凯发游戏娱乐官网罗克韦尔小型PLC控制系统设计

原创 2020-05-12 18:27  阅读

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  内 容 提 要 本书内容以罗克韦尔自动化公司 小型可编程控制器和 MicroLo ix PanelView g , 。 操作员终端为背景 描述控制系统设计和应用方法 Plus 、 、 本书介绍了可编程控制器工作原理 SLC500系列指令系统 小型水处理系统 、 、 设计 小型可编程控制器应用 人机交互界面设计和操作员终端及 MicroLo ix g 应用。 本书可供初学者和工程技术人员掌握基于可编程控制器和人机交互界面技术的 控制系统设计方法。也可供自动化工程技术人员参照实例学习罗克韦尔自动化小型 可编程控制器,也可作为各大中专院校相关专业作为教学参考教材。 ( ) 图书在版编目 CIP 数据 罗克韦尔小型 PLC控制系统设计与应用实例/ : , 陈坚编著 北京 中国电力出版社 .- 2010.3 ISBN978-7-5123-0077-4 . 罗… . 陈… . 可编程序控制 Ⅰ ① Ⅱ ① Ⅲ ① 器 控制系统 系统设计 . TM571.6 - - Ⅳ ① ( ) 中国版本图书馆 数据核字 2010第 号 CIP 016059 、 中国电力出版社出版 发行 ( :// ) 北京三里河路 号 htt 印刷厂印刷 各地新华书店经售 * 年 月第一版 年 月北京第一次印刷 2010 2010 毫米 毫米 开本 印张 千字 710 ×980 16 印数 — 册 定价 元 0001 0000 0.00 敬 告 读 者 , 本书封面贴有防伪标签 加热后中心图案消失 本书如有印装质量问题,我社发行部负责退换 版 权 专 有 翻 印 必 究 , 近年来随着生产和制造业的不断发展 全球工业控制技术的发展面临着新一轮 , 、 。 的挑战和机遇 各种基于工业现场过程控制的新技术 新方法层出不穷 在传统的 , 、 现场直接控制的基础上 各大控制系统供应商不断推出基于网络的 互联通信的各 , , 种技术实现方案 满足过程控制的新需求 与之配套的系统软件解决方案也在不断 。 , 地更新之中 但是 基于现场的直接控制技术仍然是工业过程控制应用中的一项重 。 ( ) 、 , 要内容 可编程控制器 PLC 从小型 中型 直至发展到现在的大型的模块式控 , 、 制器 其对于现场设备和生产过程的控制还是基于传感器 基本的开关量或模拟量 的输入和输出控制。 本书内容基于罗克韦尔自动化公司 小型可编程控制器和 MicroLo ix PanelViewPlus g , , , 操作员终端 以水处理实验系统为典型实例 描述控制系统设计和设备选型 本书 全面介绍了用户需求分析策略;罗克韦尔自动化公司小型可编程控制器 Mi- 和PanelViewPlus1000触摸式操作员终端硬件特性; 指令系统 croLoix1200 PLC g ; ; ; 及应用实例 控制系统设备选型 梯形图开发工具 的使用 基于 RSLo ix500 PC g ; 开发和运行的人机交互界面设计软件 RSView32使用方法 最后通过一个演示实 , , 例 针对一个三个用户的自动供水检测和控制工程应用 采用RSViewStudio软件 , 。 , 开发 给出了在操作员终端上实现和运行人机交互界面的方法 本书内容丰富 简 洁实用。 罗克韦尔自动化公司小型可编程控制器 系列是一款模块式和固定 MicroLo ix g ( ), , 式兼有的可编程控制器 简称为控制器 基本型号可分为 型 MicroLo ix1000 g , 。 MicroLo ix1100型 MicroLo ix1200型和 MicroLo ix1500型 相比于 Mi- g g g , 控制器 该系列中的 控制器可以提供更强的计算 croLoix1000 MicroLo ix1200 g g / , 。 能力和更灵活的 IO 扩展能力 可以满足大多数应用项目的需要 MicroLo ix g , 。 型控制器体积虽然小 但仍能带有 型控制器相同的特性 因 1200 MicroLo ix1500 g , , 。 此 在一般应用场合中 选择 型控制器具有较高的性价比 MicroLo ix1200 g , ( ) 同样 PanelViewPlus 简称PVPlus 系列操作员终端也具有非常强大的竞 , , 争实力 系列操作员终端是一种可连接控制器的操作员终端 由罗克韦尔 PVPlus 。 , , 自动化公司提供 系列终端 通过人机交互界面 实时显示当前系统的运 PVPlus , , 。 行状态 监控被控物理量变化 并为用户提供友好的交互方式 , 。 系列终端具有防尘防爆等多种优良性能 特别适合于现场控制 在汽 PVPlus 、 、 、 。 车制造 冶金 矿山 石油化工的过程控制和现场实时控制领域得到广泛的应用 。 系列终端分按键式和触摸式两种 按键式终端与操作员的交互过程通过终 PVPlus 端上自带的按键实现, , 相关信息则显示在显示屏的显示区域 由于与操作员的交互 方式以按键式进行, ; , 所以称之为按键式终端 触摸式终端则没有按键 显示屏同时 具有触摸功能, , 与操作员的交互过程通过终端上自带的触摸屏实现 两者区分仅在 于与操作员交互方式不同而已。 、 , 罗克韦尔自动化公司提供种类繁多的可编程控制器 操作员终端 能满足各种 类型用户需求, , , 适应不同场合和工艺设备需求 同时还提供了强大的软件支持 从 提供控制器和应用软件之间的通信解决方案的 , RSLinx通信软件 用于 MicroLo ix g 小型可编程控制器梯形图编程软件 ,到大型可编程控制器编程软件 RSLo ix500 g ,基于 的人机交互界面开发和运行的组态软件 ,基于 RSLo ix5000 PC RSView32 g 操作员终端的人机交互界面开发组态软件 等。 PVPlus RSViewStudio 本书介绍的水处理实验系统是一个基于罗克韦尔自动化公司 小型 MicroLo ix g 可编程控制器的实验系统, 。 , 可用于低流量污水净化处理 由于采用膜组件技术 设 计的水处理实验系统结构紧凑, 。 、 、 、 功能实用 可用于海水淡化 电子 医药用纯水 。 饮用蒸馏水的生产研究和膜组件设备性能监测 本书以水处理实验系统的开发实例 描述贯穿全书,为读者全面理解罗克韦尔自动化公司 小型可编程控制 MicroLo ix g 器和 操作员终端提供了途径。 PanelViewPlus , , 本书通过水处理实验系统的需求分析 逐步实施控制系统的设计 从而给出 , 小型可编程控制器的一个完整应用实例 帮助读者熟悉可编程控制器 MicroLo ix g 的应用,进而独立进行小型控制系统的设计和应用。 , 感谢上海交通大学与罗克韦尔自动化公司的支持 两者联合创建的自动化实验 室, , 为作者提供了良好的工作环境和设备装置 本书中提供的例程均已在罗克韦尔 自动化公司的软件和硬件系统上经过验证。 感谢上海路豪自动化设备工程有限公司施继华工程师为本书提供了大量精美的 图例。 感谢罗克韦尔自动化中国业务战略发展部高校关系与合作经理李磊先生和吕颖 珊女士,为作者提供技术支持和帮助。 , , 。 由于编者水平有限 书中难免存在错误和不妥之处 敬请读者批评指正 编者 于上海交通大学 年 月 2010 05 前言 第 章 绪论…………………………………………………………………………… 1 1 1.1 NetLinx技术 ……………………………………………………………… 1 1.2 网络架构 …………………………………………………………………… 1 1.3 组态软件 …………………………………………………………………… 4 1.4 应用场合 …………………………………………………………………… 5 第 章 可编程控制器工作原理……………………………………………………… 2 6 2.1 控制器工作方式 …………………………………………………………… 6 2.2 控制器文件 ………………………………………………………………… 7 2.3 数据文件的寻址方式……………………………………………………… 14 第 章 系列指令系统 …………………………………………………… 3 SLC500 17 3.1 位指令……………………………………………………………………… 18 3.2 计时器和计数器指令……………………………………………………… 20 3.3 比较指令…………………………………………………………………… 26 3.4 算术与转换指令…………………………………………………………… 29 3.5 传送和逻辑指令…………………………………………………………… 35 3.6 移位和顺序进出指令……………………………………………………… 37 3.7 程序流程指令……………………………………………………………… 47 3.8 PID指令…………………………………………………………………… 51 