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 Abstract:Abstract:A 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