LC21200ControlNet概述及其介质.ppt

1,PLC21200ControlNet概述及其介质,(ConfidentialForInternalUseOnly)Copyright2007RockwellAutomation,Inc.Allrightsreserved.,2,ControlNet是一种高速的工业控制网络，用于在工业设备之间建立确定的、可预测的、且可重复的通讯。ControlNet是唯一一个能在设备间以不同速率规划数据通讯的工业网络，并保证以指定的速率进行数据交换。这种通讯的数据类型被称为“可规划的”数据。同时，ControlNet允许设备在没有传输规划的数据的时间周期内，以事件为基础发送数据。由于这种数据的优先级低于预定性数据，所以传输时间没有保障。这种数据称为“非规划的”数据。,什么是ControlNet？,(ConfidentialForInternalUseOnly)Copyright2007RockwellAutomation,Inc.Allrightsreserved.,3,数据传输速率为5Mb支持确定的和可重复的规划通讯数据交换。同时也支持非规划通讯主要设计用于PLC、I/O设备、编程终端、以及操作终端之间的通讯作为一个单独的网络，可以用于I/O控制、消息发送、编程和操作终端生产者/消费者网络支持多主、多点传送、以及点对点通信灵活的安装选件同轴电缆介质冗余（选件）同轴电缆（BNC和TNC连接器）和光纤电缆（ST陶瓷或塑料连接器，除了1786-RPS的VersalinV连接器）在同一链路上最多支持99个节点支持原有的安全产品和介质（1797）ControlNet国际用户组织声明的开放的网络支持ControlLogix冗余和PLC-5ControlNet热备（高效系统的冗余处理器）,ControlNet特性,(ConfidentialForInternalUseOnly)Copyright2007RockwellAutomation,Inc.Allrightsreserved.,4,ControlNet国际有限公司,使用公司拥有ControlNet的网络技术要求拥有ControlNet的商标名称成功推广ControlNet完全开放SIG（特殊利益集团)行为互联网主页,(),(ConfidentialForInternalUseOnly)Copyright2007RockwellAutomation,Inc.Allrightsreserved.,5,介质详述-多数模块具有BNC连接器，部分模块具有TNC或光纤连接器,(ConfidentialForInternalUseOnly)Copyright2007RockwellAutomation,Inc.Allrightsreserved.,6,ControlNet物理层(同轴电缆,BNC或TNC连接器),ControlNet是一种干线/分支(或总线)网络。每一个节点都通过分接器连接到干线电缆上。分接器固定连接长度为1米，因此每个节点必须在1米之内连接到干线电缆。由于ControlNet是一个基于总线的网络，所以每一网段的末端必须安装终端电阻。注意:中继器支持树形和星形拓扑结构。光纤环中继器支持环形拓扑。,BNC接头同轴干线电缆,(ConfidentialForInternalUseOnly)Copyright2007RockwellAutomation,Inc.Allrightsreserved.,7,*适用于不同品牌的各种类型(高压、高度弯曲、防护套)*ControlNet防护套产品使用TNC连接器。也包括TNC终端电阻。,ControlNet物理层(同轴电缆,BNC或TNC连接器),网络的干线是RG-6四芯屏蔽同轴电缆*，价位低廉且在很多地方可以买到。分支、或分接器可以安装在干线的任何地方。使用BNC连接器连接分接器电缆和设备*。终端电阻（75）使用BNC连接器。,(ConfidentialForInternalUseOnly)Copyright2007RockwellAutomation,Inc.Allrightsreserved.,8,网络连接,分接器在此连接,临时电缆的NAP端口,网络上的所有固定节点都应该使用分接器连接。也可以使用网络端口、或NAP找到临近设备分接器的NBC连接器，暂时连接到网络。NAP是耳机塞孔样式的连接器，允许使用现有的设备连接到网络。NAP与使用分接器连接一样，提供网络的全部访问权，而不仅限于连接的设备。NAP消除了为在网络上用于故障检修、试运行等临时节点预留备用分接器的需求。