AB_PLC入门

8/18/2019 AB_PLC

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Allen-Bradley 培训课程

大连华英自动化技术有限公司

主讲人：曹俊义项目经理

电话：0411-87622135

传真：0411-87622107

E_mail：

[email protected]手机：13889632629

mailto:[email protected]:[email protected]

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第一章可编程控制器工作原理

• 可编程控制器的产生、发展及特点• 可编程控制器的工作原理

• 可编程控制器的编程语言

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第二章 Allen-Bradley PLC的硬件结构

• PLC 控制系统的基本结构• ControlLogix 系列可编程控制器硬件简介

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第三章 ControlLogix5000 PLC程序设计

• 梯形图程序设计

• 结构化文本程序设计• Logix 5000 编程软件应用• Logix 5000 常用指令说明

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第四章梯形图设计方法（***）

• 经验设计法• 由继电器电路图到梯形图

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第五章 PLC 网络组态

• A-B PLC 网络概述• RsNetworx 软件应用

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第六章 PLC通信与自动化通信网络

• 工业自动化通信网络• A-B PLC通信简介

• RsLinx 通信软件应用

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第七章上位机组态软件RsView32

• 监控组态软件的发展• RsView32 与其它组态软件

• RsView32 组态软件的应用

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第八章 EtherNet 网络通讯

• 通过EtherNet/IP 网络下载和联机• 通过EtherNet/IP网络与1756 I/O 的通信

• 通过EtherNet/IP网络与R sView32通信

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第九章 ControlNet 网络通信

• 通过ControNet 网络下载与联机• 通过ControlNet 网络与1756 I/O 通信

• 通过ControlNet 网络与R sView32 通信

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可编程控制器的产生

• 1969年 DEC公司研制出了第一台可编程控制器• 1971年日本开始生产可编程控制器• 1973年欧洲开始生产可编程控制器

• 可编程序控制器的英文为Programmable Controller，在二十世纪七十至八十年代一直简称为PC。由于到90年代，个人计算机发展起来，也简称为PC；加之可编程序的概念所涵盖的范围太大，所以美国 AB公司首次将可编程序控制器定名为可编程序逻辑控制器（PLC，Programmable LogicController），为了方便，仍简称PLC为可编程序控制器。有人把可编程序控制器组成的系统称为PCS可编程序控制系统，强调可编程序控制器生产厂商向人们提供的已是完整的系统了。

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可编程控制器的发展

• 现在已有第五代PLC产品• 在八十年代至九十年代中期，是PLC发展最快的时期，年

增长率一直保持为30~40%。由于PLC人机联系处理模拟能力和网络方面功能的进步，挤占了一部分DCS的市场（过程控制）并逐渐垄断了污水处理等行业，但是由于工业PC（IPC）的出现，特别是近年来现场总线技术的发展，IPC和FCS也挤占了一部分PLC市场，所以近年来PLC增长速度总的说是渐缓。目前全世界有200多厂家生产300多品种PLC产品，主要应用在汽车（23%）、粮食加工

（16.4%）、化学 /制药（14.6%）、金属 /矿山（11.5%）、纸浆 /造纸（11.3%）等行业。近年来在电力行业PLC逐渐显示出了其他产品不可替代的优势

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• 在PLC应用方面，我国是很活跃的，近年来每年约新投入10万台套PLC产品，年销售额30亿人民币，应用的行业也很广。但是与其它国家相比，在机械加工及生产线方面的