第 章 小型水处理系统设计 ……………………………………………………… 4 57 4.1 水处理技术………………………………………………………………… 57 4.2 反渗透技术应用…………………………………………………………… 60 4.3 水处理实验系统…………………………………………………………… 61 4.4 传感器和执行机构选型…………………………………………………… 71 控制器及 / 模块选型 ………………………………………………… 4.5 IO 76 第 章 小型可编程控制器应用 ……………………………………… 5 MicroLo ix 90 g 5.1 控制系统硬件设计………………………………………………………… 90 5.2 软件流程和定义…………………………………………………………… 98 5.3 应用软件及通信配置 …………………………………………………… 102 5.4 梯形图编程 ……………………………………………………………… 119 第 章 人机交互界面设计………………………………………………………… 6 132 6.1 通信模式和界面结构 …………………………………………………… 132 6.2 软件设置和创建工程 …………………………………………………… 134 6.3 界面设计方法 …………………………………………………………… 145 6.4 PID参数设置及流量控制 ……………………………………………… 172 第 章 操作员终端及应用………………………………………………………… 7 174 系列终端 ……………………………………………… 7.1 PanelViewPlus 174 7.2 分布式工控组态软件 …………………………………………………… 177 7.3 RSViewStudio应用 …………………………………………………… 179 参考文献……………………………………………………………………………… 198 第 章 1 ● 绪 论 。 罗克韦尔自动化公司是世界一流的自动化控制及信息解决方案供应商 该公司 的产品, , 、 、 例如 控制平台 将开关量控制 运动控制 相互协调的变 ControlLo ix g 频器控制、 。 批量控制以及过程控制综合在同一个集成式体系结构中 它的 NetLinx , 。 技术使得不论采用何种网络 都能有助于信息以最高效率进行流动 可以实现从最 底层到最顶层的数据集成, ; 而与接线系统无关 而其可视化技术可以提供更加方便 的信息组态和控制。 1.1 NetLinx 技 术 , 罗克韦尔自动化公司采用开放式现场总线技术 它将整个网络自上而下分为三 个层次, ( / ), ( ) ( )。 即工业以太网 EtherNetIP 控制网 ControlNet 和设备网 DeviceNet 在 这个体系中, , , 数据可以双向流通 层与层之间可以交换数据 从而实现数据从底层 到高层的全部开放。NetLinx技术的特点如下: () , / ( / 1 NetLinx 网络模型采用高效的通信模式 即生产者 消费者 Producer ) , 。 Consumer 模式 能实现快速和精确控制功能 () 三层网络应用层设计都采用控制信息协议 ( 2 NetLinx ControlandInforma- , ), , tionProtocol CIP CIP是独立于介质的 实现了三层网络以及基金会现场总线 ( )之间的无缝连接。 FoundationFieldBus () , 3 NetLinx 融合了面向自动控制的开放技术 如用于过程控制的 OLE ( , ), 。 OLEforProcessControl OPC 和一整套通用的高级软件接口 网络接口包括 软件 ( )、 。 应用程序接口 API和网络驱动 PC卡件及嵌入式解决方案 这些接口提 供了很好的灵活性。 , ( 或使用市场上现有的应用软件 或使用通用的个人电脑 使用 , 、 / 、 、 )、 Windows操作系统 如 NT 9598 2000 XP VisualBasic或 C++等编写用 户程序, 、 。 以达到采集数据 组态用户网络系统和实时控制的目的 1.2 网 络 架 构 。 如图 所示为一个基于 技术的网络架构 整个过程控制系统包含三 1-1 NetLinx 1 罗克韦尔小型 控制系统设计与应用实例 PLC ㊣㊣㊣㊣㊣㊣㊣㊣㊣㊣㊣㊣㊣㊣㊣㊣㊣㊣㊣㊣㊣㊣㊣㊣㊣㊣㊣㊣㊣㊣㊣㊣㊣㊣㊣㊣㊣㊣ , , , 层网络层次 通过安装在控制器机架上的网络适配器 形成信息共享的网络架构 、 。 