,(ConfidentialForInternalUseOnly)Copyright2007RockwellAutomation,Inc.Allrightsreserved.,9,备用分接器,有时用户想在网络上安装备用分接器，因此不得不破坏电缆，随后再建立一个新的节点。未连接物理设备的分接器是网络的噪声源，推荐在任意一个未连接物理设备的分接器上建立虚拟负载终端（1786-TCAP）的方法。虚拟负载终端与实际设备阻抗相匹配，从而防止噪声从未连接的分接器进入系统。当需要安装实际节点时，能够轻易移除虚拟负载。注意这个装置与干线电缆的终端电阻不同。,备用分接器,虚拟负载终端(1786-TCAP),可以安装一个BNC连接器来代替分接器。这能够减少进入系统的噪声，但是当增加设备时，不得不破坏网络，然后安装分接器。,(ConfidentialForInternalUseOnly)Copyright2007RockwellAutomation,Inc.Allrightsreserved.,10,同轴电缆干线网段技术规范,一个同轴电缆网段可运行的长度取决于系统所连接的设备数量。网段连接的设备越多，允许的长度越短。下面的图表给出了1786-RG6电缆基于设备数量的最大允许电缆长度。例如，带有16个设备的最大电缆允许长度为750米。,(ConfidentialForInternalUseOnly)Copyright2007RockwellAutomation,Inc.Allrightsreserved.,11,同轴电缆干线网段技术规范,注意图中设备数量最多为48。在单独一个同轴电缆网段内设备不能多于48个。如果在网络上需要的设备多于48个（ControlNet每个网络最多允许99个节点），或者需要运行的电缆长度比图中所允许的要长时怎么办？答案就是添加中继器。,(ConfidentialForInternalUseOnly)Copyright2007RockwellAutomation,Inc.Allrightsreserved.,12,同轴电缆干线网段技术规范,在前面的图表中列举了1786-RG6同轴电缆的限度，该电缆衰减因数是5.9dB10MHZ/304m。注意：如果电缆的衰减因数不是同1786-RG6FA（高度弯曲）一样的5.99dB，则必需使用dB公式：每段的最大距离（m）=（20.29dB-（分接器数量*0.32dB）/电缆衰减10MHZ/304m。,只有1786-RG6,(ConfidentialForInternalUseOnly)Copyright2007RockwellAutomation,Inc.Allrightsreserved.,13,ControlNet中继器,对于ControlNet网络，可以使用中继器延长允许的电缆长度，或增加额外的节点。ControlNet既可使用同轴电缆中继器，也可使用光纤中继器。对于大部分，不能直接在光纤电缆上附加节点，所以光纤中继器通常和同轴电缆网段连接在一起。,光纤电缆,带有BNC和TNC连接器的同轴电缆1786-RPFS200/300微米塑料光纤带有VersalinV连接器1786-RPFM,-RPFRL,-RPFRXL62.5/125微米多模光纤带有ST陶瓷或塑料连接器1786-RPFRXL9/125微米单模光纤带有ST陶瓷或塑料连接器,(ConfidentialForInternalUseOnly)Copyright2007RockwellAutomation,Inc.Allrightsreserved.,14,ControlNet中继器模块,在ControlNet中，当中继器单元连接到基本单元或上一个中继器单元时，中继器要使用模块化系统。每个中继器单元都有2个通道，允许在两个不同的方向扩展。基本单元最多可以附加4个模块，有效的创建了一个中继器集线器。,0,0,0,RG6四芯屏蔽电缆,中继器模块。这个必需是同轴电缆或光纤中继器。可以将两种类型结合起来,基本单元经常通过分接器连接到同轴电缆段,光纤电缆用下一个集线器连到类似的光纤中继器,*如果使用光纤环中继器中的一个，则只能有两个模块,(ConfidentialForInternalUseOnly)Copyright2007RockwellAutomation,Inc.Allrightsreserved.,15,ControlNet同轴电缆中继器,同轴电缆中继器能把同轴电缆段连接到一起，并且在信号从一个网段传递到另一网段时把信号加大。如果用中继器把2个网段连接到一起，最多可以在ControlNet网络上接96个设备，因为每一段最多能连接48个设备。由于ControlNet支持99个节点，所以不得不优化成使用2个中继器来获得所有的99个节点。,该网段有3个设备。在每一段上中继器都被视为是一个设备。每一段都与前几页的表格做比较，都证明是在技术范围内的。