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1、PLC控制系统概述,编著: 龚剑 校核: 白峰 2009年8月21日,1.控制系统组成,一套完整的PLC控制系统主要由PLC硬件、通讯设备、HMI组成。 PLC硬件根据功能不同主要分为单机和冗余，单机系统是指CPU与I/O模块在同一机架；冗余系统由两个相同的本地机架和若干远程I/O机架构成，本地机架上不能有I/O模块，当主机架故障时，从机架自动接管工作，保证系统的连续运行。,常见通讯设备为交换机,用于以太网通讯中.串口通讯时需要在上位机上安装相应通讯卡件. HMI包括触摸屏和工控机。工控机中需要安装编程软件和组态软件，实现程序的下载上传以及修改，流程监控和编辑修改。,2. PLC工作原理,核心
2、部分为控制器(CPU). CPU与安装在机架上的模块通过机架背板总线进行通讯，所需系统电源由电源模块提供。 CPU在机架上电后首先进行硬件自检，判断各槽位是否安装了正确的模块，然后进入程序扫描执行。 I/O模块通道值写入CPU映像存储区，在每个程序执行周期内不更新，执行结束时扫描到数值改动进行更新。,模拟量模块处理来自外围设备的信号，转换为控制器所能识别的格式，控制器以一定的时间间隔轮询各模块，在每次扫描周期后更新通道值。 数字量模块实现外围通断信号与模块内部ON/OFF低电平信号的相互转换，在程序执行结束时将执行结果输入或输出。 通过以太网模块或者通讯卡可以实现CPU与HMI之间的通讯，当H
3、MI故障时并不影响系统的正常运行。,3.PLC模块介绍,PLC硬件主要由电源模块、CPU模块、I/O模块(AI模块、AO模块、DI模块、DO模块)、网络接口模块(用于冗余系统中本地机架与远程机架之间的通讯或者主站与各子站之间的通讯)、热备模块(冗余系统中成对使用)、以太网模块(以太网通讯中和交换机以及HMI构成以太网络) 有安装机架或底板 带电插拔(当框架上电时，系统的特性允许随时插拔模块和端子块),3.1 机架,AB机架中电源模块不占槽位，模块可安装在任意槽位，型号1756-Ax（x=4、7、10、13、17，分别表示4槽、7槽、10槽、13槽和17槽）. Modicon底板电源占一个槽位,
4、可以有多个电源模块,模块可安装在任意槽位。,3.2 电源模块,电源模块用于向插入背板的所有模块提供系统电源. AB非冗余电源模块有:1756-PA72(AC 85V-AC 265V)、1756-PB72(DC 18V-DC 32V)、 1756-PC72(DC 30V-DC 60V)；冗余电源模块有: 1756-PA75R(AC 85V-AC 265V)、 1756-PB75R(DC 19V-DC 32V). Modincon根据系统配置的不同，存在以三种不同模式使用电源的选项:独立、独立可累加、冗余.具体说明见下表。,AB电源模块参数表,3.3控制器,AB ControlLogix控制器分为
5、L55系列和L6X系列.L55控制器在掉电时需要电池来保存程序,现已停产.L6X控制器与闪存卡1784-CF64搭配使用，失电时无需电池来保存程序.控制器固件版本可以通过软件进行在线更新,以满足不同需求。 Modicon Quantum UnityPro 控制器主要有140CPU43412U,140CPU53414U,140CPU31110,140CPU65150,140CPU65160,140CPU67160.其中140CPU67160带热备功能。,3.4 I/O模块,模拟量I/O模块是接口模块,它们能够将模拟量转换为数字量输入(AI模块),也能将数字量转换为模拟量输出(AO模块). 数字量
