RSLogix5000应用软件开发及冗余控制系统

1、4.1 RSLogix50004.1 RSLogix5000应用开发软件简介应用开发软件简介 4.2 RSLogix50004.2 RSLogix5000应用开发软件的项目创建应用开发软件的项目创建 4.3 RSLogix50004.3 RSLogix5000控制器属性控制器属性 4.4 4.4 控制器程序运行的监控控制器程序运行的监控 4.5 I/O4.5 I/O模块的组态配置和监控模块的组态配置和监控 4.6 4.6 通信模块的组态配置和监控通信模块的组态配置和监控 4.7 4.7 趋势曲线监视趋势曲线监视 4.8 Produced/Consumed4.8 Produced/Consume

2、d通信机制通信机制 4.9 4.9 控制器之间的数据交换方式控制器之间的数据交换方式 4.10 4.10 控制器与外部设备的通信规划设计控制器与外部设备的通信规划设计 4.11 4.11 设备阶段管理设备阶段管理 1 1RSLogix5000RSLogix5000应用开发软件应用开发软件 RSLogix5000应用开发软件统一进行顺序、过程、驱动和运动控制系统的组 态、开发、编程、调试和运行。RSLogix5000应用开发软件可以从缩减开发成本、 减少停机时间、优化运行等多方面保证优化软件设计，在开发性和兼容性方面提供 无可匹敌的潜力。 2 2RSLogix5000RSLogix5000应用开

3、发软件的主要功能应用开发软件的主要功能 （1）支持IEC 61131-3标准编程语言 （2）更高的专业标准化水平 （3）易于配置 （4）数据处理精密 （5）寻址方便准确 （6）拖放编辑和导航功能 （7）指令功能强大 （8）诊断监控功能 （9）密码保护功能 （10）内嵌网络组态信息 （11）文件管理功能 （12）广泛的开放性 1 1项目结构创建项目结构创建 用户界面包括多个可配置窗口和工具条，所有功能可通过菜单条进行操作，经 常使用的功能可直接通过标准工具条中的图标操作实现，如图4-1所示。 控制器项目创建的过程如图4-2所示。 在RSLogix5000应用开发软件的编程环境中创建控制器项目，选

4、择菜单中的 “文件”，单击“新建”命令，进入如图4-3所示界面。 单击“确定”按钮进入如图4-4所示界面。 2 2程序文件创建程序文件创建 （1）创建任务 在“Controller管理器”的“任务”上单击右键，选择“新建任务”命令，建 立一个周期型任务，如图4-5所示。 新建一个事件触发型任务，如图4-6所示。 （2）创建程序或设备相位 按顺序创建的程序或设备相位，将是控制器运行时执行的顺序。右键单击 “MainTask”，弹出菜单如图4-7所示。 单击“新建Program”，打开界面如图4-8所示。 单击“新建设备相位”（见图4-7），打开界面如图4-9所示。 （3）创建例程 在新创建的每个

5、程序中，仅有程序区的数据库。只有默认的MainTask下的 MainProgram有一个默认的主控例程，其他例程需要创建，如图4-10所示。 选中“MainProgram”，右键单击“属性”，在打开的界面中选择“配置” 选项卡，如图4-11所示。 3 3数据文件创建数据文件创建 （1）数据库结构 双击“控制器标签”，选择“编辑Tags”选项卡，如图4-12所示。 单击“显示”，可以进入定义标签的过滤器，如图4-13所示，通过过滤器可以 过滤大量的数据，选择出需要的数据。 （2）建立标签 在“编辑Tags”页面输入标签名，如图4-14所示。 选择的数据类型有基本数据类型、预定义结构数据类型、自定

