罗克韦尔PLC控制器通信网的介绍

罗克韦尔罗克韦尔 PLCPLC 控制器通信网的介绍控制器通信网的介绍 段宝辉段宝辉 摘要摘要一个完整的 PLC 系统其通信网可分为 3 个层次信息层、控制层、设备层。相应地，罗克韦尔自动 化 A-B 推出了由以太网（EtherNet）、控制网（ControlNet ）和设备网（DeviceNet ）所组成的开放型网 络。其中，以太网是以 TCP/IP（传输控制协议/网际协议）作为其传输协议的开放型的网络信息层；控制 网是一个开放型的现代化的控制网络，可以提供可编程序控制器、输入/输出机架、个人计算机、第三方软 硬件以及相关输入/输出设备间的实时通信；设备网是一个开放型的全球化的工业标准通信网络，无需中间 的输入/输出系统就可以将现场设备和可编程序控制器直接相连。 关键词关键词PLC；A-B；通信网；信息层；控制层；设备层 AbstractAbstractA complete PLC system communication network can be divided into three layers TMTM ination layer, control layer, the device layer. Accordingly, Rockwell Automation AB launched an open network by Ethernet EtherNet, control network ControlNetTM,, and device network DeviceNet ™. Which, based on Ethernet TCP / IP Transmission Control Protocol / Internet Protocol as its transport protocol open network layer; Control Network is an open modern control networks can provide a programmable logic controller, real-time communication between the / output racks, personal computers, third-party hardware and software and related / output devices; equipment network is an open global industry standard communication networks, without the middle of the / output system can be field devices and programmable logic controller is directly connected. KeywordsKeywords PLC；A-B；communication network；ination layer；control layer；device layer 1 引言 一个集成控制系统，它的功能的体现取决于如何有效地组合该集成控制系统内的各个 元件，取决于如何使各个元件能够协调地工作。 罗克韦尔自动化意识到了这一点， 意识到有 效地组合各元件可以通过构成一个结构开放的网络来实现， 而使各个元件协调工作则需要使 各元件间通信方便，使各元件间能有效地交换各种数据。 因此，网络和通信便是一个自动化 系统能否发挥其功能的重要因素。 罗克韦尔自动化提供了从按钮到可编程序控制器、 从传感 器到软件、 从变频器到信息显示等一系列产品， 由此所组成的自动化控制网络正发挥着重要 的作用。本文以 A-B PLC 为例，对 PLC 控制器的通信网进行了一定的研究。 2 2 PLCPLC 网络结构及其通信网络结构及其通信 一个完整的 PLC 系统其控制可分为 3 个层次 信息层信息层 这是整个自动化网络的最高层，也是对现场采集到的数据和信息进行处理和管 理的一层。 控制层控制层 这是操作所在的一层，它将处理器与处理器之间的信息交流、将处理器与输入 / 输出接口之间的信息交流集成在这一层。 设备层设备层 这是面向现场设备的一层，也是整个自动化网络的最低层，它可以将操作信息 送到现场设备，也可以将现场设备的情况反馈到操作者。 [1] 相应地， 罗克韦尔自动化 A-B 推出了由以太网、 控制网和设备网所组成的开放型网络 ， 如图 1 示。其中，以太网是以TCP/IP（传输控制协议/网际协议）作为其传输协议的开放型 的网络信息层；控制网是一个开放型的现代化的控制网络， 可以提供可编程序控制器、 输入 /输出机架、个人计算机、第三方软硬件以及相关输入/输出设备间的实时通信； 设备网是一 [2] 个开放型的全球化的工业标准通信网络，无需中间的输入/输出系统就可以将现场设备和可 编程序控制器直接相连。 相应地，罗克韦尔自动化A-B 推出了由以太网、控制网和设备网所组成的开放型网络， 如图 1 示。其中，以太网是以TCP/IP（传输控制协议/网际协议）作为其传输协议的开放型 的网络信息层；控制网是一个开放型的现代化的控制网络， 可以提供可编程序控制器、 输入 /输出机架、个人计算机、第三方软硬件以及相关输入/输出设备间的实时通信； 设备网是一 个开放型的全球化的工业标准通信网络，无需中间的输入/输出系统就可以将现场设备和可 编程序控制器直接相连。 图图 1 1 A-B PLC 控制器的网络结构 设备网（设备网（DeviceNetDeviceNet ）） 采用设备网，只需通过一根电缆就能够将可编程序控制器直接连接到智能化设备，如传 感器、按钮、马达起动器、变频器、简单的操作员接口等，省却了可编程序控制器与输入/ 输出网络的通信、 输入/输出网络与现场设备的硬连线。 正是由于设备网可以省却输入/输出 网络的这一特点，它才可以使产品集成变得容易， 使产品安装和连线费用降低。同时， 通过 采用全新的生产者/客户（producer/consumer）通信模式，又为设备网提供了强有力的故障 诊断和故障查询能力。采用设备网扫描器（1771-SDN、1747-SDN），PLC、SLC500 系列可编 程序控制器可以连接到设备网， 一方面实现了可编程序控制器到现场设备的直接通信， 另一 方面又可以将设备网和用户现有的AB系统集成在一起。 采用1784-PCD、 1770-KFD、 1770-KFDG 等插卡，还可以将个人计算机、 工作站、笔记本电脑等接入设备网，从而可以直接在计算机 上对现场设备的操作进行编程， 如变频器的加速速率和减速速率。 此外，设备网不仅可提供 大量的数字量 I/O 接口，而且可以通过 FF（Foundation Fieldbus）现场总线提供大量的模 拟量 I/O 接口，因而许多应用场合都可以采用设备网来作为其解决方案。 TMTM 图图 2 2 DeviceNet 拓扑结构 控制网（控制网（ControlNetContr