RSLogix5000應用軟件開發(fā)及冗余控制系統(tǒng)

1、4.1 RSLogix50004.1 RSLogix5000應用開發(fā)軟件簡介應用開發(fā)軟件簡介4.2 RSLogix50004.2 RSLogix5000應用開發(fā)軟件的項目創(chuàng)建應用開發(fā)軟件的項目創(chuàng)建4.3 RSLogix50004.3 RSLogix5000控制器屬性控制器屬性4.4 4.4 控制器程序運行的監(jiān)控控制器程序運行的監(jiān)控4.5 I/O4.5 I/O模塊的組態(tài)配置和監(jiān)控模塊的組態(tài)配置和監(jiān)控4.6 4.6 通信模塊的組態(tài)配置和監(jiān)控通信模塊的組態(tài)配置和監(jiān)控4.7 4.7 趨勢曲線監(jiān)視趨勢曲線監(jiān)視4.8 Produced/Consumed4.8 Produced/Consumed通信機制通信

2、機制4.9 4.9 控制器之間的數(shù)據(jù)交換方式控制器之間的數(shù)據(jù)交換方式4.10 4.10 控制器與外部設備的通信規(guī)劃設計控制器與外部設備的通信規(guī)劃設計4.11 4.11 設備階段管理設備階段管理1 1RSLogix5000RSLogix5000應用開發(fā)軟件應用開發(fā)軟件RSLogix5000應用開發(fā)軟件統(tǒng)一進行順序、過程、驅動和運動控制系統(tǒng)的組態(tài)、開發(fā)、編程、調試和運行。RSLogix5000應用開發(fā)軟件可以從縮減開發(fā)成本、減少停機時間、優(yōu)化運行等多方面保證優(yōu)化軟件設計，在開發(fā)性和兼容性方面提供無可匹敵的潛力。2 2RSLogix5000RSLogix5000應用開發(fā)軟件的主要功能應用開發(fā)軟件的主

3、要功能（1）支持IEC 61131-3標準編程語言（2）更高的專業(yè)標準化水平（3）易于配置（4）數(shù)據(jù)處理精密（5）尋址方便準確（6）拖放編輯和導航功能（7）指令功能強大（8）診斷監(jiān)控功能（9）密碼保護功能（10）內嵌網(wǎng)絡組態(tài)信息（11）文件管理功能（12）廣泛的開放性1 1項目結構創(chuàng)建項目結構創(chuàng)建用戶界面包括多個可配置窗口和工具條，所有功能可通過菜單條進行操作，經(jīng)常使用的功能可直接通過標準工具條中的圖標操作實現(xiàn)，如圖4-1所示。控制器項目創(chuàng)建的過程如圖4-2所示。在RSLogix5000應用開發(fā)軟件的編程環(huán)境中創(chuàng)建控制器項目，選擇菜單中的“文件”，單擊“新建”命令，進入如圖4-3所示界面。單擊

4、“確定”按鈕進入如圖4-4所示界面。2 2程序文件創(chuàng)建程序文件創(chuàng)建（1）創(chuàng)建任務在“Controller管理器”的“任務”上單擊右鍵，選擇“新建任務”命令，建立一個周期型任務，如圖4-5所示。新建一個事件觸發(fā)型任務，如圖4-6所示。（2）創(chuàng)建程序或設備相位按順序創(chuàng)建的程序或設備相位，將是控制器運行時執(zhí)行的順序。右鍵單擊“MainTask”，彈出菜單如圖4-7所示。單擊“新建Program”，打開界面如圖4-8所示。單擊“新建設備相位”（見圖4-7），打開界面如圖4-9所示。（3）創(chuàng)建例程在新創(chuàng)建的每個程序中，僅有程序區(qū)的數(shù)據(jù)庫。只有默認的MainTask下的MainProgram有一個默認的主