6、义结构类型， 数组维数最多可达到三维，如图4-15所示。 选中标签选项，单击鼠标右键，可对标签进行详细编辑，编辑菜单如图4-16所 示。 （3）建立自定义数据结构和标签 字符串有默认的82字符的结构，如图4-17所示。 例如，一个变频器相关的新建用户自定义数据类型DRIVER的结构数据如图 4-18所示。 建立了一个用户自定义数据结构，在选择数据类型时，可以找到用户自定义 的DRIVER数据类型，如图4-19所示。 4 4梯形图例程的编辑梯形图例程的编辑 在工程开发中，根据实际控制工艺过程，先建立梯形图程序的逻辑结构，然 后输入指令和地址。在编辑梯形图界面的上方有分类的指令栏，可以从中选择需

7、要的控制指令，直接拖到需要放置的位置，如图4-20所示。 编辑好的梯形图完全被接收后，会变为实线；如果没有完全被接收，则前面会 有一个大写或小写的字母，含义如表4-1所示。 5 5用户应用程序和项目文件格式用户应用程序和项目文件格式 用户应用程序和项目文件有两种存放格式，如图4-21所示。 在“Controller管理器”中选中“控制器”，右键单击“属性”按钮，打开 界面如图4-22所示。 在“常规”页面中，可以看到项目建立时的设置，还可以单击“更改 Controller”按钮进行修改，如图4-23所示。 1 1串行端口组态串行端口组态 在ControlLogix PLC系统中，可以使用串口作

8、为默认编程口，如图4-24所示。 2 2系统协议系统协议 “系统协议”页面如图4-25所示。 3 3用户协议用户协议 用户协议实际就是ASCII码模式，当控制器与ASCII码设备连接时，串口被设 置为该协议模式，页面如图4-26所示。 4 4高级设置高级设置 高级设置的参数决定着系统高层管理时间片，影响着系统的通信性能。进入 高级设置页面，如图4-27所示。 5 5轻微故障轻微故障 控制器故障分为严重故障和轻微故障。一般情况下，严重故障多是硬件引起的 故障，会停机；轻微故障不影响运行，不会停机。故障原因可以通过控制器属性查 看，严重故障查看页面如图4-28所示。 当排除严重故障后，单击“清除严

9、重故障”按钮，控制器重新投入正常工作 状态。 轻微故障查看页面如图4-29所示。 6 6SFCSFC执行执行 对SFC进行全局的组态，关联着SFC例程的组态和编程。进入SFC执行页面， 如图4-30所示。 带有非易失性内存的控制器可以将项目文件保存在控制器中，1756-L6系列 PLC控制器可以在不拔出框架的情况下插入标准CF卡，用于存储项目文件。进入 “非易失性内存”页面，如图4-31所示。 8 8内存内存 内存使用情况的评估如图4-32所示。 9 9冗余设置冗余设置 只有L55和L6X控制器才有冗余设置功能，设置页面如图4-33所示。 单击“高级”按钮，可显示数据标签和逻辑程序空间占用的比

10、例，即控制器 剩余空间运用的分配情况，如图4-34所示。 1010文件文件 项目文件的相关信息如图4-35所示。 1111日期日期/ /时间时间 “日期/时间”页面显示控制器内置的系统日期和时间，如图4-36所示。 1 1任务属性任务属性 在RSLogix5000应用开发软件环境中，右键单击“属性”，可打开任务监控 属性页面，如图4-37所示。 2 2任务执行的监控任务执行的监控 进入任务执行监控页面，如图4-38所示。 3 3设备阶段执行的监控设备阶段执行的监控 进入设备阶段执行监控页面，如图4-39所示。 在RSLogix5000应用软件开发环境中，右键单击“输入/输出配置”，选择 “新建

11、Module”命令，打开页面如图4-40所示。 （1）建立模块 在数字量模块选择列表中，选择数字量输入模块1756-IB16，双击后显示如图 4-41所示页面。 为模块选择一个相适应的主要版本，如果版本不合适，项目下载后会出现警 告，不能建立通信连接。选择合适的版本后，进入模块组态配置页面，如图4-42 所示。 （2）模块信息 模块信息页面显示的是从对应槽号的模块采集来的数据信息，如图4-43所示。 （3）连接 进入模块连接页面，如图4-44所示。 （4）配置 进入模块组态配置页面，如图4-45所示。 （5）模块在控制器数据区域的标签 在项目中建立数字量输入模块1756-IB16后，产生的I/

