1、集成架构集成架构赵强罗克韦尔自动化实训实验室2005.4 传统传统自动化自动化供应商供应商不同应用中不同应用中的控制要求的控制要求用户用户集成架构集成架构传统工业自动化向传统工业自动化向e-Manufacturing（电子化制造）跃迁跃迁 企业信息企业信息管理系统管理系统制造制造执行系统执行系统历史数据分析、设备效率评估、物料跟踪、质量跟踪、排产、信息发布等等 /SCM/CRM/SCM/CRMJD EdwardsJD Edwards集成架构集成架构传统工业自动化到传统工业自动化到 e-Manufacturing 的跃迁的跃迁各种自动各种自动控制系统控制系统不同应用中不同应用中的控制要求的控制要
2、求用户用户罗克韦尔罗克韦尔自动化自动化Complete Automation控制及控制及MES集成平台集成平台统一的控制引擎、统一的开发环境实现全厂范围内所有控制任务标签一次定义，即可直接被控制编程、上位监控及MES使用。模块化MES平台：提供数据分析、质量跟踪、排产以及网络化信息发布；与信息管理系统的无缝集成。无须附加编程，可对所有控制设备网进行远程诊断和维护。选择适合的选择适合的Logix 平台平台DriveLogix 分布的传分布的传动控制动控制CompactLogix 增值控制增值控制FlexLogix分布式控制分布式控制ControlLogix 多领域控制多领域控制SoftLogix
3、基于基于PC的的控制控制 嵌入式嵌入式 Logix 用于传动传动/控制结控制结合的合的应用.适用于广泛适用于广泛的传动系统的传动系统结构结构:集中的,分布的,嵌入式或独立的.适用于机器适用于机器或站站级控制级控制.对网络要求有限的应用而言,系系统统造价最低.把大型应用分散到较小的 分分布的控制器布的控制器,以以使系统排错更使系统排错更容易容易.具有多种I/O和通讯能力的小型Logix 控制器.很容易把运动很容易把运动,传传动动,过程过程&高速高速 离散离散结合起来 多处理器多处理器控制 面向性能设计 冗余冗余能力 适用网络桥接网络桥接 把控制和信把控制和信息息&可视化可视化组合到一个组合到一个
4、单元单元.开放的平台开放的平台 使你能够根据确切的需要定制控制.适用以数据为中心的应用.系统规划系统规划设计设计电气设计电气设计（I/O分配及布置）分配及布置）程序程序开发开发机器机器启动启动传统传统 PLC电气设备功能和布置所有设备的I/O地址系统规划系统规划设计设计电气电气设计设计程序程序开发开发机器机器启动启动LogixI/O地址映射Logix v.s 传统传统PLC：并行开发并行开发帮助缩短项目工期帮助缩短项目工期对于首次设计工程，对于首次设计工程，约减少约减少 40%开发时间开发时间 对于重复工程，约节对于重复工程，约节省省 25%开发时间开发时间 直接使用设备标识或控制属性，进行程
5、序开发 在电气设计全部完成之前开发程序.对于程序中多次出现的同一I/O，只需修改一次I/O映射即可完成所有修改 同类工程的程序重复利用1.根据系统设备的需要生成标签根据系统设备的需要生成标签2.编写控制程序编写控制程序3.将设备标签映射到系统内的将设备标签映射到系统内的I/O4.程序可简单改变程序可简单改变IO映射，移植到同类其他工程映射，移植到同类其他工程!Logix v.s 传统传统PLC：并行开发：并行开发帮助缩短项目工期帮助缩短项目工期 电机1电流(Motor1_Current)电机1状态(Motor1_Status)Remote1#扩展扩展I/O站站 Remote N#扩展扩展I/O
6、站站AI输入DI输入Remote1站的6号槽ch0Remote1站的8号槽ch0 相应I/O接线位置为：监控参数包括：Logix v.s 传统传统PLC面向对象的自动数据管理让使用更方便面向对象的自动数据管理让使用更方便应用举例：编程处理电机1 电机1电流电机1状态监控参数PLC内存地址67N76:12612N76:12523N76:12445N76:123整数整数1.00267F23:1645.012F23:1532.23F23:14123.4545F23:13浮点数浮点数100111010010B11:0布尔量布尔量传统传统 PLC：固定：固定内存内存分配分配结构结构 1 数据按不同类型分