5、控例程，其他例程需要創(chuàng)建，如圖4-10所示。選中“MainProgram”，右鍵單擊“屬性”，在打開的界面中選擇“配置”選項卡，如圖4-11所示。3 3數(shù)據(jù)文件創(chuàng)建數(shù)據(jù)文件創(chuàng)建（1）數(shù)據(jù)庫結構雙擊“控制器標簽”，選擇“編輯Tags”選項卡，如圖4-12所示。單擊“顯示”，可以進入定義標簽的過濾器，如圖4-13所示，通過過濾器可以過濾大量的數(shù)據(jù)，選擇出需要的數(shù)據(jù)。（2）建立標簽在“編輯Tags”頁面輸入標簽名，如圖4-14所示。選擇的數(shù)據(jù)類型有基本數(shù)據(jù)類型、預定義結構數(shù)據(jù)類型、自定義結構類型，數(shù)組維數(shù)最多可達到三維，如圖4-15所示。選中標簽選項，單擊鼠標右鍵，可對標簽進行詳細編輯，編輯菜單如圖

6、4-16所示。（3）建立自定義數(shù)據(jù)結構和標簽字符串有默認的82字符的結構，如圖4-17所示。例如，一個變頻器相關的新建用戶自定義數(shù)據(jù)類型DRIVER的結構數(shù)據(jù)如圖4-18所示。建立了一個用戶自定義數(shù)據(jù)結構，在選擇數(shù)據(jù)類型時，可以找到用戶自定義的DRIVER數(shù)據(jù)類型，如圖4-19所示。4 4梯形圖例程的編輯梯形圖例程的編輯在工程開發(fā)中，根據(jù)實際控制工藝過程，先建立梯形圖程序的邏輯結構，然后輸入指令和地址。在編輯梯形圖界面的上方有分類的指令欄，可以從中選擇需要的控制指令，直接拖到需要放置的位置，如圖4-20所示。編輯好的梯形圖完全被接收后，會變?yōu)閷嵕€；如果沒有完全被接收，則前面會有一個大寫或小寫的

7、字母，含義如表4-1所示。5 5用戶應用程序和項目文件格式用戶應用程序和項目文件格式用戶應用程序和項目文件有兩種存放格式，如圖4-21所示。在“Controller管理器”中選中“控制器”，右鍵單擊“屬性”按鈕，打開界面如圖4-22所示。在“常規(guī)”頁面中，可以看到項目建立時的設置，還可以單擊“更改Controller”按鈕進行修改，如圖4-23所示。1 1串行端口組態(tài)串行端口組態(tài)在ControlLogix PLC系統(tǒng)中，可以使用串口作為默認編程口，如圖4-24所示。2 2系統(tǒng)協(xié)議系統(tǒng)協(xié)議“系統(tǒng)協(xié)議”頁面如圖4-25所示。3 3用戶協(xié)議用戶協(xié)議用戶協(xié)議實際就是ASCII碼模式，當控制器與ASCI

8、I碼設備連接時，串口被設置為該協(xié)議模式，頁面如圖4-26所示。4 4高級設置高級設置高級設置的參數(shù)決定著系統(tǒng)高層管理時間片，影響著系統(tǒng)的通信性能。進入高級設置頁面，如圖4-27所示。5 5輕微故障輕微故障控制器故障分為嚴重故障和輕微故障。一般情況下，嚴重故障多是硬件引起的故障，會停機；輕微故障不影響運行，不會停機。故障原因可以通過控制器屬性查看，嚴重故障查看頁面如圖4-28所示。當排除嚴重故障后，單擊“清除嚴重故障”按鈕，控制器重新投入正常工作狀態(tài)。輕微故障查看頁面如圖4-29所示。6 6SFCSFC執(zhí)行執(zhí)行對SFC進行全局的組態(tài)，關聯(lián)著SFC例程的組態(tài)和編程。進入SFC執(zhí)行頁面，如圖4-30

9、所示。帶有非易失性內存的控制器可以將項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況下插入標準CF卡，用于存儲項目文件。進入“非易失性內存”頁面，如圖4-31所示。8 8內存內存內存使用情況的評估如圖4-32所示。9 9冗余設置冗余設置只有L55和L6X控制器才有冗余設置功能，設置頁面如圖4-33所示。單擊“高級”按鈕，可顯示數(shù)據(jù)標簽和邏輯程序空間占用的比例，即控制器剩余空間運用的分配情況，如圖4-34所示。1010文件文件項目文件的相關信息如圖4-35所示。1111日期日期/ /時間時間“日期/時間”頁面顯示控制器內置的系統(tǒng)日期和時間，如圖4-36所示。1 1任務

