羅克韋爾AB-PLC-ControlLogix基礎培訓教材

1、ControlLogix基礎培訓手冊羅克韋爾自動化自動控制及信息產品集團ControlLogix基礎培訓手冊目 錄常用工具1.1通訊管理工具 RSLinx1.2模塊升級工具 ControlFLASH2 ControlLogix 編程指南2.1ControlLogix 平臺簡介2.2Logix5000 編程軟件快速入 門2.2.1安裝控制器2.2.2 創(chuàng)建及下載工程2.2.2.1創(chuàng)建工程2.2.2.2添加模塊2.2.2.3改變模塊屬性2.2.2.4查看 I/O2.2.2.5創(chuàng)建標簽 (Tag)2.2.2.6利用別名標簽 (Alias Tag) 記錄 I/O2.2.2.7輸入梯形圖程序2.2.2.

2、8下載工程2.2.3查看程序掃描時間2.2.4查看控制器內存使用情況2.3梯形圖常用指令2.4功能塊圖編程與過程控制3ControlNet 組態(tài)軟件（RSNetworx for CN ）3.1ControlNet 基本知識3.2RSNetworx for CN 操作步驟4DeviceNet 組態(tài)軟件（RSNetworx for DN ）4.1DeviceNet 基本知識4.2RSNetworx for DN 操作步驟流程監(jiān)控軟件 RSView1 常用工具1.1 通訊管理工具 RSLinxRSLinx 是羅克韋爾自動化公司為用戶提供的通 訊管理軟件，它運行在 Windows 操作系統(tǒng)的計算機上。

3、用戶只需選擇一種從該計算機到工 業(yè)控制網絡上任一模 塊的通訊方式，就可以通過該軟件建立起與工 業(yè)控制網絡上所有設備的通訊。RSLinx 操作舉例（計算機到 Logix 處理器為串口連接）：用戶選擇從計算機到網 絡的通訊方式：串口方式用戶檢查計 算機上相關通 訊卡件是否已 經安裝，連接電纜是否正確：使用 1756-CP3連接計算機和處理器。點擊 RSLinx “ communication(通訊) ”下拉菜 單中的 “ Configure Drivers(配置驅動方式 ) ”選項。在“ available drivers（可用驅動方式）”中選擇 “ RS-232 DF1 devices ，再”點

4、擊“ add new選”項，并選擇 OK 。在彈出的 “ Configure RS-232 DF1 devices菜單中”點擊“auto-configure(自動配置 ) ”，等待運行結果后選擇 OK 。點擊 RSLinx “ communication(通訊) ”下拉菜 單中的 “ RSWho”選項 ，就會彈出整個工 業(yè)控制網絡的樹狀瀏覽畫面（見下圖）。注：用戶還可點擊瀏覽畫面中的 “ ”，以進一步瀏覽其所延伸的網段。7)1.2 模塊升級工具 ControlFLASH ：羅克韋爾自動化公司新一代控制平臺中的大部分模塊都是 “內置微處理器功能 軟件（firmware）”的智能模 塊，并且功能軟

5、件（firmware ）均存儲在可重復刷新的存 儲器中。用戶只需使用最新版本的 ControlFLASH 軟件，對模塊進行刷新即可 實現(xiàn)模塊升級，從而保證客戶采購的模塊在很長的使用時間內都能與新技 術以及增強功能相適應。ControlFLASH 可單獨運行在 Windows 操作系統(tǒng)的計算機上，也可內嵌在 Logix5000 控制編程軟件中。用戶通過 RSLinx 建立起計算機到待升 級模塊的通訊通道后，即可運行該軟件。在軟件中用戶根據(jù)畫面提示依次 選擇設備 目錄號、新的功能軟件版本號（firmware revision ）即可。ControlFLASH 操作舉例（Logix5555 處理器從

6、版本 10 升級至版本 11）：準備工作：通過 RSLinx 建立起計算機到模 塊的串口通訊。將處理器置于 “Program（編程）”模式。運行 ControlFLASH 軟件，在主畫面上選擇 “ Next(下一步 ) ”，在彈出窗口中 選擇相應處理器目錄號。按產品目錄號選擇相應模塊后，點擊“ next（下一步）”彈出“Superwho控”制網 絡瀏覽窗口。在該窗口中用 戶應按網絡路徑延伸并 選擇要刷新的模 塊。點擊“ next（下一步）”彈出“ Firmware Revision（功能軟件版本）”選擇窗口。請選擇相應版本號并點 擊“OK”。如果有關刷新文件不在缺省安裝目 錄中，將彈出“文件目