6、I/O模块是输入输出模块，提供了ON/OFF检测与执行功能。 模块装在机架或底板上，通过可拆卸端子模块连接所有现场方的配线。,3.4.1 模拟量模块的选型,AB模拟量I/O模块主要有：1756-IF8(8通道输入)、1756-IF16(单端配线-16通道输入，差动配线-8通道输入，高速配线-4通道输入)，1756-IR6I(6通道电阻输入模块)、1756-OF4(4通道输出)、 1756-OF8(8通道输出) Modicon模拟量I/O模块主要有140ACI03000(8通道12位双量程输入)、140ACI04000(16通道14位双量程输入)、 140AVI03000(8通道16位多量程输入
7、)、 140ARI03010(8通道电阻输入)。,3.4.2 数字量模块的选型,AB数字量I/O模块主要有：1756-IB16(16通道输入)、1756-IB32(32通道输入)，1756-IC32(16点输入)、 1756-OB16E(16点输出)、 1756-OB32(32点输出)。 Modicon数字量I/O模块主要有140DDI35300(32点输入)、140DDI84100(16点输入-10-60V)、 140DDI85300(32点输入-10-60V) 、 140DDO35300(32点输出) 、 140DDO84300(16点输出-10-60V)。,3.4.3 I/O模块的运行,
8、AB I/O模块采用生产者/消费者模式，这种通讯模式是一种模块与其它系统设备之间的智能数据交换，在这种通讯方式中，模块在处理数据时不需要轮询。每个硬件组态中的模块都有自己的电子数据表，支持通道工程值定标，无需额外编程。 在ControlLogix系列中，I/O模块必须从属于控制器才能发挥作用。控制器存储了它拥有的每一个模块的组态数据，它通过发送模块的组态数据来定义模块的性能，使之在控制系统中开始工作。,Modicon Quantum I/O模块，支持通道工程值定标，但不能对所有通道单独定标。,3.5 热备模块,热备模块保持主从机架的通讯，在同步期间检查冗余机架上对等方模块是否兼容，通过”心跳线
9、”监测主控制器状态，提供主从控制器程序交叉加载的路径，当主控制器故障时切换到从控制器。 冗余机架上的一对热备模块通过光纤进行连接。 Modicon Quantum 140 CPU 67160带热备功能，冗余配置中不需要热备模块。,3.6 网络接口模块,主要应用于冗余系统中本地机架与远程机架的通讯连接，构成冗余系统的主网。 通讯介质为同轴电缆，通讯距离=1000m。 每个接口模块都有自己的节点号(AB 1756-CNBR通过旋转开关设定)。 冗余系统中，一般将最小的节点号给远程机架，冗余机架使用相同的节点，同步后从机架节点地址会自动加1。,3.7 以太网模块,和网络接口模块不同的是，以太网模块仅
10、与HMI构成以太网，不能控制I/O。 通讯介质为网线，不能远距离通讯(一般100m)。 冗余系统中，冗余机架使用相同的IP地址，同步后从机架IP地址会自动加1。 AB 使用BootP/DHCP设置IP地址，Modicon出厂自带IP地址。与HMI建立通讯后，可以根据需要修改IP地址。,4. PLC软件,主要分为编程软件和组态软件。 AB编程软件为RsLogix 5000，最新版本为V16.0，组态软件有RsView32和RsView SE ，常用Intouch或iFix； Modicon编程软件有Concept和UnityPro，现常用UnityPro,最新版本为V4.0，组态软件常用Into
11、uch或iFix。 AB需要安装软件比较多，重点介绍其安装和使用。,4.1 需要的软件,RsLinx RsView32 RsLogix5000 RsNetWorx Firmware Kits/ControlFLASH,4.2 软件安装,软件的安装全部都是向导式安装。 安装顺序 RsLinx （RsView） RsLogix ,4.3 Rslinx,Rslinx是AB的硬件驱动库，Rslogix 5000与控制器的通讯，程序的下载上传，固件在线更新，控制器主题配置等，都需要它来实现。 由于其它软件的部分功能需要Rslinx支持，所以Rslinx需要最先安装。 与DCS通讯时需要Rslinx支持。