10、屬性任務屬性在RSLogix5000應用開發(fā)軟件環(huán)境中，右鍵單擊“屬性”，可打開任務監(jiān)控屬性頁面，如圖4-37所示。2 2任務執(zhí)行的監(jiān)控任務執(zhí)行的監(jiān)控進入任務執(zhí)行監(jiān)控頁面，如圖4-38所示。3 3設備階段執(zhí)行的監(jiān)控設備階段執(zhí)行的監(jiān)控進入設備階段執(zhí)行監(jiān)控頁面，如圖4-39所示。在RSLogix5000應用軟件開發(fā)環(huán)境中，右鍵單擊“輸入/輸出配置”，選擇“新建Module”命令，打開頁面如圖4-40所示。（1）建立模塊在數(shù)字量模塊選擇列表中，選擇數(shù)字量輸入模塊1756-IB16，雙擊后顯示如圖4-41所示頁面。為模塊選擇一個相適應的主要版本，如果版本不合適，項目下載后會出現(xiàn)警告，不能建立通信連接。

11、選擇合適的版本后，進入模塊組態(tài)配置頁面，如圖4-42所示。（2）模塊信息模塊信息頁面顯示的是從對應槽號的模塊采集來的數(shù)據(jù)信息，如圖4-43所示。（3）連接進入模塊連接頁面，如圖4-44所示。（4）配置進入模塊組態(tài)配置頁面，如圖4-45所示。（5）模塊在控制器數(shù)據(jù)區(qū)域的標簽在項目中建立數(shù)字量輸入模塊1756-IB16后，產(chǎn)生的I/O數(shù)據(jù)結構標簽如圖4-46所示。（1）建立模塊在數(shù)字量模塊選擇列表中，選擇數(shù)字量輸出模塊1756-OB16D，雙擊后顯示如圖4-47所示頁面。選擇合適的版本后，進入模塊組態(tài)配置頁面，如圖4-48所示。（2）模塊信息模塊信息頁面顯示的是對應槽號的輸出模塊的數(shù)據(jù)信息，如圖4

12、-49所示。（3）連接進入模塊連接頁面，如圖4-50所示。（4）配置進入模塊組態(tài)配置頁面，如圖4-51所示。（5）診斷數(shù)字量輸出模塊的診斷功能主要包括鎖存的故障信息復位、電子過載保護復位。進入模塊診斷頁面，如圖4-52所示。（6）脈沖測試進入模塊脈沖測試頁面，如圖4-53所示。（7）模塊在控制器數(shù)據(jù)區(qū)域的標簽在項目中建立數(shù)字量輸出模塊1756-OB16D后，產(chǎn)生的I/O數(shù)據(jù)結構標簽如圖4-54所示。（1）建立模塊在模擬量模塊選擇列表中，選擇模擬量輸入模塊1756-IF6I，雙擊后顯示如圖4-55所示頁面。（2）連接進入模塊連接頁面，如圖4-56所示。（3）配置進入模塊配置頁面，如圖4-57所示

13、。（4）報警配置進入模塊報警配置頁面，如圖4-58所示。（5）校準模塊使用一段時間后，受到溫度、濕度、電壓等影響，信號會產(chǎn)生漂移，A/D轉換的精度會降低，可以對模塊通道進行校準，以保持信號的準確度。進入模塊校準頁面，如圖4-59所示。（6）模塊在控制器數(shù)據(jù)區(qū)域的標簽在項目中建立模擬量輸入模塊1756-IF6I后，產(chǎn)生的I/O數(shù)據(jù)結構標簽如圖4-60所示。（1）建立模塊在模擬量模塊選擇列表中，選擇模擬量輸出模塊1756-OF6CI，雙擊后顯示如圖4-61所示頁面。（2）連接進入模塊連接頁面，如圖4-62所示。（3）配置進入模塊配置頁面，如圖4-63所示。（4）輸出狀態(tài)進入模塊的輸出狀態(tài)頁面，如圖