7、錄瀏覽窗口 ”以便用戶選擇文件所在目 錄，點擊 “ OK”。點擊“ next（下一步）”彈出“ Summary窗”口。用戶點擊“Finish就”會開始模 塊刷新處理。注意事項：進行 ControlFLASH 操作前應停止控制系 統(tǒng)的運行；如果對處理器進行升級，還需保證其應用程序已作 備份；并且，在整個模塊刷新過程中，不允許掉電或者通訊中斷。2 ControlLogix 編程指南2.1 ControlLogix 平臺簡介在過去，為了實現(xiàn)工廠自 動化，工程師們往往不得不面 對 PLC、伺服控制器等多種自 動化子系統(tǒng)，需要同時掌握多種 專業(yè)化軟硬件的開發(fā)和維護。隨著近年來自 動化水平的不斷普及和提高

8、， 這種情況越來越成 為制約工廠發(fā)展的 “瓶頸”問題 ：自動化設備越來越多、自動化技術越來越復 雜，而工廠技術人員的精力和 時間卻相對有限。因此，“使用單一控制平臺 實現(xiàn)全廠范 圍內的所有控制任 務 ”成為廣大用 戶的迫切要求。借助電子、通信以及控制 領域中不斷 發(fā)展的新技 術，順應這 一要求，全球領先的羅克韋爾自動化公司提出了 “全功能控制平臺 ”的設計理念，并在此基礎上發(fā)布了 ControlLogix 產品。無論是高速離散控制、復 雜過程控制、伺服控制，還是高速 傳動控制等各種 應用，借助單一的 ControlLogix 平臺，用戶只需掌握一種編程軟件，就能根據(jù)應用要求的不同， 選擇標 準

9、模塊，選擇標 準工業(yè)網絡/總線得到所需的控制系統(tǒng)，如順控/安全連鎖系統(tǒng)、伺服控制系統(tǒng)、分布式控制系統(tǒng)（DCS）、高速傳動控制系統(tǒng)以及數(shù)據(jù)采集 監(jiān)控系統(tǒng)（SCADA ）等。ControlLogix 平臺不 僅技術領先，而且在煙草、消 費品制造、冶金、電力、石化、油氣輸送、造紙、水處理、地鐵、礦山以及汽 車等各個行業(yè)中都有許多成功的 應用。ControlLogix 平臺主要特點如下：所有模塊均可帶電插拔；用戶通過軟件刷新即可 實現(xiàn)包括處理器在內的各種模塊的升級；功能強大的 Logix 處理器o 處理器具有高速程序及數(shù)據(jù)處理能力， 1K 指令僅需 0.06 毫秒；o 單個處理器最多支持： 12800

10、0開關量或4000 模擬量。o 用戶無需更 換處理器，通過替換更大容量的內存即可擴充系統(tǒng)處理能力；o 本身提供 電池后備，從機架取出處理器后仍可保持數(shù)據(jù)不丟失；oIEC1131-3 全面支持o 實時多任務系統(tǒng)內核：多達 32 個任務，包括 1 個連續(xù)任務以及 31 個周期任 務；有15 個優(yōu)先級可選以保證重要任務優(yōu)先。每個任務中可 編制 32 個主程序，并分 別擁有單獨數(shù)據(jù)區(qū)。Logix5000SysPMoPFaPUUPUConfConfSPConfSPSPPMaiWILoafssussususuGlsFaulaifo完全標簽變 量編程方式，采用 動態(tài)內存管理技 術，無需用 戶進行內存分配管理

11、。沒有定時器 /計數(shù)器等使用個數(shù)的強行限制，支持數(shù)據(jù)類型的自動轉換。o支持多 維數(shù)組、標準數(shù)據(jù) 結構及用 戶自定義數(shù)據(jù)結構。創(chuàng)新的、最大可用性 設計的機架和背板：使用制造者/消費者（Producer/ Consumer）技術的無源多主數(shù)據(jù) 總線；o在同一機架中可多 處理器并存，實現(xiàn)分布式運算；o在同一機架中可配置任意多個通訊模塊，實現(xiàn)網絡延伸和不同網 絡間路由；o無需 處理器干 預，現(xiàn)場輸 入信號（作 為 Producertag）可以同時直接送 給同一網絡上的多個智能 設備、處理器及服務器（作為 Consumer tags）等，避免了傳統(tǒng)的“現(xiàn)場信息先由主站存 儲再順序轉發(fā) ”的過程，大大提供