实现三层网络上的管理信息 控制信息和设备信息的共享 , 、 上位机采用人机交互界面组态软件 RSView32编程 实现监控系统运行 参 数设定功能。 , 上位机与控制器之间使用工业以太网进行通信 上位机获得的管理信 息、 , 设备状态参数可以通过网络传递给其他控制器或服务器 作为全局管理信息的 来源。 操作员终端 ( 或 )与控制器之间的通信则采用控制 PanelView PanelViewPlus 网来进行, , 、 。 实现操作员与设备之间的交互 完成监控应用 报警处理等功能 / / , 设备网上的 FlexI O作为直接与被控对象连接的输入 输出模块 实现对过程 控制参数的实时采集和控制信号的有效传递。 图1-1 基于 NetLinx技术的网络架构 / 1. EtherNet IP / ( / 罗克韦尔自动化公司推出的 EtherNet IP 以太网的基于主机 客户机的控制 ) , , 和信息协议CIP 的工业解决方案 首先在以太网上实现实时控制功能 可在 , , / 和 等设备的网络上达到 ControlLo ix ProcessLo ix Flex I O PanelView g g / 。 : 的传输速率 其主要性能优势如下 100Mbits ()采用全双工端换的方式避免总线 采用高速以太网 突破瓶颈限制 () , 。 3 采用交换技术 大大提高了以太网的确定性 2 第 章 绪 论 ㊣㊣㊣㊣㊣㊣㊣㊣㊣㊣㊣㊣㊣㊣㊣㊣㊣㊣㊣㊣㊣㊣㊣㊣㊣㊣㊣㊣㊣㊣㊣㊣㊣㊣㊣㊣㊣㊣ ()解决以太网的工业可靠性问题。 4 ()解决总线 () 网络安全性。 7 2. DeviceNet 是由罗克韦尔自动化公司在控制器局部网 ( , DeviceNet ControllerAreaNetwork ) , 。 CAN 基础上推出的一种低成本的通信链接 它是一种低端网络系统 它将基本 工业设备 ( 、 、 、 、 、 如限位开关 光电传感器 阀组 电动机启动器 过程传感器 条形码 读取器、 、 、 、 ) 变频驱动器 物料流量计 电子秤 显示器和操作员接口等 连接到网 络, 。 , 从而避免了昂贵和烦琐的硬接线 DeviceNet是一种简单的网络解决方案 在 提供多供货商同类部件间的可互换性的同时,减少了配线和安装工业自动化设备的 成本和时间。 , DeviceNet的直接互连性不仅改善了设备间的通信方式 而且同时提 供了相当重要的设备级诊断功能。 , ——— 在控制器机架中有专门的模块作为设备网的扫描模块 拓扑结构采用主干 , , / 、 / / 分支结构 最多可以链接 个节点 有 和 三种波 64 125kbits 250kbits 500kbits 特率,干线最长距离是 / 下的 ,每根直线最长 ,其总和不得超过 125kbits 500m 6m 。 / , , 156m 这里的节点是 FlexI O 它适合分布式控制系统 通信适配器可以根据现 场需要选择 , / 。 通信模块 其最多可以达到 个 模块 DeviceNet 8 IO : , 是设备网的组态软件 一方面规划网络设备 包括 RSNetWorxforDeviceNet 设置节点地址和波特率; , 另一方面将节点的地址映射到扫描模块里 为梯形图编程 时所使用。 , 。 在罗克韦尔自动化公司编程软件中进行编程 可以实现对被控对象的控制 在 上位机或触摸屏上运行的应用程序则为用户提供了良好的人机交互途径,提供参数 设定和控制回路组态等多项功能, 、 。 交互操作方法便捷 有效 3. ControlNet , / ( ) 是一种比较理想的网络 它在同一链路上支持显性和 隐性 ControlNet IO , / 、 两种报文 而且对具有严格时间要求的 IO 报文传输有确定性 可重复性和可靠 性的技术指标, / 这要归功于 ControlNet的生产者 消费者模型采用标识符来标记报 文, , 它对显性报文采用另外一类标识符 再和 数据链路层的介质存取 ControlNet 控制 ( , ) “ ” , “ MediaAccessControl MAC 协议的 优先级仲裁 机制 即 非破坏性 逐位仲裁载波侦听多路访问” ( CarrierSense MultileAccesswithNondestructive p , / ) , Bit-wiseArbitration CSMA

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