7、别存放在特定内存区域；2 用户编程必须使用内存地址来反映相应监控参数；3 为保证系统连接正确，用户需编制I/O地址对应表，记忆对应的I/O位置；4 为便于阅读程序，用户还需为内存地址另加标签名或注释。Remote01:8:I:Data.0Motor1_StatusRemote01:6:I.Ch2DataMotor1_CurrentI/O对应表控制属性标签 电机1电流电机1状态电机参数组态I/O模块后自动生成的I/O TagRemote01:6:I.Ch3DataRemote01:6:I.Ch2DataRemote01:6:I.Ch1DataRemote01:6:I.Ch0DataRemote0
8、1:8:I:Data.0Logix：面向对象的自动数据管理：面向对象的自动数据管理 Motor1_CurrentMotor1_Status1 I/O模块组态后，自动生成I/O标签(Tag)，直接反映控制接线位置2 用户还可另取别名标签以对应设备属性或者仪表流程图上设备编号。控制属性标签 Logix 面向面向“对象对象”的自动数据管理的自动数据管理 AI/AO模块完成信号转换、自诊断和数据自动组织的同时，还能实现分布式运算：AI/AO模块可直接提供浮点数。常规控制系统的AI/AO模块只能发出或接受16位整型数，需要在控制器内编程 实现浮点数/整型数的转换。AI模块的内置CPU能完成定标和报警比较
9、等运算，并且直接为控制器提供每通道4个可组态的报警点（高/高高/低/低低)。模拟量模块的信号转换精度高达16位（AI）/15位（AO）。软件、硬件设计并行进行 处理器直接存储标签、结构体和数组，并且自动完成内存分配/管理。用户可以方便地实现“面向对象”的控制编程，并且在编程中不再需要考虑地址分配/管理。用户无需管理复杂的内存分配和映射 无论是开发还是维护阶段，程序都清晰易懂，不易出错Logix 面向面向“对象对象”的自动数据管理的自动数据管理 I/O程序程序 1子程序子程序子程序数据程序程序2子程序子程序子程序数据控制器标签控制器标签每个应用的不同程序拥有单独数据区，只需简单的Copy/Pas
10、te即可实现程序重复使用 System TaskMotion TaskFault TaskUser TaskPasswordConfigurationStatusUser TaskPasswordConfigurationStatusUser TaskWatchdogConfigurationStatusProgramProgramProgramProgramI/O Dataarrayxfloatintstructstruct arrayxGlobal Datastruct arrayxarrayx,y,zProgramProgramFault Routineif A=12 then Bsub
11、routine-|-()-subroutine-|-()-subroutine-|-()-subroutine-|-()-Local DataMain RoutineControllerLogix 控制器控制器I/O程序程序 1子程序子程序子程序数据程序程序2子程序子程序子程序数据控制器标签控制器标签-顺控、伺服、批处理、DCS应用兼容设计的多任务实时控制系统，支持多达32个不同任务,15个优先级保证重要任务优先。-处理器采用多CPU并行处理，分别处理实时控制和数据通讯。-每个任务32个程序使每个应用能够拥有单独数据区，只需简单的Copy/Paste即可实现程序重复使用 直接在线监控让使用维护
12、更简单直接在线监控让使用维护更简单可直接在线监控运行数据ControlLogix传统PLC须另建监控窗口,并受软件显示堆栈的限制 Logix 软件包控制组态完全支持 IEC 61131-3编程方式 梯形图（Ladder）功能块图(FBD)结构化文本(ST)顺控表(SFC)覆盖过程控制、顺序控制、传动控制以及伺服控制的所有控制指令，并可按用户习惯的编程方式进行编程LadderSTSFC RSLogix 5000 功能块编辑器功能块编辑器 完全集成的功能块语言和编辑器与DCS媲美 组态:简单的拖拽组态 ActiveX面板可以拖放到HMI 功能块子程序存放在控制器 没有原代码也可以上载 控制器-存放