12、了通 訊效率；o通過 ControlNet 擴展現(xiàn)場 I/O。在所有本地站和 現(xiàn)場站中，對于每個 輸入輸出模塊都可以根據(jù)其 實際應 用的響應快慢的要求分別設置相應的通訊時間 ：逢變則報（COS）和按給定周期 發(fā)送（RPI），保證了工業(yè)控制的 實時性和確定性。支持 ControlNet、DeviceNet 以及 FF H1 等國際標準工業(yè)現(xiàn)場總線 ，兼容 Hart 過程儀表總線協(xié)議 ，同時提供與各 類第三方控制系 統(tǒng)的廣泛接口。支持開放的 100Mbps EtherNet/IP 網絡，控制系統(tǒng)和上位機可以 組成完全意 義的多服 務器/多客戶機模式的 實時監(jiān)控系統(tǒng)。在 EtherNet/IP、Co

13、ntrolNet 和 DeviceNet 各層網絡中采用 統(tǒng)一的 CIP 協(xié)議，該協(xié)議實現(xiàn) 了對實時 控制數(shù)據(jù)和非 實時監(jiān)視 /組態(tài)數(shù)據(jù)的區(qū) 別對待，保證了工業(yè)控制的實時性和確定性；同時，也保證了系統(tǒng)中各層設備對 象定義的統(tǒng)一、網絡服務的統(tǒng)一，實現(xiàn)了不同網 絡間 數(shù)據(jù)的完全透明，也保 證了用戶只需 一 次 培 訓 就 可 建 立 起 對 于 EtherNet/IP、ControlNet 或DeviceNet 不同網絡上設備通訊功能的完整 認識 。所有模塊，包括 I/O 模塊均為智能化模 塊：o輸入輸出模塊提供斷 線等各類診斷功能，并可提供時間標記 ；所有以上數(shù)據(jù)都被 該模塊自動生成標簽變 量，

14、可被程序直接引用；o模擬量輸入輸出模塊在模 塊本身即可 實現(xiàn)工程單位轉換、高/低以及高高 /低低報警運算，并被該模塊自動生成標簽變量，可被程序直接引用；o提供帶電子熔斷保 護功能的開關量 輸出模塊，回路在短路故障排除后通過軟件復位即可恢復，無需 設置 /更換保險絲。2.2 Logix5000 編程軟件快速入 門2.3 梯形圖常用指令字符串處理指令字符串比較（見前述比較指令部分：等于 EQU、不等于NEQ、大于 GRT、大于等于GEQ、小于LES、小于等于LEQ、表達式比較 CMP）STOD - String to DINT conversion (ACI)DTOS - DINT to Stri

15、ng conversion (AIC)STOR - String to Real conversionRTOS - Real to String conversionCONCAT - String concatenate (ACN)MID - String middle extract (AEX)FIND - String search (ASC)DELETE - String deleteINSERT - String InsertLEFT 、RIGHT 、MID 、LOWER 、UPPER、REPEATASCII 串口操作指令ACL ASCII Clear Receive and/or S

16、end BufferACB ASCII Number of characters in bufferABL ASCII Test for Buffer LineAHL ASCII Handshake LineARD ASCII ReadARL ASCII Read LineAWA ASCII Write with appendAWT ASCII Write此外還有超過 30 條專用伺服控制指令2.4 功能塊圖編程與過程控制其中 36 條常用邏輯指令：簡單算術指令高級算術指令三角函數(shù)?AddModulo Divide指令?Subtract?Truncate?Sine?Multiply?X to

17、Power of?Arcsine?DivideY?Cosine?定Square時計數(shù)指令?Logarithm?Arccosine/位指令?Negation?Natural Log?Tangent?Timer On /w Reset?One Shot?Absolute?Arctangent?Timer Off w/ResetRisingValueRetentive Timer On w/Reset?One Shot?比較指令轉換指令Count Up/Down w/ResetFalling?EqualRadians?Greater Than or EqualDegrees?Greater Than

