ControlLogix数字量输入输出控制
用RSLogix5000编程软件创建ControlLogix项目和梯形图控制 变频器的
实验四创建ControlLogix项目和梯形图控制变频器的频率在本实验中，我们将利用RSLogix5000编程软件在ControlLogix处理器中创建一个项目。
我们将添加PowerFlex70变频器和简单的梯形图阶梯，来演示实际的控制过程。
本实验的主题：l创建一个ControlLogix项目l添加PowerFlex70变频器l观察RsLogix5000自动生成的对象数据模型l添加控制调节频率的阶梯l通过RsNetWorx组态ControlNet网络l PLC控制调节变频器频率上午的第一件事情，电气工程主管找到你，说他需要你在工厂的整体控制程序中添加一些PLC梯形图逻辑。
他只懂梯形图，因此他不希望你用功能块图来编程。
他说，工厂新添置了一台变频器并带ControlNet接口，他希望通过网络控制变频器，并不希望有任何的电气接线。
你知道这非常简单，并答应主管在午饭前完成。
这也使你下午有充分的时间尽情休息。
1.双击RSLogix5000图标。
出现如下画面：2.点击File(文件)à New(新建)。
你将会看到New Controller (新建控制器)画面。
起始槽号为0。
看一下框架，你会发现共有10槽，既然起始槽号为0，那么5555控制器（带有钥匙的模块）位于第四槽，即3号槽。
因此，填写画面，与下图一致，然后按OK。
现在我们已经创建了一个ControlLogix项目。
此时我们还没有与项目相关的任何I/O 模块，项目中也没有可执行的代码（如梯形图）。
你正在离线工作。
所作的任何改变都只限于软件中，并存储在计算机的硬驱中。
在进入到在线操作以前，这些变化并不能反映到5555控制器中。
下一件事情是要辨认我们想用在这个项目中的、插在本地背板上的I/O模块。
由于不能在线添加输入/输出模块，因此，现在（处于离线状态）正好可以添加模块（如下所述，暂时我们只添加两块模块）。
根据主管的要求，你需要添加模拟量输入模块和模拟量输出模块。
ControlLogix 系统介绍
7/22/98
Rockwell Automation Confidential
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使用数据标记别名并行开发项目
Logix5000 的标记别名能力能缩短开发时间和费用
没有完整的电气设计即可开发程序 创建一个可重用的程序库以在 1. 基于系统设备需要创建标记 多个项目中使用 为相同数据值定义多个名字以 改善文档
ControlBusTM 通过提供基于并行通讯网络的多主生产者/客户信 息打破了这种模式
将 ControlNetTM 生产者/客户技术直接应用于背板 (1 对 1, 1 对 多) 控制器不再作为控制中心 无需控制器干预背板上的任何设备即可和其它设备进行广播和通讯 提高了系统带宽和性能 构造控制系统具有更大的灵活性 让控制器专注于控制
I/O 数据能在控制器和/或操作员界面设备之间共享 I/O 共享为构造系统提供了更大的灵活性
Logix5550
RUN I/O RS232 BAT OK
O K
RUN
REM
PROG
DIAGNOSTIC
7/22/98
Rockwell Automation Confidential
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背板和网络 通讯
基于通讯的模板框架
250 个机架模板或数字 I/O框架的同步连接
Logix5550基于 I/O的连接 提供了增强的 I/O能力
32点数字量 I/O的250 x 17 槽框架具有 128,000 点的最大数字 量* 模拟量 I/O模板250 x 16 通道具有多达4000通道的模拟量I/O*
*根据所用的I/O模板和物理,I/O能力是不同的
数字量的输入输出控制方式
一、输入/输出接口
2.I/O接口电路 • （1）输入设备的I/O 接口要起到三态门的作用 • 在总线结构的微机系统中,任一时刻只能有一个设备利用 总线进行数据传送,输入设备的数据线应通过三态门与系 统相连.
一、输入/输出接口
• (2)输出设备的I/O 接口要起到锁存的作用 在总线结构的微机系统中,CPU送出的数据以广播 的形式在数据线上传出.CPU要利用总线不停的传 送数据,总线上的数据变化快,如何使慢速设备有足 够的时间处理数据?