,与其它设备相同，中继器也通过分接器连接,同轴电缆中继器,(ConfidentialForInternalUseOnly)Copyright2007RockwellAutomation,Inc.Allrightsreserved.,16,同轴电缆中继器可以用于将其直接连接到另一段，或是另一个中继器单元,ControlNet同轴电缆中继器,为了创建一个同轴电缆中继器单元，可以在中继器基座上简单的添加一个同轴电缆模块。由于每个中继器模块都有2个端口，所以可以在两个不同的方向扩展。可以从同轴电缆直接连接分接器到网络段，而不必到另一个中继器单元（尽管可以这样）。,同轴电缆中继器可以用于将其直接连接到另一网段，或是另一个中继器单元,RPA,RPCD,RPA,RPCD,在同轴电缆中继器上不用的端口，应该附加一个标准75欧姆的干线同轴电缆终端负载(1786-XT)来维持网络的完整性,(ConfidentialForInternalUseOnly)Copyright2007RockwellAutomation,Inc.Allrightsreserved.,17,ControlNet光纤中继器,光纤中继器,光纤中继器,同轴电缆,光纤电缆,同轴电缆,光纤电缆虽比同轴电缆价格贵一些，但光纤有以下优点：,可用于爆炸性气体的环境下（本质安全区域）能够在户外使用可以在高强度电磁干扰环境下正常工作，并且屏蔽掉对信号的干扰延长距离，远超过同轴电缆,组合A,组合B,例如光纤在户外长距离运行,(ConfidentialForInternalUseOnly)Copyright2007RockwellAutomation,Inc.Allrightsreserved.,18,ControlNet光纤中继器,为了创建一个光纤中继器单元，可以在中继器基座上简单的添加一个光纤中继器模块。由于每个中继器模块都有2个端口，所以可以在2个不同的方向扩展。光纤中继器单元通常是连接到其它光纤中继器单元。终端节点通常连接到同轴电缆网段上，其连接到中继器基座上。,(ConfidentialForInternalUseOnly)Copyright2007RockwellAutomation,Inc.Allrightsreserved.,19,同轴电缆段,PLC,RPA,RPFM,光纤段(点对点),连接到其它ControlNet产品,连接到其它ControlNet产品,RPFS,RPFM,RPA,1336T驱动,在本例中需要使用的设备：RPA-光纤集线器模块RPFS光纤集线器短距离模块（最大300米）RPFM光纤集线器中距离模块（最大3000米）RPCD同轴电缆中继器,PLC,RPA,RPFS,同轴电缆段,PLC,RPA,RPFS,同轴电缆段,光纤段(点对点),连接到其它ControlNet产品,RPFM,光纤段(点对点),1336T驱动,ControlNet中继器集线器应用举例,每一个位置都需要RPA模块。然而并不需要使用同轴电缆。,RPCD,同轴电缆段,PLC,注意光纤和同轴电缆中继器可以添加在相同的基座上。,(ConfidentialForInternalUseOnly)Copyright2007RockwellAutomation,Inc.Allrightsreserved.,20,ControlNet中继器,在每一段上可把中继器视为一个设备，但不要求节点地址。因此，中继器不会减少ControlNet网络中99个有效的节点地址。最多可以串联20个中继器*。这就意味着如果从网络内任意一点到另外一点，最多不能跨越20个中继器。,中继器也可用于创建除了直线型总线以外的不同的拓扑结构。可以使布线更简单，价格更低廉。,此网络使用了4个中继器，但是最坏的情况是2个串联。,*A系列1786-RPA只支持串联5个中继器。不能超过这个最大值。传输延迟121微秒。,(ConfidentialForInternalUseOnly)Copyright2007RockwellAutomation,Inc.Allrightsreserved.,21,ControlNet最大距离,在ControlNet的任意两个节点间，介质的传输延迟不能超过121微妙。参见表格：ControlNet光纤介质规划与安装指南。两个ControlNet节点间隔的最大距离是20Km。在ControlNet节点间使用2个1786-RPA、2个1786-RPFRXL以及20Km的光纤电缆（1786-RPFRXL的最大距离）和短的同轴电缆。这个系统的中继器传输延迟是2.9微秒，且光纤电缆的传输延迟是100微妙，低于121微妙的传输延迟限制。