罗克韦尔ControlLogix系统硬件体系架构PPT教案

非易失 内存 无 无 无
无
750KB 1.5MB 3.5MB 64MB 64MB 64MB
最大 功耗
5V背板电流
5.6W 5.6W 5.7W 6.3W 5.6W 5.6W 5.7W 3.5W 3.5W 3.5W
1.23A 1.23A 1.25A 1.48A 1.23A 1.23A 1.25A 1.2A 1.2A 1.2A
2.3 罗克韦尔ControlLogix系统的主要模块及 功能
ControlLogix系列PLC系统的主要部件如表2-1所示。
2.3 罗克韦尔ControlLogix系统的主要模块及 功能
ControlLogix PLC系统的实物如图2-4所示。
2.4 系统的I/O架构
1．单处理器本地I/O架构 一个最小的单处理器本地ControlLogix PLC系统由一个机架背板（chassis）、 一个电源、一个处理器模块、一个I/O模块组成。 模块在机架背板内任意排列，机架内的各模块通过背板无源数据总线传递数 据，如图2-5所示。
2.1 罗克韦尔ControlLogix系统的产品线介绍
4．DriveLogix控制器 DriveLogix控制器是专用于变频驱动器的控制器，可以减少控制层和变频驱动 器之间的通信，将相关的逻辑控制直接放在变频驱动器上，适用于传动系统结构。 5．SoftLogix控制器 SoftLogix控制器是基于PC平台的控制器，把控制和信息组合在一个单元中，适 用于以数据为中心的应用。 6．ProcessLogix 控制器 ProcessLogix控制器是小型DCS系统控制器，与ControlLogix控制器共用1756的框 架及其I/O模块，这两种控制器可以构成混和系统，实现DCS与PLC的无缝连接及信 息交换。
2.5 ControlLogix PLC系统的控制器
（4）控制器结构 ControlLogix控制器的结构如图2-11所示。
2.5 ControlLogix PLC系统的控制器
4．控制器内存结构 随机存储器（RAM）由一系列寄存器阵列组成。这种存储器可以进行读、写操 作。 只读存储器（ROM）有两种，一种是不可擦除ROM，这种存储器只能写入一次 ，不能改写；另一种是可擦除EPROM和EEPROM，这种存储器擦除后还可以重写。 ControlLogix系列PLC控制器的内存主要分为基本内存和扩展内存，且所有内存元 件均在电路板上，不需要配置额外的芯片。
2.5 ControlLogix PLC系统的控制器
5．控制器的连接容量 控制器对外的数据交换统称为信息的连接，也就是通常所说的PLC可以带I/O的 能力，分为静态连接和动态连接两种。 一个ControlLogix控制器的最大可连接容量为250个，通常占用连接情况如下： 本地机架中的I/O模块，每块占用1个连接。 远程机架中非离散量模块各占用1个连接。 远程机架非优化离散量模块各占1个连接。 远程同一个机架所有的优化离散量模块共占1个连接。 每块DH/RIO模块占用1个连接。 每块DNB模块占用2个连接。 每个RIO 的适配器占用1个连接。 每个Produce占用1个连接，对应Produce Tag外部每一个Consume Tag占用1个 连接。 控制器中的每一个Consume Tag占用1个连接。 每条MSG指令占用1个连接，可以通过取消MSG指令中的Cache Connection功 能来释放非执行中的MSG连接。
罗克韦尔ControlLogix系统硬件体系架 构
会计学
1
2.8 模拟量输入/输出模块 2.9 ControlLogix系统的I/O模块工作模式 2.10 ControlLogix系统的网络通信模块 2.11 ControlLogix系统的专用模块 2.12 ControlLogix系统的机架背板 2.13 系统组态
2.6 ControlLogix PLC系统的电源模块
