15_特色控制网络技术

Controlnet三层结构： 管理层、控制层、现场设备层
Controlnet简介
Controlnet简介
它为对等通信提供实时控制和报文传送服务。它作为控 制器和I/O设备之间的一条高速通信链路， 综合了现有各种网 络的能力，是一种最现代化的工业网络。主要用于PLC与计 算机之间的通信网络。它可连接拖动装置、串并行设备、PC、 人机界面等。包含于Controlnet系统的控制设备都是复杂控 制设备，比如可编程逻辑控制器PLC、HMI以及基于PC的控 制器。它还可以沟通逻辑控制和过程控制系统。 该网络总线速率为5Mbps，在端到端总长为250m的距 离内，网络可支持的最大节点数为48个。总线拓扑结构可以 是星型、树型、总线型或是这３者之间的任意组合。能够使 用的中继器数目只受到系统延迟时间的限制，使用中继器， 最大的端到端传输距离使用同轴电缆为3km，使用光纤传输 可以达到30Km，并且支持冗余结构。

WorldFIP基于FIP协议，其最初由法国于80年代 开发，并成为法国国家标准UTE C46（1、2、7层）。 WorldFIP 协 议 采 用 IEC/ISA SP50 物 理 层 （IEC 1158-2，支持总线冗余），选择FIP数据链路层 和应用层，符合ISA SP50用户层子集。提供传感器/执 行器与PLC、控制器之间的连接。WorldFIP提供高速 确定性控制和双冗余网络。 WorldFIP是即将出台的IEC 1158/ISA SP50.02最接近 的方案。
ControlNet设备


3. 基于PC的控制器系列 SoftLogix5800系列，RSLogix5000软件编程，PCI格式的通讯 卡(DeviceNet扫描器，ControlNet扫描器，EtherNet／IP通讯 卡，运动控制卡等)，ISA／EISA总线扫描器卡，IOLinx系列软 件。 PCI扫描器卡，能够维护重要的网络规划和组态参数，备份网络 上的其他数据，标准的即插即用型本地PCI总线卡，兼容当前所 有的吏面计算机和工业终端，ISA／EISA总线扫描器卡双BNC接 头，支持介质冗余，通过LED组态指示灯的显示可以观察网络和 控制卡的诊断信息SoftLogix5800软件，多个编程选项简化维护 和升级工作，多种灵活可选的I／O和网络，多个MMI(人—机界面 )选项。
系统构成
Controlnet简介
它提供如下功能：
对在同一链路上的I/O、实时互锁、对等通信报文传送和编
程操作，均具有相同的带宽。 对于离散和连续过程控制应用场合，均具有确定性和可重复 性功能。 它作为ControlLogix的通信背板，构成新一代控制器，能 同时完成逻辑、过程、拖动和运动控制。
Interbus的各种性能参数非常贴近汽车生产实际的需要，是最早进 入汽车工业的现场总线，现在也是世界汽车行业最受欢迎的现场总 线，其传统的应用领域就是汽车工业。Interbus作为自动化控制的 解决方案被应用到各种领域，例如物流、造纸、印刷、食品和饮料 、楼宇自动化、木材加工、装配和机器人应用、机械工程、工厂自 动化、以及过程控制。应用的工程数量达到78万多个，应用节点数 量居全球第二。在汽车、物流等许多领域占领着绝对的市场份额
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2. PLC与SLC控制器系列 PLC-5可编程控制器内置ControINet通讯,,通过ControINet口， 提供高速通讯能力,允许处理器输入中断和可选的定时中断。 SLC扫描器口适配器模块，性能最佳的网络扩展远程I／0解决方 案—增强的系统性能适宜于SLC逻辑监视的故障设备的出错诊断 列表。 PLC-5热备系统，提供高性能的、确定性的数据传递，控制程序 在主控制器和后备控制器中同步执行．包括两种模式的热备操作 ：同步和异步SLC报文发送模块，程序上传／下载，支持 RSView等用户人—机界面软件实现数据采集。
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4. I／0框架型和模块型 FLEXI／0系列，每个适配器可连接多达128点离散I／0或64个模拟通道。可以对故障 或是移走的I／0模块进行诊断．独立的部件，可以任意混合使用不同I／0类型，减少 了外部接线端子成本，短路保护，本质安全模块。 1771 PLC-5机架I／0，多个控制器和终端能够共享模块输入数据，品种齐全包括各 种特殊应用模块。 1746 SLC-500 I／0，可以与PLC5热备系统配合使用，具有节点地址和模块，组态显 示，SLC机架供电。 ControlLogix 1756 I／0，无需硬件设置开关 完全的软件逐点组态，可软件逐点组态 的浮点数和工程定标，模块自行计算，无需编程，不占用处理器资源，完全带电拔插 ，减少停机日寸间，适用于ControlLoqix和ProcessLoqix控制器。 1734 Point I／0，2至4点的I／0密度您精打细算，ControlNet适配器支持冗余介质和 网络接入口(NAP)，通过Control、DeviceNet、Profibus／DP等适配器灵活扩展， 小尺寸，大身手：带电拔插，逐点指示和诊断，多种I／O类型和接线端子，电子模块 和接线段子底座可分离设计
几种控制网络的特色技术
9.1 Controlnet简介
ControlNet基础技术是美Rockwell Automation公司自动化 技术研究发展起来的。1995年10月开始面世，1997年7月由 Rockwell等22家企业发起成立ControlNet国际化组织(CI)， 是个非赢利独立组织，主要负责向全世界推广ControlNet技 术（包括测试软件）。目前已有50多个公司参加，如ABB Roboties 、Honeywell Inc.、日本横河、东芝、Omron等 大公司。 ControlNet现场总线得到美国Rockwell公司支持。它采用了 一 种 新 的 通 信 模 式 ： 生 产 者 / 客 户 （ Producer/Consumer model）模式。这种模式允许网络上的所有节点，同时从单 个数据源存取相同的数据。这种模式最主要的特点是增强了 系统的功能，提高了效率和实现精确的同步。
欧洲大型强子 对撞机(LHC)
寻找能量之源 大型强子对撞机旨 在借助总能量达7 万亿电子伏特的质 子流对撞模拟宇宙 大爆炸 后最初状态 ，以便对宇宙起源 和各种基本粒子特 性展开深入研究， 包括“寻找”希格 斯波色子以及研究