13、的标签数据库提供更大的灵活性,并可和DCS功能相比 信息信息自动化与控制自动化与控制24vdc509-BODT设备设备NetLinx 现场总线策略现场总线策略-FF&CIPHigh AlarmLow AlarmComm.Err.DeviceNet 带有诊断功能的智能设备带有诊断功能的智能设备和和 I/O 64 节点节点/网络网络 125,250,500 Kbps可调可调 8 字节大小的分组字节大小的分组ControlNet 实时确定性控制实时确定性控制 冗余系统冗余系统 99 个节点个节点/网络网络 5 Mbps 数据率数据率 510字节的数据包（分组）字节的数据包（分组）EtherNet/I
14、P 非时间关键的数据交换非时间关键的数据交换 过程监视过程监视 无限的节点无限的节点 10/100 Mbps 1500 字节大小的数据包（分组）字节大小的数据包（分组）Control/Device NetworkControl/Device NetworkDevInformation NetworkPeer-to-Peer NetworkPLCProxyControl/Device NetworkPLCComputerDevDevPLCNetLinx透明集成透明集成 v.s 常规网络让使用维护更简单常规网络让使用维护更简单用户简单点击鼠标，就可实现同一网络上不同设备信息交换、任意一点（包括远程
15、）接入，自动浏览、诊断并维护网络上所有设备如此简单，Why?统一的统一的 IEC61158 应用层协议应用层协议CIP，并且对其他非，并且对其他非CIP网络的自动路由设计。网络的自动路由设计。CIPCIPCIPCIPCIPEtherNet/IPControlNetSERCOSDeviceNetFieldbus H1ControlNet不同网络上不同设备信息交换 信息层信息层(EtherNet/IP)设备层设备层(DeviceNet)站控站控 HMI24vdc509-BOD模块化模块化 I/O块型块型 I/O变频器变频器控制层控制层(ControlNet)集成网关或链接设备集成网关或链接设备可编
16、程设备可编程设备 维护用维护用 PC马达启动器马达启动器微型微型 PLC操作员界面操作员界面变频器变频器集成网关或链接设备集成网关或链接设备维护维护 PC台式台式 PC控制器控制器NetLinx 开放通讯架构开放通讯架构控制器Ultra 100伺服系统伺服系统 l ControlLogix通讯背板，只需简单的插入相应的通讯模块，就可扩展网络，可以实现任意多种、任意多个网络的互联，作为多种不同工业网络互联互通的路由平台；也为系统的进一步扩展提供了最大的灵活性。lControlLogix通讯背板，不再需要控制器进行通讯管理，信号从一种网络到另一种网络只需通过背板和相关通讯网卡即可。控制器专注于控制
17、，即使再多的通讯连接也不会降低控制器对于控制任务的处理性能。DeviceNet或其他总线方式用于连接变频器等设备或其他总线方式用于连接变频器等设备Hartl背板上所有模块，无论是控制器、通讯模块，还是各种I/O模块都可以带电插拔。CPUFf H1FF冗余冗余ControlNetCNBR冗余冗余EtherNetENET 系统顶层浏览图形化的操作界面：简单点击鼠标以及参数选择，即可完成网络组态和各控制设备的参数化。“下拉”到工厂某区域内控制系统图形化的操作界面：简单点击鼠标以及参数选择，即可完成网络组态和各控制设备的参数化。“下拉”到现场控制单元图形化的操作界面：简单点击鼠标以及参数选择，即可完成
18、网络组态和各控制设备的参数化。“下拉”到现场设备图形化的操作界面：简单点击鼠标以及参数选择，即可完成网络组态和各控制设备的参数化。网络的连接在系统设网络的连接在系统设置的时候一起被定义！置的时候一起被定义！通过通过RSLinx的树形连的树形连接图可以非常清楚地看到接图可以非常清楚地看到处理器之间的连接情况处理器之间的连接情况 仅仅需要简单地选仅仅需要简单地选取一条信息指令，根据取一条信息指令，根据向导模板来进行配置，向导模板来进行配置，非常方便非常方便 “browse 浏览浏览”功功能可以自动地建立信息能可以自动地建立信息传递路径传递路径 控制系统规模越来越大，您是否担心速度问题？控制系统规模