1．基本介绍 ControlLogix PLC系统的电源模块主要有两种作用：一是向底板提供直流电源 ，为CPU、I/O模块、通信模块和专用功能模块等提供电源；二是保护系统免受噪 声杂波和额定电压摆动影响。 电源模块可以分为标准电源模块和冗余电源模块。 （1）标准电源模块 标准电源模块主要包括1756-PA72、1756-PB72、1756-PA75、1756-PB75、 1756-PC75、1756-PH75。标准电源模块直接安装在机架左端。
2.5 ControlLogix PLC系统的控制器
（1）基本内存 基本内存长度固定，存储来自背板、控制器与外部设备通信的交换数据，主 要包括： 初始化操作系统用的43KB。 I/O模块交换数据。这是建立I/O模块时产生的模块结构数据。 I/O强制数据表。这是建立I/O模块时产生的列表。 Produced/Consumed标签交换数据。这是建立Produced/Consumed标签产生 的。 信息数据缓冲区。这是各种信息交流活动极为活跃的动态区域。 （2）扩展内存 扩展内存是用户根据实际需求，选择不同容量的内存，存储用户程序、内部 数据、RSLinx直接访问的数据等。
2.5 ControlLogix PLC系统的控制器
2．控制器的型号分类及主要技术参数 ControlLogix系列PLC的型号分类及主要技术参数如表2-2所示。
控制器 系列号
1756-L55M12 1756-L55M13 1756-L55M14
1756-L55M16 1756-L55M22 1756-L55M23 1756-L55M24
2.5 ControlLogix PLC系统的控制器
（1）状态指示灯 控制器面板上的状态指示灯可以直观地显示控制器一些重要的状态信息，用户 在不使用编程终端的情况下，也能了解控制器的工作情况。
（2）钥匙开关 钥匙开关可以选择控制器的本地工作 状态，共有3个选择挡位。 （3）通信串口 控制器的通信串口主要用于在编程时 传输应用程序的。 串口的连接方式如图2-10所示。
1756-L61 1756-L62 1756-L63
内 数据和逻辑
内存
750KB
存
I/O 内存
208KB
1.5MB
208KB
3.5MB 7.5MB，用于数据的
≤3.5MB
750KB
208KB 208KB 208KB
1.5MB
208KB
3.5MB
208KB
2MB
478KB
4MB
478KB
8MB
478KB
24V背板电流
0.014A 0.014A 0.014A 0.014A 0.014A 0.014A 0.014A 0.014A 0.014A 0.014A
2.5 ControlLogix PLC系统的控制器
3．控制器面板 ControlLogix系列PLC控制器如图2-9所示。其前面板上有一些与操作及状态显 示有关的模式选择开关和LED（发光二极管）状态/故障显示灯。
2.5 ControlLogix PLC系统的控制器
不同类型控制器的结构是不同的，其CPU执行的任务和内存存储的内容不同 ，它们之间的关系也不同，如图2-8所示。
2.5 ControlLogix PLC系统的控制器
（1）逻辑CPU 逻辑CPU系统高层管理的内容主要包括： 操作系统的操作执行； MSG的信息处理； 串口通信； 连接信息的管理。
2.6 ControlLogix PLC系统的电源模块
标准电源模块的主要技术参数如表2-3所示。
2.6 ControlLogix PLC系统的电源模块
（2）冗余电源模块 冗余电源模块主要包括1756-PA75R和1756-PB75R。其主要技术参数如表2-4所 示。
2.2 罗克韦尔ControlLogix系统的控制功能和 主要性能特点
