远程I/O
1747-SN扫描器模块与SLC5/02及以上处理器兼容,提供处理器与各种控制的高速远程通讯,包括1746 I/0,1771 I/O和Flex I/O等。
·高抗干扰的设计和可选的波特率一保证各种距离的现场通讯都能免受噪声干扰
·最长达
·支持最多32个远程I/O站的扩展
·块传输功能一在不影响系统整体响应速度的情况下,可以实现大数据量信息发送
1747-AS B远程I/O适配器模块安装在现场SLC框架的第一槽((0号槽),每个模块可以接入最多3个框架/30槽的扩展I/O站,包括离散量、模拟量和专用I/O模块。该适配器模块是SLC500远程I/O扫描器和远程I/O扩展框架的接口模块。1747-AS B模块和罗克韦尔白动化公司生产的所有远程I/O扫描器兼容。
⑶ DH+网络(3#连铸机为例)
DH+完成对等通信并沿链路传送令牌控制权最大为64个节点。因为这种方法不需要查询,它能提供时效性可靠的数据传送。DH+网络的特点是在用户网络上进行SLC 500处理器的远程编程。
如以后想增加节点,很容易再组态和扩展。
通信速率为57. 6K波特、115,2K波特或230K波特。
⑷、以太网(不讲解)
3、输入输出原理
输入电路工作原理
输入电路按以下方式响应输入信号:
u 输入滤波滤除因触点抖动或电气干扰而产生的错误信号。
u 光电隔离将逻辑电路与输入信号隔离以保护输入电路和背板电路。
u 逻辑电路处理信号。
u 用输入指示灯LED的亮或不亮,指示输入设备的状态。
输出电路工作原理
输出电路按下面的方式控制输出信号:
u 逻辑电路决定输出状态。
u 输出指示灯LED指示输出信号状态。
u 光电隔离将现场信号与输出逻辑电路、背板电路隔离。
u 输出驱动器使相应的输出设备接通或断开。
五、ControlLogix系列常用硬件组态、网络通讯
1、各种常用模板介绍
序号 | 名称 | 规格型号 | |
2 | 槽架 | 1756-A13 | |
3 | 处理器 | 1756-L | |
1 | 电源模块 | 1756-PA75 | |
23 | 电源模块 | 1756-PA72 | |
9 | 开关量输出模块 | 1756-OB16I | |
8 | 开关量输入模块 | 1756-IB16 | |
26 | 开关量输入模块 | 1756-IB32 | |
79 | 模拟量输出模块 | 1756-OF6CI | |
7 | 模拟量输入模块 | 1756-IF16 | |
4 | 以太网模块 | 1756-ENBT |
2、网络
单独的通讯接口模块适用于不同的网络。在ControlLogix背板上安装多个通讯接口模块以便组态一个网关来桥接或路由不同网络间的控制和信息数据。
⑴NetLinx架构:
NetLinx开放式网络架构是罗克韦尔白动化使用开放式网络技术、用于顶级到车间级无缝集成的战略。NetLinx架构内的网络一DeviceNet ControlNet和EtherNet/IP一使用通用语言并共享一套通讯服务。作为一体化架构体系的一部分NetLinx架构将白动化系统的所有元件无缝地集成从一种网络的一些设备到多种网络的多个设备甚至包括访问到Internet-帮助您提高灵活性、减少安装费用、提高生产率。
u EtherNet/IP是一种开放的工业网络标准支持隐式和显式信息通信使用商用、现成的Ethernet设备和物理介质。
u ControlNet允许智能、高速控制设备共享监控、工作单元协调、操作员接口、远程设备组态、编程、以及故障诊断需要的信息。
u DeviceNet提供对来白大范围的工厂级设备的工厂级数据的高速访问并有效减少接线。
⑵选择网络
可以对系统组态以便在一批设备和计算机平台及操作系统之间进行信息交换。
⑶1756-ENBT EtherNet/IP通讯接口模块
在EtherNet/IP网络上的EtherNet/I P通讯模块控制I/O。该模块也可以桥接EtherNet/IP链路与其他网络从而可以把信息路由给其他网络上的设备。
⑷ControlNet网络
ControlNet通讯模块可以桥接ControlNet网络与其他网络从而可以把信息路由给其他网络上的设备。
ControlNet通讯模块还可以监视并控制ControlLogix控制器的远程1756 I/O模块。
⑸1756-DNB DeviceNet扫描器接口模块
1756-DNB DeviceNet扫描器接口模块充当连接DeviceNet设备与Logix处理器之间的接口。扫描器模块与DeviceNet网络设备进行如下通讯:
u 与设备进行读/写操作。
u 下载组态数据到设备。
u 监视设备的工作状态。
程序文件program files
1) 系统文件:
2) 主控程序:只能有一个LAD2
3) 通用子程序:被主程序或其它子程序调用,LAD3----255
SLC500只支持LADDER
数据文件Data files
输出
输入
状态
BIT位
定时器
计数器
控制
整数
浮点数
DH485通讯
· O0、I1、S2、B3、T4、C5、R6、N7、F8
· 文件0-8为系统定义,不能更改、删除
· 文件F8仅SLC5/03以上
· 当非SLC500的DH-485设备存在时,文件9用作网络通讯
· 文件10-255可以自由定义为T/C/B/N/F/R/ST/A文件类型
数据文件地址表达方式
地址包括:文件类型、文件号、:元素号或数据结构/位号
1) O0 O:e.s/b e:槽号 s:字号 b:位号
I1 I:e.s/b
例如 O:3/15 DO, 3 槽的 bit15
O:5.1 DO, 3 槽的 word1