二、CPU对输入/输出数据控制 的方式
• 4、DMA传送方式 • 实现方法:某个I/O设备需要传送时,经过DMA控制器 (DMAC)发出总线请求信号,CPU响应后暂停正在执行的 当前指令,交出总线控制权,DMAC接管总线,发出要访问 的存储器的地址及读(写)控制信号,同时也对该I/O设备 的数据端口发出读(写)控制信号,使存储器和I/O设备直 接通过数据总线完成传送.DMAC还可以进行地址修改和 字节计数,在一次请求得到响应后完成一批数据的传送,然 后撤销总线请求信号,CPU收回总线控制权,继续完成被打 断的指令。 • DMA传送方式的特点: • (1)外设和内存之间,直接进行数据传送,不通过CPU,传送 效率高.适用于在内存与高速外设、或两个高速外设之间 进行大批量数据传送。 • (2)电路结构复杂,硬件开销较大。
数字量的输入输出控 制方式
一、输入/输出接口
• 1.I/O接口的作用 • （1）实现信号的交换 • 一是实现信息性质的交换，因计算机使用的是数 字信号，而又些外围设备需要提供的是模拟信号， 两者必须通过接口进行交换；二是实现传输方式 的交换，因计算机内部的信息都是以并行方式进 行传送的，而进行计算机通信时，信号常以串行 方式传送，因此，I/O接口电路必须具有把串行数 据变换成并行传送的功能。
Controllogix 系统介绍
Controllogix 系统介绍Controllogix 集中了Logix 通用平台的多种优点---通用的编程环境、通用的通讯网络、通用的控制引擎---提供了一个既能满足您高性能应用需求又易于使用的环境。
Controllogix 在编程软件、控制器和输入输出诸方面的紧密集成降低了在试运行和正常操作的开发成本和时间。
◆Controllogix 系统以紧凑的、经济的产品提供离散控制、驱动控制、运动控制、过程控制、安全控制、便利的通讯连接、艺术级的输入输出功能。
Controllogix 系统是模块化的系统，您能有效的设计、建立和修改它，这有助于在培训和工程方面显著的降低成本。
◆真正意义上的冗余控制器结构提供无扰动切换和高可靠性。
◆提供众多的通讯选择、更多的模拟量、数字量和特殊输入输出模块。
◆Controllogix 产品通过了TUV 认证，能够应用于SIL 2 要求的项目中。
Controllogix 内容容量最大可扩展到8M,Controllogix 控制器支持高标准过程控制应用，提供了在一个单一的集成环境中对运动控制指令进行高速处理的功能。
Controllogix 提供了模块化的通讯网络连接选择，您根据您的需要购买相应的通讯模块即可。
Controllogix 解决方案同样提供时间同步能力,这个在第一故障条件和过程顺序应用中是特别重要的。
可以根据应用要求，选用不同存储容量的Controllogix 控制器。
可用CompactFlash 卡做程序的移动存储设备。
Controllogix 系统具有以下优点：◆适合顺序、过程、传动、运动控制的模块化高性能控制平台每个Controllogix 控制器可以执行多个控制任务，减少需要的控制器数量，这样，解决故障更快。
可以分别出发几个周期性任务以达到更高的性能水平。
◆可以在一个机架上使用多个处理器、通讯模块和输入输出模块Controllogix 处理器、输入输出模块、通讯模块就像网络上的智能节点。
ControlLogiix手册
允许定义1个，亦可以不定义。
•
周期型任务 指的是定时中断执行的逻辑程序，周期性的
执行任务，须定义周期时间，要设定优先级别，最多可以定义
31个。
•
事件触发型任务 指的是事件触发引起的任务调用，事件触
发可以是外部输入点变化引起（如同PLC5/SLC500）,也可以由
Consumed 标签引起或直接指令调用引起，还可以由运动控制