,(ConfidentialForInternalUseOnly)Copyright2007RockwellAutomation,Inc.Allrightsreserved.,22,ControlNet光纤环中继器,光纤环中继器可以连接成一个环，从而任意一个中继器都有两条路径。信号在环上的两个方向传输。当网络布线单方向中断时仍能保持信号传输功能。,在环中最多有20个中继器。,每个端口都有一个发送和一个接收。使用这两个通道，使设备可以在任意一个方向通信。,中继器仅用于延长距离。,RPA,RPFRL,RPA,RPFRL,RPA,RPFRL,RPA,RPFRL,(ConfidentialForInternalUseOnly)Copyright2007RockwellAutomation,Inc.Allrightsreserved.,23,ControlNet光纤环中继器,在同一个结构中，不能把环形中继器与其它中继器混合使用。如果在一个体系结构中需要混合光纤环中继器与其它中继器，则需要厂商提供应用项目援助。光纤环不能使用电缆介质冗余。,RPA,RPFRL,RPA,RPFRL,RPA,RPFRL,RPA,RPFRL,RPCD,RPA,RPA,RPCD,Thisarchitecturemixesringrepeatersinaringtopologywithcoaxrepeaters.,在这个体系结构中，混合了环形拓扑中的环形中继器和同轴电缆中继器。,(ConfidentialForInternalUseOnly)Copyright2007RockwellAutomation,Inc.Allrightsreserved.,24,同轴电缆介质冗余,ControlNet支持同轴电缆介质冗余。同轴电缆冗余是运行到同一个设备上的两个分支。每一个分支都连接到不同的电缆物理段上。介质冗余用来防止单独的一个电缆系统中断时，整个网络也随之崩溃。,(ConfidentialForInternalUseOnly)Copyright2007RockwellAutomation,Inc.Allrightsreserved.,25,网络有两个地方中断时不能正确的运行。,同轴电缆冗余,注意同轴电缆冗余不能预防两个通道都中断的情况，即使看起来此时有一个路径可以让信号通过。设备利用每个通道的误码率来决定使用哪个通道来传输。如果两个通道都中断，则设备会检测两个通道的高误码率并在两个通道间来回交换，寻找合适的传输通道。,x,x,网络有两个地方中断时不能正确的运行。,(ConfidentialForInternalUseOnly)Copyright2007RockwellAutomation,Inc.Allrightsreserved.,26,同轴电缆介质冗余注意事项,需要将网络上的全部产品都连接到一个冗余结构，系统才能冗余的运行。临时设备通过NAP端口连接，不需要冗余。支持冗余介质的产品可以连接到一个没有冗余介质的系统，仅配置使用一个通道。不能交叉通道，否则会引发LED指示错误，并产生大量的混乱。,支持介质冗余的产品都会有两个BNC连接器。所有设备的“通道As”都应该连接到相同的网段，并且所有设备的“通道Bs”也都应该连接到相同的网段。,(ConfidentialForInternalUseOnly)Copyright2007RockwellAutomation,Inc.Allrightsreserved.,27,光纤环中继器与同轴电缆介质冗余,光纤环中继器在连接成一个环时，不能用于同轴电缆介质冗余系统。然而，光纤环中继器可用于直线型连接，这与其它光纤中继器一样。如下所示，当直线型连接时，可用于同轴电缆介质冗余系统。,不能在此建立中继器环，因为中继器不能用于冗余介质系统。,不能在此建立中继器环，因为中继器不能用于冗余介质系统。,(ConfidentialForInternalUseOnly)Copyright2007RockwellAutomation,Inc.Allrightsreserved.,28,TNC介质产品-适用于强震和潮湿环境,ControlNetI/O控制的首选工业网络由于ControlNet网络所面对的是复杂的工业环境，已经开发了使用TNC设计的加固型IP67介质，可易于安装并防止停工。典型的ControlNetBNC和以太网RJ45连接器并不能抵抗强震、潮湿等恶劣环境。加固型IP67介质可用于远程ControlNet，如标准工业主干网络。用TNC螺纹和o-rings替代BNC的螺旋和锁定。,(ConfidentialForInternalUseOnly)Copyright2007RockwellAutomation,Inc.Allrightsreserved.,29,TNC介质产品-和/或用于移动附件,有三种TNC分接器适用于三种不同电缆配置；直线BNC终端、直角TNC终端以及直线BNC终端。