14、4-64所示。（5）限制進入模塊的限制頁面，如圖4-65所示。（6）校準進入模塊的校準頁面，如圖4-66所示。（7）模塊在控制器數(shù)據(jù)區(qū)域的標簽在項目中建立模擬量輸出模塊1756-OF6CI后，產(chǎn)生的I/O數(shù)據(jù)結構標簽如圖4-67所示。1 1CNBCNB模塊的組態(tài)配置和監(jiān)控模塊的組態(tài)配置和監(jiān)控（1）建立模塊在模塊選擇列表中，選擇CNB模塊，雙擊后的顯示頁面如圖4-68所示。（2）RSNetWorx進入RSNetWorx頁面，如圖4-69所示。（1）建立模塊在模塊選擇列表中，選擇ENBT模塊，雙擊后的顯示頁面如圖4-70所示。（2）連接進入模塊連接頁面，如圖4-71所示。（1）建立模塊在模塊選擇列

15、表中，選擇DNB模塊，雙擊后的顯示頁面如圖4-72所示。（2）掃描列表頁面進入“掃描列表”頁面，如圖4-73所示。（3）DNB模塊的數(shù)據(jù)結構在控制器中建立DNB模塊，產(chǎn)生位于控制器數(shù)據(jù)區(qū)域的I/O數(shù)據(jù)結構標簽。DNB模塊的輸入數(shù)據(jù)表如圖4-74所示。DNB模塊的輸出數(shù)據(jù)表如圖4-75所示。DNB模塊的狀態(tài)數(shù)據(jù)表如圖4-76所示。1 1趨勢曲線的建立趨勢曲線的建立在“Controller管理器”中的“趨勢”上單擊鼠標右鍵，如圖4-77所示。新建趨勢曲線頁面如圖4-78所示。單擊“下一步”按鈕，頁面如圖4-79所示。選擇要監(jiān)視的數(shù)據(jù)標簽，每個頁面最多可以同時監(jiān)視8個數(shù)據(jù)，單擊“完成”按鈕，頁面如圖

16、4-80所示。單擊“Chart Properties”命令進入組態(tài)頁面，如圖4-81所示。如果選擇圖表類型為“XY Plot”，將選擇采集數(shù)據(jù)中的一個作為X軸的變化值，另一個作為Y軸的變化值，這兩個參數(shù)構成趨勢曲線，如圖4-82所示。（1）顯示組態(tài)頁面顯示組態(tài)頁面如圖4-83所示。（2）記錄筆組態(tài)頁面趨勢曲線的每一個監(jiān)視數(shù)據(jù)對應了一個記錄筆，即監(jiān)視跟蹤數(shù)據(jù)對象。記錄筆組態(tài)頁面如圖4-84所示。（3）X-Axis組態(tài)頁面進入X軸組態(tài)頁面，如圖4-85所示。（4）Y-Axis組態(tài)頁面進入Y軸組態(tài)頁面，如圖4-86所示。（5）Template組態(tài)頁面進入模板組態(tài)頁面，如圖4-87所示。單擊 按鈕，存

17、儲模板，如圖4-88所示。（6）采樣組態(tài)頁面趨勢曲線文件進行實時數(shù)據(jù)監(jiān)視時，采集的數(shù)據(jù)按照一定的格式存儲，這個格式是由采樣組態(tài)頁面設置的。進入采樣組態(tài)頁面，如圖4-89所示。（7）啟動觸發(fā)器頁面在趨勢曲線數(shù)據(jù)采集過程中，可以根據(jù)條件重新停止、重新啟動。進入啟動觸發(fā)器設置頁面，如圖4-90所示。進入停止觸發(fā)器設置頁面，如圖4-91所示。1 1生產(chǎn)者生產(chǎn)者/ /消費者數(shù)據(jù)通信模式（消費者數(shù)據(jù)通信模式（Producer/ConsumerProducer/Consumer）NetLink網(wǎng)絡采用的是生產(chǎn)者/消費者數(shù)據(jù)通信模式，這是基于工業(yè)控制需求開發(fā)的先進的通信模式，與傳統(tǒng)的源/目標數(shù)據(jù)通信模式有很大