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ControlLogix系统概述(4)
Logix 系列控制器类型
• ControlLogix • FlexLogix • CompactLogix • SoftLogix • DriveLogix
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ControlLogix系统概述(5)
ControlLogix系统网络类型
• EtherNet/IP • ControlNet • DeviceNet • DH+/RIO • DH485/串口 • 第三方通信
-- 直连的数据采集 -- OPC数据的采集 -- 优化的数据采集
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Logix5000控制器的在线连接(2)
RSLinx® 组态软件
驱动组态 驱动类型选择 已在使用的驱动
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Logix5000控制器的在线连接(3)
RSLinx® 组态软件
浏览窗口 自动刷新
选择背板
X
背板模块浏览
X
缺失或有问题的模块
组态信息的存盘文件。
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创建一个新项目(2)
创建新项目
选择控制器类型 选择版本 项目名称
说明 可空白 框架尺寸
控制器所在槽号 项目文件存放路径
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创建一个新项目(3)
控制器特性
查看主要故障 和次要故障
ControlLogix 控制系统特点
2. ControlLogix 控制系统特点ControlLogix控制系统的整体特点包括：➢可靠、安全（Safety）：ControlLogix控制站模块MTBF百万小时级，并且是TUV认证的SIL2安全控制系统；全冗余结构，冗余控制器，冗余电源，冗余IO网络，冗余以太网CIP网络。
➢功能强大：强大的32位多处理器结构的Logix PAC控制引擎，运行实时多任务内核系统，结合智能化的I/O卡件和和恒定5Mbps通讯速率的ControlNet总线，实现现场一个完美的自动化控制系统。
➢易维护、易扩展：带电插拔、在线编程、在线扩展系统、远程在线组态、诊断及维护、集成的资产管理系统等等。
➢开放系统：与各种厂商的PLC及自动化系统的实时通讯、与各种专家模型系统和信息管理系统的双向、稳定高速数据连接（无需编程）。
2.1可靠、安全（Safety）2.1.1 ControlLogix控制站模块平均无故障间隔时间(MTBF)百万小时级。
2.1.2 单机ControlLogix控制站即已是获得TUV认证的SIL2安全控制系统。
这意味着高达99.9999%的故障安全率，即每小时连续运行系统安全失效率（PFH）小于千万分之一。
当然，每一DO和AO通道均可图形化组态为当故障及在线编程时为关断、保持上次值及预定义值三种状态之一，以确保工艺系统及设备有安全的控制输出。
2.1.3 ControlLogix热备冗余：在2个独立框架中电源、控制器、通讯及热备冗余模块完全按1：1配置，热备模块通过高速光纤同步数据。
在主控制器意外故障时系统自动切换，由“从控制器”使用最新数据内容执行程序并更新I/O。
热备冗余系统实现主从之间平稳无扰动切换。
并且，以太网模板IP地址在切换时亦能自动切换，保证系统可靠地连续运行。
2.1.4 IEC 61158国际标准现场总线的冗余ControlNet用于IO网络：二条通道同时传送数据，没有任何切换延迟。
数字量的输入输出控制方式.