12、O数据结构标签如图4- 46所示。 （1）建立模块 在数字量模块选择列表中，选择数字量输出模块1756-OB16D，双击后显示 如图4-47所示页面。 选择合适的版本后，进入模块组态配置页面，如图4-48所示。 （2）模块信息 模块信息页面显示的是对应槽号的输出模块的数据信息，如图4-49所示。 （3）连接 进入模块连接页面，如图4-50所示。 （4）配置 进入模块组态配置页面，如图4-51所示。 （5）诊断 数字量输出模块的诊断功能主要包括锁存的故障信息复位、电子过载保护复 位。 进入模块诊断页面，如图4-52所示。 （6）脉冲测试 进入模块脉冲测试页面，如图4-53所示。 （7）模块在控制

13、器数据区域的标签 在项目中建立数字量输出模块1756-OB16D后，产生的I/O数据结构标签如图4- 54所示。 （1）建立模块 在模拟量模块选择列表中，选择模拟量输入模块1756-IF6I，双击后显示如图 4-55所示页面。 （2）连接 进入模块连接页面，如图4-56所示。 （3）配置 进入模块配置页面，如图4-57所示。 （4）报警配置 进入模块报警配置页面，如图4-58所示。 （5）校准 模块使用一段时间后，受到温度、湿度、电压等影响，信号会产生漂移，A/D 转换的精度会降低，可以对模块通道进行校准，以保持信号的准确度。进入模块校 准页面，如图4-59所示。 （6）模块在控制器数据区域的

14、标签 在项目中建立模拟量输入模块1756-IF6I后，产生的I/O数据结构标签如图4-60 所示。 （1）建立模块 在模拟量模块选择列表中，选择模拟量输出模块1756-OF6CI，双击后显示如 图4-61所示页面。 （2）连接 进入模块连接页面，如图4-62所示。 （3）配置 进入模块配置页面，如图4-63所示。 （4）输出状态 进入模块的输出状态页面，如图4-64所示。 （5）限制 进入模块的限制页面，如图4-65所示。 （6）校准 进入模块的校准页面，如图4-66所示。 （7）模块在控制器数据区域的标签 在项目中建立模拟量输出模块1756-OF6CI后，产生的I/O数据结构标签如图4- 6

15、7所示。 1 1CNBCNB模块的组态配置和监控模块的组态配置和监控 （1）建立模块 在模块选择列表中，选择CNB模块，双击后的显示页面如图4-68所示。 （2）RSNetWorx 进入RSNetWorx页面，如图4-69所示。 （1）建立模块 在模块选择列表中，选择ENBT模块，双击后的显示页面如图4-70所示。 （2）连接 进入模块连接页面，如图4-71所示。 （1）建立模块 在模块选择列表中，选择DNB模块，双击后的显示页面如图4-72所示。 （2）扫描列表页面 进入“扫描列表”页面，如图4-73所示。 （3）DNB模块的数据结构 在控制器中建立DNB模块，产生位于控制器数据区域的I/O

16、数据结构标签。 DNB模块的输入数据表如图4-74所示。 DNB模块的输出数据表如图4-75所示。 DNB模块的状态数据表如图4-76所示。 1 1趋势曲线的建立趋势曲线的建立 在“Controller管理器”中的“趋势”上单击鼠标右键，如图4-77所示。 新建趋势曲线页面如图4-78所示。 单击“下一步”按钮，页面如图4-79所示。 选择要监视的数据标签，每个页面最多可以同时监视8个数据，单击“完成” 按钮，页面如图4-80所示。 单击“Chart Properties”命令进入组态页面，如图4-81所示。 如果选择图表类型为“XY Plot”，将选择采集数据中的一个作为X轴的变化 值，另一