18、不同。傳統(tǒng)的PLC控制器采用的數(shù)據(jù)通信模式是源/目標通信模式，是以節(jié)點地址為中心的編碼方式。在這種模式下，同一時間，只有一臺設備與另一臺設備之間傳送數(shù)據(jù)，將單一報文分別傳輸?shù)礁鱾€相關設備，其余設備均處在等待狀態(tài)或閑置狀態(tài)，依靠設備之間的響應構成連接，并實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸。DH+網(wǎng)絡和主從結構的RI/O通信鏈都屬于這一類數(shù)據(jù)通信模式。這種模式的網(wǎng)絡確定性、可重復性較差，比較適合于點對點的通信，其結構如圖4-92所示。通信模式示意圖如圖4-93所示。ControlLogix PLC系統(tǒng)的NetLink網(wǎng)絡就是這一類型的數(shù)據(jù)通信模式。這種模式可實現(xiàn)點對點、多點或廣播通信，可以有效地利用網(wǎng)絡帶寬，提高網(wǎng)絡傳

19、輸效率，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的精確同步，其結構如圖4-94所示。通信模式示意圖如圖4-95所示。兩個控制器之間進行Produced/Consumed的數(shù)據(jù)傳輸，可以通過背板傳送，也可以通過ControlNet網(wǎng)絡和EtherNet網(wǎng)絡傳輸，但只能在同一個網(wǎng)絡中進行數(shù)據(jù)傳輸。 Produced/Consumed建立的標簽必須創(chuàng)建在控制器區(qū)域。傳輸數(shù)據(jù)的標簽不能超過500B，如果是通過ControlNet網(wǎng)絡的Consumed數(shù)據(jù)標簽則不能超過480B，這主要取決于ControlNet網(wǎng)絡數(shù)據(jù)包的尺寸。如果Produced幾個數(shù)據(jù)到同一個控制器，將幾個數(shù)據(jù)合并在一個用戶自定義結構的數(shù)據(jù)標簽中，這樣可以減少連接

20、數(shù)，合并后的數(shù)據(jù)會用相同的RPI。Produced/Consumed的數(shù)據(jù)標簽只能使用DINT和REAL，或它們的數(shù)組，或者用戶自定義結構數(shù)據(jù)，因為對外操作數(shù)據(jù)必須是32位的數(shù)據(jù)。Produced的標簽和Consumed的標簽數(shù)據(jù)格式必須一致，才能確保數(shù)據(jù)的準確。當控制器Produced要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)，與非CntrolLogix的對方設備的數(shù)據(jù)結構不匹配時，為避免出現(xiàn)偏差，可將數(shù)據(jù)組合在用戶自定義結構中，再進行傳輸。當數(shù)據(jù)包大于32位時，Produced和Consumed雙方都使用CPS指令進行緩沖，以獲得數(shù)據(jù)的同步。Consumed的RPI必須大于等于網(wǎng)絡NUT。如果幾個Consumed請求同

21、一個Produced，則會以最小的RPI為準。為減輕網(wǎng)絡負擔，應盡可能地減少Produced/Consumed的運用次數(shù)，將多個數(shù)據(jù)進行打包傳輸。確定Consumed的實際數(shù)目與Produced中組態(tài)的數(shù)目一樣，否則將無效地占用連接。如果兩個控制器之間建立了多個Produced/Consumed的連接，只要一個連接失敗，所有的連接都會連著失敗。Produced/Consumed通信模式與MSG指令的主要功能異同如表4-2所示。1 1預定性數(shù)據(jù)交換方式預定性數(shù)據(jù)交換方式下面按照圖4-96所示建立Produced/Consumed標簽。（1）建立Produced標簽在RSLogix5000應用開發(fā)

22、軟件的編程環(huán)境中創(chuàng)建Produced標簽。右鍵單擊“控制器標簽”，在彈出菜單中選擇“新建標簽”命令，進入標簽建立頁面。在“類型”項中選擇“生產(chǎn)型”，如圖4-97所示。單擊“連接”按鈕，進入連接組態(tài)頁面，如圖4-98所示。（2）建立Consumed標簽右鍵單擊“控制器標簽”，在彈出菜單中選擇“新建標簽”命令，進入標簽建立頁面。在“類型”項中選擇“消費”，單擊“連接”按鈕，進入連接組態(tài)頁面，如圖4-99所示。連接狀態(tài)如圖4-100所示?？刂破髦g的非預定性數(shù)據(jù)交換通過執(zhí)行MSG指令來實現(xiàn)，如圖4-101所示。外部信息緩沖區(qū)數(shù)據(jù)交換示意圖如圖4-102所示。1 1非連接緩沖區(qū)非連接緩沖區(qū)（1）發(fā)送隊

