第2章_罗克韦尔ControlLogix系统硬件体系架构

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1、2.1 2.1 罗克韦尔罗克韦尔ControlLogixControlLogix系统的产品线介绍系统的产品线介绍2.2 2.2 罗克韦尔罗克韦尔ControlLogixControlLogix系统的控制功能和主要性能特点系统的控制功能和主要性能特点2.3 2.3 罗克韦尔罗克韦尔ControlLogixControlLogix系统的主要模块及功能系统的主要模块及功能2.4 2.4 系统的系统的I/OI/O架构架构2.5 ControlLogix PLC2.5 ControlLogix PLC系统的控制器系统的控制器2.6 ControlLogix PLC2.6 ControlLogix PLC

2、系统的电源模块系统的电源模块2.7 2.7 数字量输入数字量输入/ /输出模块输出模块2.8 2.8 模拟量输入模拟量输入/ /输出模块输出模块2.9 ControlLogix2.9 ControlLogix系统的系统的I/OI/O模块工作模式模块工作模式2.10 ControlLogix2.10 ControlLogix系统的网络通信模块系统的网络通信模块2.11 ControlLogix2.11 ControlLogix系统的专用模块系统的专用模块2.12 ControlLogix2.12 ControlLogix系统的机架背板系统的机架背板2.132.13 系统组态系统组态产品线如图2-

3、1所示。1 1ControlLogixControlLogix控制器控制器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 2CompactLogixCompactLogix控制器控制器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 3FlexLogixFlexLogix控制器控制器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。4 4DriveLogixDriv

4、eLogix控制器控制器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 5SoftLogixSoftLogix控制器控制器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 6ProcessLogix ProcessLogix 控制器控制器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。1 1控

5、制功能控制功能（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。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 2主要性能特点主要性能特点（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，

6、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。ControlLogix系列PLC系统的主要部件如表2-1所示。ControlLogix

7、 PLC系统的实物如图2-4所示。1 1单处理器本地单处理器本地I/OI/O架构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 2多处理器本地多处理器本地I/OI/O架构架构在同一个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。3 3远程或分布式远程或分布

8、式I/OI/O架构架构对于需要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。1 1基本介绍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：可以分为基本内存和扩展内存，基本内存主要用来存储控制器与外部交换的通信数据，扩展内存主要存储用户的逻辑程序和内部数据。不同类型控制器的结构是不同的，其C

9、PU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。（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）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

10、存储；趋势图的数据缓冲区。2 2控制器的型号分类及主要技术参数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。控制器系列号内 存最 大功 耗5V背板电流24V背板电流数据和逻辑内存I/O内存非易失内存1756-L55M12750KB208KB无5.6W1.23A0.014A1756-L55M131.5MB208KB无5.6W1.23A0.014A1756-L55M143.5MB208KB无5.7W1.25A0.014A1756-L55M167.5MB，用于数据的3.5MB208KB无6.3W1.48A0.014A1756-L55M2275

11、0KB208KB750KB5.6W1.23A0.014A1756-L55M231.5MB208KB1.5MB5.6W1.23A0.014A1756-L55M243.5MB208KB3.5MB5.7W1.25A0.014A1756-L612MB478KB64MB3.5W1.2A0.014A1756-L624MB478KB64MB3.5W1.2A0.014A1756-L638MB478KB64MB3.5W1.2A0.014A3 3控制器面板控制器面板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。（1