数字量的输入输出控制方式
上述的四种控制方式在一个微机系 统中可能全被选用在不同的信息传送 过程中，也可能只选用其中的二、三 种。这需根据不同的硬件结构及接口 功能来选择，应具体问题具体分析。
输入/输出接口
I/O接口电路 从I/O接口电路完成的工作看，CPU和 外设间交换的信息有三类：数据信息、 状态信息和控制信息。
锁存器的作用是接收和保护来自数据总 线的数据
输入/输出接口
输入输出信息的组成 数据信息 状态信息 控制信息
输入/输出接口
输入输出信息的传送方式 CPU的数据总线都是并行的，但由于输 入/输出设备的并行和串行之分。或为了 远距离传输的需要，输入/输出数据的出 送出了由并行传送方式外，还有串行传 送方式，这两种方式各有各的特点和不 同的应用场合。
译 码 器
地址 总线 AB
busy去地址Leabharlann 线DB0查询式输出接口电路
数字量的输入输出控制方式
PO 准备输出数据 AWAIT 读状态端口 D7 D0 busy busy？ 输出数据 busy=1，外设忙 busy=0,外设已空
查询式输出程序流图
数字量的输入输出控制方式
（3）中断控制方式
能提高CPU工作效率和及时处理外设 的请求，可与多个外设同时工作。 中断：指CPU暂时中止其正在执行的 程序，转至执行请求中断的某个外部 设备或事件的服务、程序，待处理完 毕后再返回原来中止的程序顺序进行 （程序在执行过程中由于外界的原因 而中间打断的情况）称中断。
数字量的输入输出控制方式
选通不同端口 选择某个外 设
DB CPU AB CB 译 码 器
数据端口 状态端口 控制端口
第四章ControlLogix 控制器指令介绍和编程应用
第四章 ControlLogix 控制器指令介绍和编程应用本章内容: C ontrolLogix 控制器指令分类介绍。
本章目的:掌握编写程序的基本要求，通过指令的分类学习了解各类指令的特点，正确理解指令参数的输入，尤其是数据类型的运用，着重于通讯指令的学习。
应该说，ControlLogix 控制器与传统的可编程序控制器PLC-5/SLC500最大的区别是硬件结构的变化、数据结构的变化和通讯系统的变化，但它仍然保留或沿用了传统的可编程序控制器的指令系统，指令功能的差异不大，所以，关于编程，还有许多经验可以借鉴。
一.控制器编程基础要得到一个简洁、精确、严密的逻辑控制程序，除了对生产过程工艺的了解和分析，对整个控制系统正确的规划和设计，还要对程序的逻辑结构（即指令执行顺序）、数据的刷新过程、指令的详尽功能有着深刻的了解，才能正确地去编写或修改程序。
关于编程的基础知识有如下三个方面需要了解。
1．梯形图程序的逻辑结构ControlLogix 控制器的控制程序编写方式有梯形图程序、顺序功能流程图程序和语句程序。
语句编程的程序可编译成梯形图程序相似的执行顺序，是适合计算机程序开发人员使用的方式；顺序功能流程图程序实质上是一个结构程序，它的结构元素还是梯形图程序或语句程序。
所以，控制器的编程，通常是基于梯形图程序的编程。
梯形图程序由指令构成的逻辑梯级集合而成，逻辑梯级的结构则由输入指令和输出指令两部分组成：输入指令决定梯级条件的指令，通常是以下三类指令：∙位指令的逻辑运算结果在梯形图中用得最多的形式，根据生产过程的与或非逻辑关系编制出来的结构，其结果必为逻辑结果。
∙比较指令的比较结果用大小相等关系进行比较和数值范围进行判定而产生的逻辑结果。
∙检测或诊断的结果两条特殊的指令SQI和DTR可对操作对象进行检测和诊断，得出逻辑结果。
输入指令的运行，并不产生执行某种操作的动作，但都会得到逻辑结果，这就是梯级条件，它将决定要不要做，梯级条件的存在有两种情形：持续一段时间，逻辑上表现为宽脉冲出现瞬间时间，逻辑上表现为窄脉冲梯级条件的存续时间，是编写输出指令的重要依据，它将确定输入指令和输出指令配合使用的关系。
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ControlLogix数字量输入输出控制
实验 ControlLogix数字量输入输出控制
一、实验目的
了解RSLinx软件的基本用法
了解RSLogix5000编程的基本方法与逻辑设计
使用ControlLogix进行数字量输入输出控制二、实验任务
RSLogix5000编程仿真十字路口彩灯控制三、实验设备和软件
实验设备: 网络控制平台、导线若干、380V 电源、PC机
实验软件：RSLinx、RSLogix5000
四、实验步骤
步骤一：连线
本实验中，用导线将位于控制台上的数字输入区的I0插口与点动/自锁按钮区插孔C7，I1与插孔C8连起来，把SB7作为启动按钮，SB8作为停止按钮。