应用，还需要加大投入。我国市场上流行的有如下几家PLC产品：

施耐德公司，包括早期天津仪表厂引进莫迪康公司的产品，目前有Quantum、Premium、Momentum等产品；2005年，Te又推出了最新产品

罗克韦尔公司（包括 AB公司）PLC产品，目前有SLC、MicroLogix、ControlLogix等产品；

西门子公司的产品，目前有SIMATIC S7-400/300/200系列产品；

GE公司的产品；日本欧姆龙、三菱、富士、松下等公司产品。

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PLC 的特点

• 可靠性高，抗干扰能力强• 适应性强，应用灵活

• 编程方便，易于使用• 控制系统设计、安装、调试方便• 维修方便，维修工作量小• 功能完善

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PLC 工作原理

• 可编程控制器的基本组成

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电源 ON

内部处理

输入处理

通信服务

更新时钟、特殊寄存器

检查CPU运行方式

执行用户程序

输出处理

执行自诊断

PLC正常

存放自诊断结果

致命错误

CPU强制为STOP

RUN

STOP

Y

N

Y

N

PLC循环扫描工作原理

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PLC工作过程

输入端子

1

输入映像寄

存器

（）

（）

D0 M0

M0

M0 Q0

元件映像寄

存器

输出锁存

器

输出端子

2

3 4 5

输入采样阶段程序执行阶段输出刷新阶段

扫描周期

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PLC的编程语言

• 梯形图编程• 结构化文本编程

• 顺序功能图编程（可选）

指示灯颜色说明

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Logix5550 CPULogix5550

Run I/O

Rs232

ok Bat

Run REM PROG

状态指示灯

钥匙开关

电池

九针D型串口

PLC处于编程或测试模式

指示灯颜色说明

Run

OFF

G

没有任务运行

控制器处于RUN模式

I/O

OFFG

GF

RF

没有组态的I/O或通讯与所有组态的设备通信正常

有一个或多个设备未相应

PLC故障

RS232OFF

G

未激活

正在接受数据或传送数据

Bat

OFF

R

电池可以支持内存

电池不能支持内存

没有电池

需要更换电池

OK

OFF

可恢复故障

电源未接通

RF

R

控制器故障，清除故障

清除内存，更换控制器

G 控制器OK

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1756-PA72B

L1

L2/N

L1,L2 为 AC220V 交流电压输入

ONPOWER

OFF

电源开关

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1756-CNBR

A B

reversion

ok

模块状态文字显示

通道状态显示

模块状态显示

通道 A 的连接口

通道B的连接口

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1757-IB32

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1756-IB32接线图

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1756-OB32接线图

现场 PLC

输出隔离继电器

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1756-IF8(隔离式电压 /电流模拟量输入模块)

差分模式 — 4通道

在IN-x和iRTN-x之间有一个249欧姆的电流环电阻

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1756-IF8

差分模式 — 8通道所有标有 iRTN 的连接端必须和 RTN 相

连

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1756-OF4/OF8非隔离式模拟量输出模块

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1756-IR6I(RTD)

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PLC 控制系统的基本结构

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• CPU 模块

• 电源模块• 网络接口通信模块• 开关量输入输出模块• 模拟量输入输出模块

ControlLogix系列硬件简介

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梯形图程序设计

• 位指令(XIC)(XIO)(OTE)(OTL)

(OTU)(ONS)(OSR)(OSF）计数器 /定时器指令

(TON)(TOF) (RTO)(CTU) (CTD)(RES)

比较指令(CMP) (EQU) (GEQ) (GRT) (LEQ) (LES)(LIM) (MEQ (NEQ)

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• 计算 /算术指令(CPT) (ADD) (SUB)(MUL) (DIV) (SQR) (NEG)

传送 /逻辑指令

(MOV) (MVM)(BTD)(CLR) (AND)(OR)(XOR)

(NOT)

数组 /综合指令

(FAL)(FSC)(COP)(FLL)(AVE) (SRT) (STD)

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• 数组 /位移指令(BSL) (BSR) (FFL) (FFU) (LFL) (LFU)

顺序器指令

(SQI) (SQO)(SQL)

程序控制指令

(JMP), (LBL)(JSR), (SBR), (RET) (TND)(MCR)

(UID) (UIE)(AFI) (NOP)

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• 循环指令(FOR)(BRK) (RET)

专用指令

(FBC) (DDT (DTR)(PID)三角函数

(SIN) (COS) (TAN) (ASN)(ACS) (ATN)