17、个作为Y轴的变化值，这两个参数构成趋势曲线，如图4-82所示。 （1）显示组态页面 显示组态页面如图4-83所示。 （2）记录笔组态页面 趋势曲线的每一个监视数据对应了一个记录笔，即监视跟踪数据对象。记录笔 组态页面如图4-84所示。 （3）X-Axis组态页面 进入X轴组态页面，如图4-85所示。 （4）Y-Axis组态页面 进入Y轴组态页面，如图4-86所示。 （5）Template组态页面 进入模板组态页面，如图4-87所示。 单击 按钮，存储模板，如图4-88所示。 （6）采样组态页面 趋势曲线文件进行实时数据监视时，采集的数据按照一定的格式存储，这个格 式是由采样组态页面设置的。 进

18、入采样组态页面，如图4-89所示。 （7）启动触发器页面 在趋势曲线数据采集过程中，可以根据条件重新停止、重新启动。进入启动 触发器设置页面，如图4-90所示。 进入停止触发器设置页面，如图4-91所示。 1 1生产者生产者/ /消费者数据通信模式（消费者数据通信模式（Producer/ConsumerProducer/Consumer） NetLink网络采用的是生产者/消费者数据通信模式，这是基于工业控制需求 开发的先进的通信模式，与传统的源/目标数据通信模式有很大不同。 传统的PLC控制器采用的数据通信模式是源/目标通信模式，是以节点地址为 中心的编码方式。在这种模式下，同一时间，只有一

19、台设备与另一台设备之间传 送数据，将单一报文分别传输到各个相关设备，其余设备均处在等待状态或闲置 状态，依靠设备之间的响应构成连接，并实现数据传输。DH+网络和主从结构的 RI/O通信链都属于这一类数据通信模式。这种模式的网络确定性、可重复性较差， 比较适合于点对点的通信，其结构如图4-92所示。 通信模式示意图如图4-93所示。 ControlLogix PLC系统的NetLink网络就是这一类型的数据通信模式。这 种模式可实现点对点、多点或广播通信，可以有效地利用网络带宽，提高网络传 输效率，实现数据的精确同步，其结构如图4-94所示。 通信模式示意图如图4-95所示。 两个控制器之间进行

20、Produced/Consumed的数据传输，可以通过背板传 送，也可以通过ControlNet网络和EtherNet网络传输，但只能在同一个网络中 进行数据传输。 Produced/Consumed建立的标签必须创建在控制器区域。 传输数据的标签不能超过500B，如果是通过ControlNet网络的 Consumed数据标签则不能超过480B，这主要取决于ControlNet网络数据包的 尺寸。 如果Produced几个数据到同一个控制器，将几个数据合并在一个用户自 定义结构的数据标签中，这样可以减少连接数，合并后的数据会用相同的RPI。 Produced/Consumed的数据标签只能使用

21、DINT和REAL，或它们的数 组，或者用户自定义结构数据，因为对外操作数据必须是32位的数据。 Produced的标签和Consumed的标签数据格式必须一致，才能确保数据的 准确。 当控制器Produced要传输的数据，与非CntrolLogix的对方设备的数据结 构不匹配时，为避免出现偏差，可将数据组合在用户自定义结构中，再进行传输。 当数据包大于32位时，Produced和Consumed双方都使用CPS指令进行缓 冲，以获得数据的同步。 Consumed的RPI必须大于等于网络NUT。 如果几个Consumed请求同一个Produced，则会以最小的RPI为准。 为减轻网络负担，应尽

22、可能地减少Produced/Consumed的运用次数，将多 个数据进行打包传输。 确定Consumed的实际数目与Produced中组态的数目一样，否则将无效地 占用连接。 如果两个控制器之间建立了多个Produced/Consumed的连接，只要一个连 接失败，所有的连接都会连着失败。 Produced/Consumed通信模式与MSG指令的主要功能异同如表4-2所示。 1 1预定性数据交换方式预定性数据交换方式 下面按照图4-96所示建立Produced/Consumed标签。 （1）建立Produced标签 在RSLogix5000应用开发软件的编程环境中创建Produced标签。右键