18、BCD To?Less Than or EqualDecimal?Less Than?Decimal to還有 42 條用于過程控制和 傳動的指令：?Not EqualBCD過濾器指令統(tǒng)計指令?Masked Equal?High-PassMoving Average?Limit過程指令?Alarm?Enhanced PID?Ramp/Soak?Scale?PositionProportional?Split Range TimeProportional?Lead-Lag選擇 /限制指令?Function Generator?Select?Totalizer?Enhanced Select?De

19、adtime?Selected Summer?Discrete 2-State?Selectable NegateDevice?Multiplexer?Discrete 3-State?H/L LimitDevice?Rate Limiter邏輯指令?Boolean And?Boolean Or?Boolean ExclusiveOr?Boolean NOT?D Flip Flop?JK Flip Flop?Set Dominant?Reset Dominant傳動指令?Pulse Multiplier?S-Curve?PI?Integrator?Second-OrderController?

20、Up/Down3 ControlNet 組態(tài)軟件（RSNetworx for CN ）3.1 ControlNet 基本知 識作為 IEC61158 國際標準的高速工 業(yè)現(xiàn)場總線 ，ControlNet 是一種面向實時控制進行優(yōu)化設計的網絡，特別適合于有 嚴格實時控制要求的場合。開放、高速、確定和可重復性是它的主要特點。5Mbps 的數(shù)據(jù)傳輸率不會隨網 絡距離延伸而衰減，通 過同軸電纜可達 6KM （通過光纖延伸可達 30KM ）。并且，ControlNet 提供冗余網絡和本安型網 絡供用戶根據(jù)需要 進行選擇。ControlNet 使用的 Producer/Consumer通訊模式大大提供了網

21、 絡效率，點對確定性多點的（Multicast ）數(shù)據(jù)傳輸功能使得網 絡上的多點數(shù)據(jù)同步以及控制器之間的實時聯(lián)鎖變 得簡單。在ControlNet 上，實時 I/O 數(shù)據(jù)和非 實時性信息按不同的 優(yōu)先級區(qū)別對待，用戶可以根據(jù)不同控制任 務需要預先設定不同的 I/O 信息的通 訊響應時間，甚至“逢變則報 ”（COS）的輸入響應方式，從而實現(xiàn)最佳的實時 I/O 控制；同時，用戶還可以方便地 進行網絡化組態(tài)和程序維護，實現(xiàn)多個網絡設備（包括控制器及上位機等）之間的大量數(shù)據(jù) 傳遞。最佳的開放性作 為 國 際 標 準 IEC61158 的 ControlNet 工 業(yè) 現(xiàn) 場 總 線 由ROCKWELL

22、 AUTOMATION公司最早開 發(fā)并公開，是工業(yè)自動化領域的標準網絡。該總線現(xiàn) 由獨立的 Control International 組織協(xié)會負責管理，成員包括許多知名的工 業(yè)自動化產品制造公司。個人 計算機、控制器、操作員接口設備、傳動裝置、I/O 模塊以及其他各種智能 設備都能方便地集成到ControlNet 上。快速響 應及確定性5Mbps 的 ControlNet 數(shù)據(jù)傳輸率不會因網 絡距離的延伸而下降，通過同軸電纜可達 6KM （通過光纖延伸可達 30KM ）。在 ControlNet 上，實時 I/O 數(shù)據(jù)和非 實時性信息按不同的 優(yōu)先級區(qū)別對待，用戶可以根據(jù)不同控制任 務需要預

23、先規(guī)劃不同 I/O 的通訊響應時間，甚至“逢變則報 ”（COS）的輸入響應方式，實現(xiàn)最佳的實時I/O 控制；同時，用戶還可以方便地 進行網絡化組態(tài)和程序維護，實現(xiàn)多個網絡設備（包括控制器及上位機等）之間的大量數(shù)據(jù) 傳遞?？紤]到工業(yè)控制實時性要求的特點，借助生產者/消費者(Producer/Consumer)技術。每一智能化輸入模板 /設備作為現(xiàn)場信息的生產者 Producer，在現(xiàn)場信號變化時，主動向相關 處理器 傳送刷新；每一智能化 輸出模板 /設備可按用戶指定的任何刷新 時間內得到 處理器當前 輸出指定。這徹底避免了 傳統(tǒng)的以處理器 /主站周期 掃描或者廣播通知各 I/O 模塊/從站的方式