高级算术指令

(LN)(LOG) (XPY)算术转换指令

(DEG) (RAD) BCD (TOD) (FRD)

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RsLogix5000

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常用指令说明

(XIC)(XIO)(OTE)(OTL) (OTU) (TON)(TOF)

(CTU) (CTD)(RES)(CMP) (EQU) (GEQ) (GRT)

(LEQ) (LES) (MOV) (JMP), (LBL)(JSR), (SBR),

(RET) (FOR)(BRK) (RET)

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经验设计法

• 启动、保持和停止电路

（）

Open Close output

output

Open

Close

output

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经验设计法

• 延时接通和断开电路

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经验设计法

• 延时接通 /断开电路

Start

output

Timer_1的常开触点

Timer_2的常开触点

9s 7s

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经验设计法

• 闪烁电路实质上是一个具有正反馈的振荡电路，Timer_1和Timer_2的输出信号通过他们的触点分别控制对方

的线圈，形成了正反馈

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由继电器图到梯形图

• 了解和熟悉被控设备的工艺过程和机械的工作情况，根据继电器电路图分析和掌握控制系统的工作原理。

• 确定PLC的输入信号和输出负载，以及与他们对应的梯形图

中的输入位和输出位的地址，划出可编程控制器的外部接线图。

• 确定与继电器电路图中的中间继电器，时间继电器对应的梯形图中的中间点和定时器。

• 根据上述对应关系画出梯形图

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Example 1

AC

KA

KM1

KT1

KM2

KT2

KM3

KM3KM2KT1

KT2

KM3

KT1KM3KM1

KA

KA

KM1 KM2 KT2

KM3

SB2 SB1

KM3

KA

KT2

M0

DO1Timer_1

DO2

Timer_2

DO3

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Example 1

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用Logix5000开发一个项目

• 新建一个工程• 更改工程属性

• I/O 组态• 创建标签• 编辑梯形图

• 下载工程

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A-B PLC 网络概述

• 三层网络拓扑结构（DeviceNet、ControlNet、EtherNet/IP）

• 采用统一的通信协议，提供相同的完整的网络功能

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DeviceNet（底层工业设备网）

• 节点较分散，并且带的点数相对较少• 一般用在变频器网络中

• 要讲许多设备直接连接到DeviceNet网络上• 需要高级故障诊断信息时

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DeviceNet

节点节点节点节点节点节点节点

节点节点节点

节点

节点

DeviceNet拓扑结构

干线到支线的最大长度为6m

干线

分支

支线

最多64个节点

主扫描器占用一个节点

63#节点作为保留缺省节点号

62个节点用于设备

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ControlNet（实时控制网）

• ControlLogix平台的缺省网络• 可以处理大量的I/O点信息，使其成为了Romote

I/O （RiO）的替代网络

• 提供对时间要求严格的I/O及通讯数据（包括程序和组态数据的上载和下载）的高速传送。

• 具有很高的可靠性，同步性和实时性

• 支持多种网络拓扑结构

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ControlNet

• 总线速率为5Mbps• 端到端最长为250m的距离内，网络可支持的最大

节点数48

个节点

• 如使用中继器，最大地端到端传输距离如使用同轴电缆为3km，使用光纤传输可达到30km

• 生产者 /客户模式取代了源 /目的模式

• 支持冗余结构

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ControlNet（总线型）

节点节点节点节点节点

干线

带1m厂支线的分线器

最多99个节点

每个网段最多为48个节点

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ControlNet （星型）

节点节点节点

节点

节点

节点

节点

节点

节点

中继器

最多99个节点


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ControlNet （环形）

节点节点节点节点节点

节点

节点

光缆

最多99个节点


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EtherNet/IP（廉价的以太网）

• 向连接许多计算机的最佳选择• 作为进入到商业系统的网关