WorldFIP: World Factory Instrument ation Protocol
ControlNet：高速、确定和可重复的性能
ControlNet设备

1. ControlLogix，ProcessLogix，FlexLogix系列 1756系列ControlLogix55xx控制器，集成多种控制功能：顺序控制控制 、传动控制和过程控制。网络的桥接无需控制器。高速控制平台上的高速 数据传输。 1757系列ProcessLogix控制器，5兆数据速率的高吞吐量工业网络。使用 扩展的诊断方法，维护简单，多点传输(Multicast)特性允许多个控制器共 享输入数据，可选的网络冗余，增加可靠性。 1794系列FlexLogix 54xx控制器，面向分布式控制的中小型系统，无与伦 比的灵活性，与ControlLogix等同样采用RSLoqix5000编程，多种编程语 言支持，就地安装可以扩充多达16个FlexI／0模块，可以安装任何两个可 选的ControlNet(可选同轴或者光纤介质)、DeviceNet或者 lOOMbpsEtherNet／IP。扩展现场I／O和智能设备，通过ControlNet或 者EtherNet／IP，实现对等通讯、数据采集、程序下载或者实时互锁。
Controlnet简介
尽管ControlNet采用了比其他自动和控制网络更大的带宽， 它并不能作为传统意义上的宽带网络来使用。实际上，这种 差异使该网络成为ห้องสมุดไป่ตู้业控制应用中比较成功的系统。这种特 色差异就在于ControlNet是确定性的。确定就意味着网络上 的设备和控制器都是在预定的时刻进行通讯的。这与宽带通 讯网络不同，在宽带网络中，设备会试图等待网络为其分配 特定的机会来进行通讯。ControlNet中的每一个部件都已经 提前确定好了通讯时刻和时长。由于ControlNet是确定性的， 因此它非常稳定和可靠，特别适用于对时间要求较高的工业 应用。该系统的核心设计思想同样要求信号传输不被中断且 高速进行。
WorldFIP产品结构

一个WorldFIP设备可简单、可复杂，可以是传感器、执行器，也可以是 I/O模块或处理单元（PC、PLC等）。整体结构如图所示：
WorldFIP网络管理与Internet技 术的融合

WorldFIP的消息帧有256字节，可以很容易地 处理最少20字节的IP头帧，并为无分组的应用 数据留下了很大的空间。WorldFIP也有足够 的带宽（1Mbit/s, 2.5Mbit/s）以传递消息。 WorldFIP还满足Internet传输和实时自动化传 输互不干扰的要求，这是因为它能在同一条总 线上传输实时变量的同时又能传消息，这一特 点为WorldFIP所独有。
9.3 Interbus总线

Interbus总线是世界上最早的现场总线，早在1984就由 德国phoenix Contact公司研发，1987年正式在汉诺威 博览会上展出。由于该总线的广泛应用和快速发展，已 经先后成为德国DIN19258标准，EN50254欧洲标准和 IEC61158国际标准。
大型强子对撞机将实施最高能级对撞试验

大型强子对撞机实施迄今为止最高能级的质子流对撞试验，以模 拟１３７亿年前宇宙大爆炸之后的最初状态。总能量高达７万亿 电子伏特的两束质子流对撞试验将于３０日实施，完成对撞将花 费数小时甚至数天时间。 公报说，科学家希望通过在对撞机内实现极高能级的粒子对撞 ，模拟出与宇宙大爆炸之后最初状态类似的环境，从而对宇宙起 源和各种基本粒子特性展开深入研究。 科学界普遍认为，宇宙的２５％由暗物质组成，然而暗物质的 存在至今还无法被证实。大型强子对撞机位于日内瓦附近、瑞士 和法国交界地区地下１００米深处的环形隧道内，隧道总长约２ ７公里。２００８年９月正式启动几天后，该设备就因氦泄漏事 故而被迫停止运行，一年多之后才重新启动并实现重启后的首次 对撞。