24、 帶來的弊病。完全符合工 業(yè)現(xiàn)場要求支持星型、樹型、總線型和環(huán)形等多種拓撲方式。支持同軸電纜和光纖，通過中繼器，傳輸距離可達 30 公里。提供符合各 類工業(yè)現(xiàn)場需要的同 軸電纜及光纖，如鎧裝、地埋以及高柔性屏蔽 電纜等。提供網絡冗余，網絡上每個站點可配置兩個網絡通道，冗余網絡之間無需任何 編程，能夠根據(jù)網絡信號質量自動選擇通訊正常、良好的鏈路。提供本安型網 絡延伸，可直接將符合本安要求的 遠程 I/O 延伸到可能的防爆區(qū)域。先進的網絡模式生產者/消費者(Producer/Consumer)技術快速響 應及確定性高效率、先進的網絡模式ControlNet 使用的生 產者 /消費者(Produce

25、r/Consumer)技術，與傳統(tǒng)的源 /目的傳送模式有本 質不同。后者每發(fā)送一個信息就需要一個確定的源 /目的地址數(shù)據(jù)包。而采用生產者 /消費者模式，網絡不需要單獨的源 /目的地址，代之以數(shù)據(jù) 標識，不同的消費者（信息接收者）可以根據(jù)數(shù)據(jù) 標識同時接收來自生 產者（信息產生者）的信息，如果某些信息是它所不需要的，它可以忽略而只處理那些它所需要的信息。并且，在同一個 ControlNet 上，既能實現(xiàn)最苛刻的 I/O 控制以及控制器間的實時聯(lián)鎖 ，也能實現(xiàn)大數(shù)據(jù)包的信息交 換，包括程序上載 /下載和網絡化參數(shù)組態(tài)等等。Scheduled, unscheduledConnectionNodes,

26、 distance& RepeatersNUT,RPI,API3.2RSNetworx for CN 操作步 驟DeviceNet 組態(tài)軟件（RSNetworx for DN ）4.1DeviceNet 基本知識Multiple data exchange methods, including Polled, Cyclic, andChange of State (COS)If“ Polled and COS” or“ Polled and Cyclic” is used, the adapterreceives the I/O from the polled messages. It tra

27、nsmits its Logic Statusand Feedback in COS or Cyclic messages. Other data is transmitted inPolled messages.Polled: Polled Rate. Change of State: Heartbeat Rate. Cyclic: SendRate.I/O Messaging:Explicit Messaging.Important:There must be a request message and a responsemessage for all Explicit Messages

28、, whether you are reading or writingdataDevicenet Object Model:Class (Object type)Instance of Class (Object ID)Service (Service Code, available services depend on the class andinstance that you are using)Attribute of Class or Instance (Object Attribute).Explicit and UCMM (Unconnected Message Manager

29、) Messages4.2RSNetworx for DN 操作步 驟ScanlistMappingSlave device ParameterCyclic and Polled data exchanges are configured in the scanner,COS data exchange must be configured in both the adapter and thescanner.Using I/O Messaging: Some types of I/O messaging allow aparameter value to be changed without

30、 using an Explicit Message. Whenyou use them to change a value, the values are not written to the Non-Volatile Storage (NVS). They should be used for frequently changedparameters in program.Using Explicit Messages.Typically, Explicit Messages may write parameter data to Non-Volatile Storage (NVS). D

31、o not create a program that uses Explicit Messages to write parameter data to NVS. (When frequently written,the NVS will quickly exceed its life cycle and cause the drive tomalfunction.)For MSG: PathThe path includes the following:of the DeviceNet scanner.port on the front of the 1756-DNB scanner.Al

32、ways 2.address of the DeviceNet adapter. This is set with switchesor parameters in the DeviceNet adapter.4.3DeviceNet 設備編程：1756DNB& PF70/700/7000 變頻器ATTENTION: Risk of injury or equipment damage exists. Only personnel familiar with drive and power products and the associated machinery should plan or