19、越来越大，您是否担心速度问题？传统网络速度方面的性能不尽如人意传统网络速度方面的性能不尽如人意:GeniusBus:最高153.6K bps Allen-Bradley DH+/RIO最高 230.4 KbpsModbus Plus:最高1.5 Mbps Profibus/DP最高速度为最高速度为12Mbps，但是：但是：ControlNet的优势的优势恒定 5Mbps 数据传输速率，与距离无关(通过光纤/中继器可达30公里)恒定 5Mbps 数据传输速率，与介质类型无关(同轴电缆/光纤)恒定 5Mbps 数据传输速率，与终端设备无关恒定 5Mbps 数据传输速率，与功能无关（实时I/O,互锁
20、或者对等报文）实现控制信息和数据完全桥接和路由的实现控制信息和数据完全桥接和路由的最好的体系结构最好的体系结构24vdc509-BOD24vdc509-BOD24vdc509-BOD整个网络整个网络没有没有黑盒子黑盒子无需额外编程无需额外编程 RSView根据需要选择RSSql 单机版或者网络应用版控制连接服务工业控制系统企业数据库事务管理器事务管理器企业连接企业连接服务服务RSSqlRSLinxDDE 服务器服务器ODBC数据库数据库RSLinx 连接RSView连接OPC连接DDE连接OLE-DB连接OCI连接ODBC连接 1#I/O框架框架 N#I/O框架框架输入先进的通讯管理模式Pro
21、ducer/Consumer：输入模块或某一控制器数据能同时送到同一 ControlNet或者EtherNet/IP上的多个控制器以及上位机。而在传统方式下，则需要通过主控制器先存储该输入后，再转发给其他需要的设备。CPUCPUCPUCPUCPU控制器之间直接共享数据控制器之间直接共享数据控制器之间直接共享输入模块控制器之间直接共享输入模块缩短项目工期缩短项目工期 1$Additional CPU neededMessageCIP3.用户必须配置用户必须配置“连接列表连接列表”，建立，建立通讯路径。通讯路径。2.用户必须为信息块手动设置参数。用户必须为信息块手动设置参数。Message#1Ac
22、knowledge#1Message#2Acknowledge#2附加的编程、软件和硬件附加的编程、软件和硬件更多的花费和项目开发时间更多的花费和项目开发时间02变频器、MCC和分布式I/O 与与IA的无缝集成的无缝集成 RA设备添加到ControlNet或EtherNet/IP网络上，RSLogix 5000自动生成可理解的标签名称和参数（自动创建结构体）便于维护便于维护 通过NetLinx便于监视更多诊断信息，并在网络上任一位置进行参数调整 自动创建结构体功能我可以远程组态我可以远程组态变频器参数！变频器参数！DeviceNetEthernet/IP维护室工厂ControlNetContr
23、olNet和和EtherNet/IP上的变频上的变频器支持自动创建结构器支持自动创建结构体体 自动设备替换(ADR)功能通过DeviceNet网络上重组态，可以在不停机的情况下进行设备替换 ADR 功能仅有RA公司的DeviceNet扫描器支持DeviceNet#55#63Replacement DeviceOriginal Device DeviceNet网络上的 MCCs 所有信息 可以通过集成架构无缝访问。The E3 电子继电器不仅可以保护用户电机,也可以进行设备的预诊断。DeviceNetEthernet/IPMotor load increasing potential problem if not correctedMaintenance OfficePlant Floor RIUP（热插拔功能）和 与模块分离接线允许 FLEX 和 POINT I/O模块在不停机的情况下进行修改 移去模块后无需重接线 在不影响导轨上其他I/O模块的情况下移去模块可带电情况下移去模块可移去的接线端子 Thank You!