2．主要性能特点 （1）Logix处理器的功能强大。 （2）创新的机架和背板采用最大可用性设计，使用生产者/消费者（ Producer/ Consumer）技术的无源多主数据总线。 （3）支持ControlNet、DeviceNet等标准工业现场总线，兼容Hart过程仪表总 线协议，同时提供与各类第三方控制系统的广泛接口。 （4）支持开放的100Mbps EtherNet/IP网络，控制系统和上位机可以组成多服 务器/多客户端模式的实时监控系统。 （5）在EtherNet/IP、ControlNet和DeviceNet各层网络中采用统一的CIP协议， 该协议可以区别对待实时控制数据和非实时监视/组态数据，保证了工业控制的实 时性和确定性。 （6）用户通过软件刷新，即可实现包括处理器在内的各种模块的升级。 （7）系统的所有模块，包括I/O模块均为智能化模块，均可带电插拔。
2.5 ControlLogix PLC系统的控制器
（2）背板CPU 背板CPU主要负责外部数据交换的操作，访问I/O内存。 背板CPU的优先级别比逻辑CPU更高。当背板CPU有新的外来数据要刷新基本 内存的数据缓冲区时，可以中断逻辑CPU正在进行的数据通信，先刷新数据缓冲 区。 控制器的内存中总有一部分是用做信息缓冲区的，存储动态连接信息，作为 系统运行时信息交换的临时存储区。主要存储的信息包括： 信息处理过程的进出队列； RSLinx数据处理的标签组； 在线编辑时的临时存储； 趋势图的数据缓冲区。
2.2 罗克韦尔ControlLogix系统的控制功能和 主要性能特点
1．控制功能 （1）顺序控制 （2）过程控制 （3）驱动控制 （4）运动控制
ControlLogix系统的功能结构如图2-2所示。
2.2 罗克韦尔ControlLogix系统的控制功能和 主要性能特点
ControlLogix平台不仅技术领先，而且有多种解决方案，集成简易，在能源电 力、冶金、市政、基础设施、水处理、烟草、消费品制造、造纸、石化、油气输 送、交通、地铁、汽车、采矿等各个行业中都有广泛应用，如图2-3所示。
2.5 ControlLogix PLC系统的控制器
6．通信数据的同步机制 背板CPU将交换的I/O数据和Produced/Consumed标签放在基本内存区域。逻辑 CPU在执行程序使用到I/O地址时，也会访问同一内存区。逻辑CPU和背板CPU是相 互独立工作的，背板CPU的优先级高于逻辑CPU。背板CPU可以中断正在访问基本内 存区域的逻辑CPU，以刷新数据，如图2-12所示。
2.4 系统的I/O架构
2．多处理器本地I/O架构 在同一个ControlLogix机架背板内安装多个处理器，可以使每个处理器独立执行 各自的控制任务。但是，在多处理器本地I/O架构中要进行系统规划，为每一个I/O 指明宿主控制器。 多处理器本地I/O架构如图2-6所示。
2.4 系统的I/O架构
2.1 罗克韦尔ControlLogix系统的产品线介绍
产品线如图2-1所示。
2.1 罗克韦尔ControlLogix系统的产品线介绍
1．ControlLogix控制器 ControlLogix控制器适用于大规模的控制系统，可以控制大量的I/O点，具有极 强的网络通信功能。 2．CompactLogix控制器 CompactLogix控制器较适合于几百个控制点的工作站级的小型PLC系统，将逐 渐替代SLC500系列PLC。 3．FlexLogix控制器 FlexLogix控制器是从1794系列的适配器发展而来的，广泛应用于分布式控制系 统。一个简单的FlexLogix系统包含一个控制器和最多8个输入/输出模块。
3．远程或分布式I/O架构 对于需要I/O远程分站，或控制点数比较分散，实时性和经济性都有比较严格 要求的应用，ControlLogix系统提供了远程或分布式I/O体系结构解决方案。 远程或分布式I/O架构如图2-7所示。
2.5 ControlLogix PLC系统的控制器
1．基本介绍 从应用上来说，ControlLogix控制器的硬件主要包括控制器的CPU和内存两大 部件，它们的作用分别如下。 CPU：共有两个，一个是逻辑CPU，主要负责逻辑控制和数据处理；一个 是背板CPU，主要负责背板通信。 内存：可以分为基本内据，扩展内存主要存储用户的逻辑程序和内部数据。