大多数ControlNet设备使用BNC连接器。密封的设备使用TNC连接器。常规分接器与TNC分接器的区别是什么？-防水的IP67-冲击/振动规格在10g以上（与BNC的2.5g相反）-分支电缆可拆当附件被移动或替换时，没有用的分接器线可以从主干线上移走。,1786-TNCJI4TNC位于盒外，且TNC位于盒内。,1786-BNC2TNCTNC位于盒外，且BNC位于盒内。,(ConfidentialForInternalUseOnly)Copyright2007RockwellAutomation,Inc.Allrightsreserved.,30,应用于危险区域操作的固有安全型ControlNetEx(1797)介质,本质安全(IS)是电气设备的应用特性，指定用于易爆场所。将IS设备设计成不包含任何产生火花的部件，或包括具有足够能量抑制火花产生的部件。有两种方法可以把RAIS产品连接到危险区域：,图1.2ControlNet同轴电缆屏蔽系统的FLEXEx,安全区域同轴电缆段,危险区域同轴电缆段,网络,干线电缆,干线电缆,(ConfidentialForInternalUseOnly)Copyright2007RockwellAutomation,Inc.Allrightsreserved.,31,更多详细资料请参阅CNET-IN003A-EN-PControlNetEx介质设计&安装手册,ControlNetEx介质是亮蓝色的。连接到危险区域的第二种途径:,图1.1ControlNet同轴电缆连接到光纤系统的FLEXEx.,安全区域同轴电缆段,危险区域同轴电缆段,网络,干线电缆,干线电缆,同轴电缆（1786）光纤集线器,光纤段,Ex（1797）光纤集线器,32,PLC21200ControlNet产品,(ConfidentialForInternalUseOnly)Copyright2007RockwellAutomation,Inc.Allrightsreserved.,33,ControlNet产品硬件和软件,这一部分作为罗克韦尔自动化ControlNet产品的概述。会让您对ControlNet系列的产品有一个全面的了解,而不是对每个产品进行深入的理解。请登陆ControlNet国际web站点www.ControlN获得全部的清单。,(ConfidentialForInternalUseOnly)Copyright2007RockwellAutomation,Inc.Allrightsreserved.,34,ControlNet硬件产品分类,介质按照复杂性降序排列扫描器能控制I/O并触发执行（也具有管理者功能）规划的和非规划的PLC-5C、1747-SCNR、1756-CNB(R)、1756-CN2(R)、1769-L35CR、1769-L32C、1784-KTCS、1788-CNC(R)、1788-CNF(R)、1784-PCICS适配器能响应并发送I/O数据给扫描器规划的和非规划的1771-ACN(R)、1747-ACN(R)、1794-ACN(R)、1797-ACN(R)、1734-ACNR、1738-ACNR1788-CN2DNPanelViewPlus、PanelView以及PanelView“E”1203-CN1,20-COMM-C,22-COMM-C报文发送能够触发非规划的信息执行只有非规划的，上载/下载/在线监控1784-KTCX15、PCC、PCIC；1770-KFC、1747-KFC15,(ConfidentialForInternalUseOnly)Copyright2007RockwellAutomation,Inc.Allrightsreserved.,35,ControlNet介质产品,ControlNet介质产品分为两大类：标准带有BNC连接器的同轴电缆(1786)同轴电缆中继器(1786)光纤短距离电缆及中继器(1786)光纤介质、长和超长距离中继器(1786)特殊带有TNC连接器的同轴电缆(1786)带BNC连接器的固有安全型同轴电缆(1797)固有安全型光纤中继器(1797),(ConfidentialForInternalUseOnly)Copyright2007RockwellAutomation,Inc.Allrightsreserved.,36,ControlNet同轴电缆,罗克韦尔自动化有两种类型的ControlNet同轴电缆：1786-RG6,四芯屏蔽同轴电缆1786-RG6FA,高柔性的四芯屏蔽同轴电缆1786-CTK（ControlNet工具箱）用于在电缆末端放置BNC和TNC连接器。