• 作为与PanelView Plus配用的最经济的HMI选择• 节点密集在一起时的星型拓扑结构

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RsNetworx

RSNetworx有如下功能：

• 充分利用"生产者 /消费者"通讯模式信息传递的优越性，定义网络上设备的输入 /输出数据，便于设备之间相互通讯

• 单键式操作实现整个网络配置的上载 /下载

• 网络时序排定和带宽计算

• 深层次浏览

• 鼠标点击式配置

--------面向ControlNet及DeviceNet 能强大的网络配置工

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RsNetworx

• 丰富的设备资源库

• 配置冲突识别

• 配置控制器与I/O设备之间的关系

• 自动对网络上设备的输入 /输出数据表与控制器内存之间进行映射

• 当需要的时候，可以支持设备替换自动配置功能（ ADR ）

• 通过添加

EDS电子数据表更加容易地实现对新型设备的支持，真正实现

多设备供应商设备之间的兼容与互操作

• HTML超文本格式报表

--------面向ControlNet及DeviceNet 能强大的网络配置工

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用RsNetworx创建一个项目

• 新建一个项目• 组态一个工程

• 下载一个工程

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工业自动化通信网络

• HART（Rosemount）OSI 1.2.7层• PROFIBUS协议(SIEMENS) OSI 1.2.7层

• MODBUS OSI 7层• CONTROLNET• TCP/IP

• RS232、

RS485

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AB PLC通信简介

• RS232• ControlNet

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RsLinx (工业通信的枢纽）

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RsLinx

• RSLinx为现场设备连接众多罗克韦尔软件提供全套的通讯服务，这些软件包括RSLogix5/500/5000、RSView32和RSNetworx等

• RSLinx还提供了数种开放接口用于与第三方人机界面系统、

数据采集 /分析系统、客户应用程序软件进行通讯。RSLinx支持多个应用软件同时与在不同网络上的不同设备进行通讯。

• 在RSLinx中集成了众多设备配置和监视工具，仅需要用鼠标选取和点击所需设备就可以完成相应的操作。

• RSLinx包括了完整的通讯驱动程序，为 Allen-Bradley网络提供更新、更强的ControlLogix Gateway功能

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创建一个RsLinx项目

• 组态一个以太网驱动连接• 组态一个ControlNet驱动连接

• 组态一个OPC服务器

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监控组态软件的发展

• 1975年 Honeywell (US)公司推出第一套DCSTDC-2000

• 伴随DCS的出现而出现“组态”(configure)• 每个DCS厂家的组态软件从专用到通用• Wonderware 公司于80年代推出第一个商品化组

态软件Intouch

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监控组态软件的地位

• 控制系统的数据收集中心、远程监视中心、数据转发中心

• 于各种控制、检测设备（如PLC,智能仪表、DCS等）共同构成快速响应 /控制中心

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监控组态软件的任务

• 查看现场的实时数据和流程画面• 自动打印各种实时 /历史报表

• 自由浏览各个实时 /历史趋势画面• 及时得到并处理各种各种过程报警和系统报警

• 在需要时，人为干预生产过程，维修生产过程和状态

• 与管理部门计算机联网，为管理部门提供实时数据

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其它组态软件

公司名称产品名称国别

intellution FIX、 iFix 美国

Wonderware Intouch 美国

通用电气 Cimplicity 美国

Siemens WinCC 德国

RockWell Rsview32 美国

亚控 KingView 中国

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RsView32 -------企业最为清晰的展示

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RsView32

• 开放的图形显示系统通过OLE容器方式支持数千种 ActiveX控件• 通过对象模型的开发实现对RSView32核心功能的调用• 以业界流行的微软 Visual Basic for Applications(VBA)作为内置编程语言，

可以最大限度地实现对RSView32项目的扩展和自定义。

• 支持OPC标准，可以快速、方便地与众多生产制造商的硬件设备实现可靠的通讯，同时还可以作为OPC服务器向其它OPC客户端提供服务。

• 与微软产品实现数据共享。RSView32的标签配置、报警配置和数据记录都与ODBC完全兼容。

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RsView32

• 重复利用图形库中的对象。在RSView32中包含有大量的图形对象，除此之外，还可以通过访问RSView Forum网站免费下载更多的图形对象、 ActiveX控件和 VBA 代码片段