12、,4.3.1 安装启动后的第一个画面,4.3.2 授权画面，选择“I accept the”,User Name 和Organization可根据实际任意输入； Enter your 10 digit Serial Number是让输入软件的序列号，如需要可输入10个“1”。,4.3.3 序列号输入画面,可根据实际需要选择要安装的程序； 也可以改变安装路径。,4.3.4 程序特性选择画面,如果前面的选择正确，则可以选择 “Install”进行安装，需要修改，就选择 “Back”。,4.3.5 准备安装,4.3.6 正在安装,安装EDS(电子数据表)过程中，由于没有找到，而使用默认的“Engli
13、sh”，询问你是否以后还需要看到此消息。选“否”。,4.3.7 错误询问画面,4.3.8 注册设备驱动,意义同2.1.7。选择“否”，继续。,4.3.9 错误询问,4.3.10 安装EDS,是否查看版本说明 恢复以前的RsLinx配置 不进行恢复，“Finish”结束安装。 进行恢复，点击“Restore”即到下一画面。,4.3.11 安装结束,4.3.12 选择RsLinx配置文件,安装结束后，RsLinx即自动启动，此时在Windows的右下角状态托盘内红色箭头所指图标即是RsLinx，其右侧是RSI 服务器，随RsLinx的启动而启动。,4.3.13 RsLinx启动后的图标,4.4 R
14、sView32,RsView32是RockWell公司的组态软件，优点是使用简单，软件集成功能多。缺点是稳定性欠佳，与杀毒软件兼容性不好。 项目移动时最好不要使用复制粘贴，否则可能造成项目无法打开。推荐使用WinRAR将项目压缩成.rar文件后，对压缩文件进行复制等操作。 由于Rsview安装时要求Windows环境变量字符数256，所以安装完Rslinx后就安装它。,4.4.1 光盘自启动后的安装画面,4.4.2 版权说明,4.4.3 许可协议,4.4.4 信息输入,4.4.5 选择安装路径,RsView Works为开发版 RsView Runtime为运行版 2个不能同时选择安装。,4.
15、4.6 选择组件,4.4.7 进行中,4.4.8 安装进行中,4.4.9 RockWell的联系方式,4.4.10 在这里不选择激活RsView32。,4.4.11 不需要重启计算机,4.4.12 警告哦,4.5 Rslogix5000,RockWell公司的PLC程序开发软件 适用于ControlLogix系列PLC 目前最新版本是R16.0，支持双机热备 R13及以上版本需要Microsoft.NET Frame 1.1 Package支持 V16.0支持数据库导入导出以及梯级注释编辑。,4.5.1 RSLogix5000安装,4.5.2 .NET 安装,4.5.3 .NET安装进行中,4
16、.5.4 .NET安装完成,4.5.5 RSLogix5000安装前的检查,4.5.6 准备安装了,4.5.7 协议（不同意不让装阿）,4.5.8 输入序列号（10个“1” ）,4.5.9 定制你所安装的内容,4.5.10 确认选择，开始安装,4.5.11 终于开始安装了,4.5.12 有关RSLogix的一些信息,4.5.13 安装结束。,4.6 RsNetWorx,RsNetWorx在有远程子站时使用。 主要功能是让本地CPU定位远程I/O模块，读取整个网络配置，下载到具有保持器功能的卡件中。 网络上有硬件改动时需要重新读取下载网络配置，使改动生效。,4.6.1 启动后的画面,4.6.2 选择需要的,4.6.3 准备中,4.6.4 Next,4.6.5 错误信息,有程序正在运行，需要关闭后才能继续 应关闭RsLinx,4.6.6 关闭RsLinx,鼠标右键单击RsLinx图标 选择“shutdown RSLinx”,4.6.7 选“Retry”后，出现下图,4.6.8