I:7/8 DI, 7 槽的 bit8
I:7 DI, 7 槽的 word0
2) S2
S:1/15 Element 1, bit 15. 上电“first pass” bit
S:6 故障代码
3) B3
B3:3/14 Bit 14, element 3
B3:252/00 Bit 0, element 252
B3/62 Bit 62 = B3:3/14
4) T4 定时精度1ms/10ms/1s
T4:0/15 or T4:0/EN 使能位
T4:0/14 or T4:0/TT 正在计时位
T4:0/13 or T4:0/DN 完成位
T4:0.1 or T4:0.PRE 预置值
T4:0.2 or T4:0.ACC 累积
5) C5,计数范围(-32,768,+32,767)
C5:0/15 or C5:0/CU 加计数使能位
C5:0/13 or C5:0/DN 完成位
C5:0/12 or C5:0/OV 溢出位
C5:0.1 or C5:0.PRE 预置值
C5:0.2 or C5:0.ACC 累积
6) R6,控制寄存器 PID等指令使用
7) N7,整数(16bit) 可寻址到字或位
N7:2
N7:2/8
N25:22
8) F8 浮点数,2word
**** 寻址方式:
直接
变址
间接
七、梯形图编程
(一)PLC的编程特点
1、程序的执行顺序
两图实现相同的功能。当IS1闭合时,1Y1、1Y2输出。系统上电之后,当1S1闭合时,继电器梯形图中的1Y1、1Y2会同时得电,若不考虑继电器触点的延时,则1Y1、1Y2会同时输出。但在PLC梯形图中,因为PLC的程序是顺序扫描执行的,PLC的指令按从上向下,从左向右的扫描顺序执行,整个PLC的程序不断循环往复。PLC的“继电器”的动作顺序由PLC的扫描顺序和在梯形图中的位置决定,因此,当1S1闭合时,1Y1先输出而1Y2后输出。即继电器采用并行的执行方式,而PLC则采用串行的执行方式。
2、继电器自身的延时效应
传统的继电器的触点在线圈得电后动作时有一个微小的延时,并且常开和常闭触点的动作之间有一微小的时间差。而PLC中的继电器都为软继电器,不会有延时效应,当然,这里忽略了PLC的扫描时间。
3、PLC中的软继电器
每个继电器有无数个常开和常闭触点。
(二)PLC编程的基本原则
(1) 每个梯形图网络由多个梯级组成,每个输出元素可构成一
个梯级,每个梯级可由多个支路组成。
(2) 梯形图每一行都是从左母线开始,而且输出线圈接在最右
边,输入触点不能放在输出线圈的右边。
(3) 输出线圈不能直接与左母线连接。
(4) 多个的输出线圈可以并联输出。
(5) 在一个程序中各输出处同一编号的输出线圈若使用两次称为“双线圈输出”。双线圈输出容易引起误动作,禁止使用。
(6) PLC梯形图中,外部输入/输出继电器、内部继电器、定时器、计数器等器件的触点可多次重复使用。
(7) 梯形图中串联或并联的触点的个数没有限制,可无限次的使用。
(8) 在用梯形图编程时,只有在一个梯级编制完整后才能继续后面的程序编制。
(9) 梯形图程序运行时其执行顺序是按从左到右,从上到下的原则。
(二)编程技巧及原则“上重下轻,左重右轻,避免混联”
(1) 梯形图应把串联触点较多的电路放在梯形图上方
(2) 梯形图应把并联触点较多的电路放在梯形图最左边
(3) 为了输入程序方便操作,可以把一些梯形图的形式作适当变换
2:定时器指令
定时器地址由三个字元素(3 word)组成的数据结构。
Word0 为控制字:EN、TT、DN
Word1 为预置值PRE
Word2 存储定时累加值ACC
输入参数: PRE、Time Base定时时基(1ms,10ms,1000ms)
地址结构:
T4:0/15 or T4:0/EN 使能位
T4:0/14 or T4:0/TT 正在计时位
T4:0/13 or T4:0/DN 完成位
T4:0.1 or T4:0.PRE 预置值
T4:0.2 or T4:0.ACC 累积
定时器类型:
· TON 延时导通
· TOF 延时断开
· RTO 保持计时
· RES 计时器和计数器复位
TON 延时导通
状态位 | 置位条件 | 保持置位直到 |
DN(Bit13) | ACC 》PRE | 梯级条件为假 |
TT (Bit14) | 梯级条件为真且 ACC《 PRE | 梯级条件为假;DN=0 |
EN (Bit15) | 梯级条件为真 | 梯级条件为假 |
1)正在计时而未到达PRE值时,如停电或由RUN==》PRO后:
EN和TT置位,ACC保持不变
2)再次回到RUN状态时,计时器继续:
梯级条件为真:重新计时(EN和TT置位,ACC=0)
梯级条件为假:全部复位
TOF 延时断开
状态位 | 置位条件 | 保持置位直到 |
DN(Bit13) | 梯级条件为真 | 梯级条件为假而且ACC》PRE |
TT (Bit14) | 梯级条件为假且 ACC《 PRE | 梯级条件为真;DN=0 |
EN (Bit15) | 梯级条件为真 | 梯级条件为假 |
RTO 保持计时
当条件由真变假时,计时器不复位,当条件又由假变真时,继续计时。
其状态变化情况和TON一样。
RES 计时器和计数器复位
--(RES)
九、RsLogix5000指令介绍
ControlLogix 控制系统的指令介绍,此处着重于应用,而不是解释指令,请结合《Logix5550控制器指令集参考手册》一书学习。
1、位操作指令
又称为继电器指令,专门用来处理离散量信息,用它来编制开关量信号的逻辑关系,梯形图程序的大部分都是这些指令构成的。