除了同轴电缆和连接器外，还需要终端分接器、柱体连接器。也可用长直通管、插塞接头连接器和虚拟负载。更多详细信息请参阅ControlNet电缆设计与安装手册。,(ConfidentialForInternalUseOnly)Copyright2007RockwellAutomation,Inc.Allrightsreserved.,37,ControlNet中继器系列,1786-RPA&1786-RPCD,(ConfidentialForInternalUseOnly)Copyright2007RockwellAutomation,Inc.Allrightsreserved.,38,1786-RPFS短距离光纤介质,预先制作的带V-引脚连接器的光纤电缆，1786-RPFS使用长度为10,20,60,100,200,和300米。1786-FSB500500米短距离光纤电缆与1786-FSKITV-引脚连接器整体适用于短距离光纤电缆。,(ConfidentialForInternalUseOnly)Copyright2007RockwellAutomation,Inc.Allrightsreserved.,39,介质、长和超长光纤介质,罗克韦尔自动化不出售中等距离、长距离和超长距离光纤中继器产品的光纤。客户需要向第三方购买光纤，和ST塑料或陶瓷连接器。1786-RPFM、-RPFRL、-RPFRXL使用62.5/125微米多模光纤1786-RPFRXL也可以使用9/125微米单模光纤,(ConfidentialForInternalUseOnly)Copyright2007RockwellAutomation,Inc.Allrightsreserved.,40,ControlNet扫描器-I/O系列局限性,确定你已经知道以下远程I/O限制：LogixControlNet扫描器不能在ControlNet上远程控制1746I/O。PLC-5C不能在ControlNet上远程控制1756I/O。SLCControlNet扫描器不能在ControlNet上远程控制1756I/O。,(ConfidentialForInternalUseOnly)Copyright2007RockwellAutomation,Inc.Allrightsreserved.,41,ControlNet扫描器-Logix可以有多个ControlNet扫描器,PLC-5有一个内置的ControlNet扫描器。可以基于你需要的规划(ControlNet远程I/O)连接数或者是需要ControlNet热备功能，选择L20C15、L40C15、或者L80C15。Logix考虑到多个ControlNet扫描器的需要。当需要增加更多的ControlNet远程I/O时，可以增加另一个ControlNet扫描器。或者可以选择把ControlNetHMI通讯从ControlNet远程I/O通讯中分离出来。还可以根据车间的不同区域隔离ControlNet通讯,从而更易于规划各部分车间的检修。,(ConfidentialForInternalUseOnly)Copyright2007RockwellAutomation,Inc.Allrightsreserved.,42,ControlNet适配器-特别注意,Logix不能通过规划连接与1771模拟量I/O通讯。相反必须输入一个MSG指令（非规划的），并选择每一个块传送读和块传送写的消息类型。,(ConfidentialForInternalUseOnly)Copyright2007RockwellAutomation,Inc.Allrightsreserved.,43,ControlNet软件,与ControlNet网络一同使用的软件组件主要有三个。RSNetWorxforControlNet这是一个网络规划工具。它是所有使用规划通讯网络的必备软件。RSNetWorx是唯一能创建ControlNet网络规划的软件。RSNetWorx也用于组态PLC-5或SLC扫描器的单独连接。RSLinx这是一个包含计算机所有通讯卡驱动的软件包。RSLinx是计算机中所有其它软件包网络连接的实际“网关”。RSNetWorx与ControlNet的通讯通过RSLinx完成。RSLogix5000这是Logix控制器的逻辑编程软件。在通过RSNetWorx规划前，单独的ControlNet连接必需为Logix控制器组态RSLogix5000软件。,(ConfidentialForInternalUseOnly)Copyright2007RockwellAutomation,Inc.Allrightsreserved.,44,ControlNet