23、列（2）接收隊列接收隊列有3個位置存儲接收的信息。使用接收隊列的連接主要包括以下內容：接收Cache連接信息指令初始化工作；接收Uncache連接信息指令；接收通過DH+網(wǎng)絡的數(shù)據(jù)；接收CIP Generic信息指令；接收來自于ControlNet PanelView的讀/寫請求（非連接信息）；接收來自EtherNet PanelView的讀請求的初始化工作（連接信息）；接收來自EtherNet PanelView的寫請求（非連接信息）；接收來自RSLogix5000在線連接初始化的請求信息；接收來自RSLinx連接的初始化工作。2 2CacheCache緩沖區(qū)緩沖區(qū)（1）Cache緩沖區(qū)Ca

24、che緩沖區(qū)（Cache Buffers）主要用于實現(xiàn)固定連接的塊傳輸和MSG指令，分為兩個存儲連接區(qū)域，其中一個用于塊傳輸，一個用于CIP讀/寫的MSG指令。它們各占用32個存儲區(qū)域。（2）MSG指令的Cache緩沖區(qū)運行原則大部分MSG指令會用到Cache緩沖區(qū)，其基本運行原則如下：信息指令的Message標簽必須建立在控制器數(shù)據(jù)區(qū)域，且不能是數(shù)組。控制器最多可同時支持32條Cache MSG指令運行。雖然網(wǎng)絡數(shù)據(jù)包的尺寸是有限制的（ControlNet網(wǎng)絡為500B，DH+網(wǎng)絡為244B），但控制器卻可以在單一的MSG指令中傳輸大量的數(shù)據(jù)。1 1創(chuàng)建設備階段創(chuàng)建設備階段一個設備階段主要包

25、括以下內容：一個本設備階段的內部專用數(shù)據(jù)庫；最多6個狀態(tài)子例程；一個狀態(tài)模板；一個位于控制器區(qū)域的標簽；一個預狀態(tài)子例程，可作為主控啟動程序運行；可被狀態(tài)例程或子例程調用的其他子例程。2 2狀態(tài)模板的基本結構狀態(tài)模板的基本結構狀態(tài)模板將設備的運行周期分為一系列狀態(tài)，每個狀態(tài)是設備操作的一個環(huán)節(jié)。狀態(tài)模板中只有兩種狀態(tài)，如表4-3所示。狀態(tài)模板的基本結構如圖4-103所示。5.1 PLC5.1 PLC冗余控制系統(tǒng)概述冗余控制系統(tǒng)概述5.2 5.2 羅克韋爾羅克韋爾PLCPLC冗余控制系統(tǒng)架構冗余控制系統(tǒng)架構5.3 5.3 羅克韋爾羅克韋爾PLCPLC冗余控制系統(tǒng)設計冗余控制系統(tǒng)設計如圖5-1所示為冗余系統(tǒng)示意圖。1 1冗余控制系統(tǒng)和熱備用系統(tǒng)冗余控制系統(tǒng)和熱備用系統(tǒng)所謂“冗余”系統(tǒng)，是指整個PLC控制系統(tǒng)由兩套完全相同的系統(tǒng)組成，其中一套在系統(tǒng)正常工作時并不需要，如圖5-2所示。在熱備用（Hot）系統(tǒng)中，兩臺CPU用通信接口連接在一起，均處于通電狀態(tài)，如圖5-3所示。 軟件冗余系統(tǒng)中PLC內部的運行過程如圖5-4所示。2 2冗余控制系統(tǒng)架構冗余控制系統(tǒng)架構在羅克韋爾PLC冗余控制系統(tǒng)中，可以使用確定性網(wǎng)絡通信和非確定性網(wǎng)絡通信，如圖5-5所示。3 3冗余控制系統(tǒng)分類冗余控制系統(tǒng)分類（1）介質冗余在使用冗余介質的PLC冗余控制系統(tǒng)中，需要使用17