23、单击 “控制器标签”，在弹出菜单中选择“新建标签”命令，进入标签建立页面。在 “类型”项中选择“生产型”，如图4-97所示。 单击“连接”按钮，进入连接组态页面，如图4-98所示。 （2）建立Consumed标签 右键单击“控制器标签”，在弹出菜单中选择“新建标签”命令，进入标签建 立页面。在“类型”项中选择“消费”，单击“连接”按钮，进入连接组态页面， 如图4-99所示。 连接状态如图4-100所示。 控制器之间的非预定性数据交换通过执行MSG指令来实现，如图4-101所示。 外部信息缓冲区数据交换示意图如图4-102所示。 1 1非连接缓冲区非连接缓冲区 （1）发送队列 （2）接收队列 接

24、收队列有3个位置存储接收的信息。 使用接收队列的连接主要包括以下内容： 接收Cache连接信息指令初始化工作； 接收Uncache连接信息指令； 接收通过DH+网络的数据； 接收CIP Generic信息指令； 接收来自于ControlNet PanelView的读/写请求（非连接信息）； 接收来自EtherNet PanelView的读请求的初始化工作（连接信息）； 接收来自EtherNet PanelView的写请求（非连接信息）； 接收来自RSLogix5000在线连接初始化的请求信息； 接收来自RSLinx连接的初始化工作。 2 2CacheCache缓冲区缓冲区 （1）Cache缓冲

25、区 Cache缓冲区（Cache Buffers）主要用于实现固定连接的块传输和MSG指令， 分为两个存储连接区域，其中一个用于块传输，一个用于CIP读/写的MSG指令。 它们各占用32个存储区域。 （2）MSG指令的Cache缓冲区运行原则 大部分MSG指令会用到Cache缓冲区，其基本运行原则如下： 信息指令的Message标签必须建立在控制器数据区域，且不能是数组。 控制器最多可同时支持32条Cache MSG指令运行。 虽然网络数据包的尺寸是有限制的（ControlNet网络为500B，DH+网络为 244B），但控制器却可以在单一的MSG指令中传输大量的数据。 1 1创建设备阶段创建

26、设备阶段 一个设备阶段主要包括以下内容： 一个本设备阶段的内部专用数据库； 最多6个状态子例程； 一个状态模板； 一个位于控制器区域的标签； 一个预状态子例程，可作为主控启动程序运行； 可被状态例程或子例程调用的其他子例程。 2 2状态模板的基本结构状态模板的基本结构 状态模板将设备的运行周期分为一系列状态，每个状态是设备操作的一个环 节。 状态模板中只有两种状态，如表4-3所示。 状态模板的基本结构如图4-103所示。 5.1 PLC5.1 PLC冗余控制系统概述冗余控制系统概述 5.2 5.2 罗克韦尔罗克韦尔PLCPLC冗余控制系统架构冗余控制系统架构 5.3 5.3 罗克韦尔罗克韦尔P

27、LCPLC冗余控制系统设计冗余控制系统设计 如图5-1所示为冗余系统示意图。 1 1冗余控制系统和热备用系统冗余控制系统和热备用系统 所谓“冗余”系统，是指整个PLC控制系统由两套完全相同的系统组成，其 中一套在系统正常工作时并不需要，如图5-2所示。 在热备用（Hot）系统中，两台CPU用通信接口连接在一起，均处于通电状 态，如图5-3所示。 软件冗余系统中PLC内部的运行过程如图5-4所示。 2 2冗余控制系统架构冗余控制系统架构 在罗克韦尔PLC冗余控制系统中，可以使用确定性网络通信和非确定性网络 通信，如图5-5所示。 3 3冗余控制系统分类冗余控制系统分类 （1）介质冗余 在使用冗余介质的PLC冗余控制系统中，需要