• 通过系统级的安全设置和16个等级的项目安全设置来确保项项目安全运行

• 在开发应用项目中，只需要点击一个按钮就可以实现模拟运行。• 无需对图形对象组进行分解就可以编辑组内对象，不影响与之相关的动

画显示• 通过"智能对象轨迹"功能，拖动鼠标定义图形对象的运动路径• 通过标签占位符和参数文件实现一个图形画面代表多个设备•

通过标签替代功能实现快速更换标签名和字符串• 轻松导入在其它绘图应用程序中开发的图形

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用RSView32创建一个项目

• 新建一个工程• 和PLC建立连接

• 创建标签数据库• 创建图形显示• 组态报警• 组态趋势• 加入安全系统

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通过EtherNet/IP网络下载和联机

• 组态以太网驱动程序

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组态以太网的驱动连接

• 启动RsLinx• Communication-->configure drivers

• 在 Avaliable Driver Types列表中选择Ethernetdevices• 点击 Add New• 选择 ok

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选择路径

• 打开 RsLogix 5000的工程项目• 在communication 中选择 Who Active

• 扩展以太网，找到控制器• 找到控制器，并选择Go online/upload/Download确定操作

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EtherNet 与1756 I/O的通信

• 添加本地 1756-ENBx 或 1756-ENet 模块• 添加远程 1756-ENBx 或 1756-ENet 模块

• 添加 I/O 模块• 创建别名

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EtherNet/IP 网络与RSView32通信

• 组态以太网驱动程序• 创建轮询话题(topic configure)

• 创建轮询节点(opc)• 导入Logix5000 标签(*.l5k)• 导入RsView32 *.Csv 文件• 创建轮询标签(标签数据库）• 创建主动提供话题(configure Client Applications)• 组态logix5000 添加1756-ENBx

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组态ControlNet网

• 启动RsLinx• Communication-->configure Drivers

• 在 Avaliable Driver Types 列表中选择 1784 PCIC(s)for controlnet devices,若为笔记本电脑请选择1784 PCC for Controlnet devices

• 点击 AddNew

• 选择 ok

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选择路径

• 启动 RsLogix5000• CommunicationRsWho 展开相应ControlNet 网

络，找到控制器

• 执行相应的在线、上载、下载等操作

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通过ControlNet 与1756 I/O通信

• 添加本地 1756-CNBR 或 1756-CNB 模块• 添加远程 1756-CNBR 或 1756-CNB 模块

• 添加 I/O 模块• 创建别名• 规划ControlNet网络

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规划ControlNet网络

• 将RsLogix 5000工程下载到控制器• 启动RSNetWorx for ControlNet 软件

• File

new• Network online 选择ControlNet 网点击ok • 勾选 Edits Enabled 选择框• Network Properties

• 在Network Parameters 属性栏中，填写或选择下面你的参数

Network update time 数据通过ControlNet 网络发送的重复时间间隔

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• 点击ok • 从Network 中选择single Pass Browsw• Filesave• 键入一个文件名，保存网络的组态信息，

然后点击save

• 选择 Optimized and re-write Schedule forall Connections 按钮（缺省）并点击 OK

• 在 RsLogix 5000软件中，保存在线的工程

MAX Schedule Address

Media redundancy

Network name

网络上使用确定性通讯的最大节点

使用的通道

网络的名称

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ControlNet与Rsview32工程通讯

• 组态ControlNet驱动程序• 创建轮询话题• 创建轮询节点

• 导入Logix5000 标签• 导入RSView32 *.csv文件• 创建轮询标签• 创建主动提供话题

• 组态RsLogix5000 ControlNet网络• 创建主动提供型节点• 创建主动提供型标签

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