33、 implement the installation, start-up, configuration, and subsequent maintenance of the product using a DeviceNet adapter. Failure to comply may result in injury and/orequipment damage.ATTENTION: Risk of injury or death exists. The PowerFlexdrivemay contain high voltages that can cause injury or dea

34、th. Remove all power from the PowerFlex drive, and then verify power has been removed before installing or removing a DeviceNet adapter.ATTENTION: Risk of injury or equipment damage exists. DPI or SCANport host products must not be directly connected together via 1202 cables. Unpredictable behavior

35、due to timing and other internal procedures can result if two or more devices are connected in this manner.! ATTENTION:Risk of injury or equipment damage exists. If theDeviceNet adapter is transmitting control I/O to the drive, the drivemayfault when you reset the adapter. Determine how your drive w

36、illrespond before resetting an adapter.ATTENTION: Risk of injury or equipment damage exists. Parameters 10 - Comm Flt Action , 11 - Idle Flt Action , and 34-Peer Flt Actionlet you determine the action of the adapter andconnected PowerFlex drive if communications are disrupted. Bydefault, these param

37、eters fault the PowerFlex drive. You can settheseparameters so that the PowerFlex drive continues to run. Precautionsshould be taken to ensure that the settings of these parameters do notcreate a hazard of injury or equipment damage.ATTENTION: Hazard of injury or equipment damage exists. When asyste

38、m is configured for the first time, there may be unintended or incorrect machine motion. Disconnect the motor from the machineorprocess during initial system testing.ATTENTION: Hazard of injury or equipment damage exists. The examples in this publication are intended solely for purposes of example.

39、There are many variables and requirements with any application. Rockwell Automation does not assume responsibility or liability (to include intellectual property liability) for actual use oftheexamples shown in this publication.User-defined fault actionsFaulted node recoveryParameters in the drive a

40、nd adapter can be edited with RSNetWorx.The adapter parameters are appended to the list of drive parameters. Thedrive has 387 parameters, so parameter 388 is the first adapter parameter.the adapter Data Rate switch is set to“ PGM,”在1756DNB模塊的輸出類Tag中：將Commandregister.run置為1Using I/O Messagingusing Ex

41、plicit Messages.Basics:a. Changes to switch settings on some adapter parameters requirethat you reset the adapter before the new settings take effect.Parameter 09 - Reset Module 0 Ready (Default) 1 Reset Module2 Set Defaultsb. I/O include Logic Command (output)/ Status (input), Reference(output) /Fe

42、edback (input) and Datalink A-D inputs and outputs. ActualCommand/Status data size is 16-bit; others data size can be 16-bit or 32-bit, which is set in the drive .For Command/Status see attached.Reference/ Feedback: 16-bit -32768 to 32767, 32-bit -2147483648to 2147483647.For example: Ref. Value/16-b

43、it = Desired FrequencyX32767/ Pr. 55Maximum FreqDatalinks allow a parameter value to be changed without using anExplicit Message. Parameter settings in the drive determine the datapassed through the Datalink mechanism. Datalinks do not write to NVSand should be used for frequently changed parameters

44、, and the value isstored in volatile memory and lost when the drive loses power.When 32-bit parameter using 16-bit Datalinks, typically bothDatalinks (A1&A2 或B1&B2 或C1& C2 或D1&D2) are set to the 32-bitparameter. Regardless of the Datalink combination, x1 will alwayscontain the LSW and x2 will always

45、 contain the MSW.c.1. Parameter 13 - DPI I/O ConfigI/O configuration: x x x x x x xx x x x 0 0 0 0 0. (1Enabled/ 0Disabled)Bit 1-5 determines the type of data as belows sent to the drive0 Logic Command/Reference (Default)1 Datalink A2 Datalink B3 Datalink C4 Datalink DNote: Logic Command (output)/ S

46、tatus (input), Reference (output)/Feedback (input).需Reset the adapter.2. Master-Slave hierarchy, an adapter exchanges data with a scanner.Peer-to-Peer hierarchy, an adapter can exchange data with one ormore DeviceNet adapter(s) that have similar data structures (same datasizes: 16-bit or 32-bit).Parameter 25 - M-S Input: x x x x x x x x x x x 0 0 0 0 0.(1Enabled/ 0Disabled)Bit 1-5 determines the data transmitted from the scanner to the drive.0 Logic Command/Reference (Default)1 Datalink A input2 Datalink B input3 Datalink C input4