数字输入区中的GND-0 (17)端口与24V电源-相连，C7，C8所对应的COM端口(即和其同一列的COM端口)与24V电源+相连。
控制台中数字输出区的O0－O5分别用导线和指示灯区的L1-L3，L9－L11这个六个插孔一一对应相连；在指示灯区，从左端数起的三个COM端均应与24V（－）相连；数字输出区的DC-0插孔应与电源24V（＋）相连，RTN OUT-0与电源24V（－）相连。
步骤二：RSLinx的设置
1、运行RSLinx，单击菜单栏中的“Communication/Configure Drivers…”,弹
出“Configure Driver Types”的对话框（图2.1）。
单击“Available Driver Types”的下拉箭头，选择添加驱动程序，由于PC机和ControlLogix5555是通过以太网连接，所以这里选“Ethernet devices”。
图2.1
选好“Ethernet devices”后，单击“Add New”,
就出现如图2.2的对话框，单击OK。
图2.2
2、单击“Add New”按钮，弹出“Add New RSLinx Driver”窗口。
输入新驱动的名称，如：AB_ETH-1, AB_ETH1-2等。
单击“OK”按钮，弹出如图2.3的窗口。
在Station Maping窗口栏中，对应“Station 0”，填入“Host Name”。
该PLC模块在内网的地址：192.168.0.211，
相应填入，则组态成功。
（注意，此时ControlLogix5555必须已加上电源）。
图2.3
3、单击“OK”，在Configure Drivers窗口下的列表中出现“AB_ETH-1 AB Ethernet RUNNING: Running”。
(图2.4)
图2.4
4、关闭该窗口，单击“Communication/RSWho”，在工作区左侧列表中多了“AB_ETH-1”图表，单击该图标左侧加号，可看到配置好的设备。
（图2.5）
图2.5
然后将RSLinx最小化，放在一边，千万不要”Shutdown”。
步骤三：RSLogix5000的设置
5、打开RSLogix5000软件，单击“File/New”,在弹出的“New Controller”窗口中，进行如下设置：
图3.1
图3.1所对应的标号含义
1 表示我们所用到的控制器的名称
2 表示所用到的RSLogix5000这个软件的版本号，它必须和我们用到的控制器的Firmware版
本号一致。
3 程序名字可以自己随意定义
4 控制器所在的机架的总槽数
5 该控制器在机架上所对应的槽号
6 程序存储的位置
单击OK后，进入RSLogix5000的编辑界面，如图3.2所示。
左边为新建的应用程序工程树，右边为梯形图编程主窗口。
图3.2
6、因为用到输入输出，则应添加输入输出模块，模块类型参照图2.5。
同样右键单击应用程序工程树最下面“I/O Configuration”，新建一个“New Module”，就会出现图3.3所示的对话框。
我们这里要用到1756－IB32D模块和1756－OB32D是个数字模块，先点击图3.3中的“Clear All”，再在“Digtal”前面打勾，如图选择“1756－IB32/B”模块：
图3.3
单击OK，出现图3.4的对话框：
图3.4
然后单击“Finish”，关闭该对话框。
同理添加1756－OB32/A模块，相应的对话框如图3.5和图3.6。
图3.5
图3.6
然后单击“Finish”，关闭该对话框。
7、输入梯形图程序。
当双击工程目录内的程序文件图标打开一个程序文件时，在RSLogix5000
窗口的右半部就会打开梯形图文件。
如果用户没有输入任何梯形图逻辑，那么只有结束梯级。
点
击结束梯级，从用户工具栏选择新梯级图标，将增加一个梯级，要在一个梯级上增加一条指令，在指令工具栏上单击其图标。
图3.7
选定好一个命令后，点击右键，新建一个TAG：
图3.8
单击“New Tag”，出现如图的对话框：
图3.9
其中涉及到和输入输出的模块相对应的标签的设定，则要按如图的方法设定，具体对应输入输出模块的各位参见程序。
图3.10
图3.10中剩余的选项均为默认值。
程序写好后，如图3.11所示，下载到控制器中：
图3.11
程序下载后，按下SB7启动按钮，我们可以从对应的数字量输入输出模块显示区中，看到对应位有输出，并且指示灯区O0-O5端口对应的输出指示灯也会显示相应的变化。
SB8作为停止按钮，按下后，显示停止。
参考程序：
图3.12。