1、第第 6 章章羅克韋爾羅克韋爾ML與與SLC5系列系列PLC 本章提要本章提要6.1 MicroLogix 系列PLC6.2 SLC5 系列PLC6.1 MicroLogix系列系列PLC 在羅克韋爾自動化公司A-B品牌的PLC系列產品中，MicroLogix和SLC5系列PLC統稱為ML/SLC系列。本教材以ML/SLC5系列PLC為重點來介紹PLC的硬件結構、指令系統、編程方法及通信網絡。首先介紹MicroLogix系列（簡稱ML系列）PLC。6.1.1 MicroLogix1000型PLC 6.1.2 MicroLogix1200型PLC 6.1.3 MicroLogix1500型PLC

2、 6.1.4 MicroLogix1100型PLC 6.1.5 MicroLogix系列PLC的性能比較6.1.1 MicroLogix1000型型PLC ML1000型PLC的硬件結構如圖6-1所示，它是集微處理器、電源、I/O接口和通信接口于一體的固定式結構。采用單板結構和雙面安裝技術，減少了元件數量，使其結構更緊湊，可靠性更高，是單機或小型控制系統及網絡控制應用的理想選擇。 圖6-1 ML1000型PLC硬件結構1-輸入端 2-直流電源輸出端 3-安裝孔 4-輸入LED顯示 5-狀態LED顯示 6-RS-232通信接口 7-輸出LED顯示 8-連接電源線 9-接地 10-輸出端1. 控制

3、器型號 ML1000型PLC共有14種型號，按其是否帶模擬量I/O可以分為兩種型號。其中不帶模擬量I/O的有11種型號，分為16點和32點兩種規格，輸入有交流120V和直流24V兩種，輸出有繼電器、晶體管和晶閘管三種類型，共5種電氣配置。帶模擬量I/O的控制器有三種型號。圖6-2 ML1000型PLC型號含義2. 輸入/輸出 ML1000型PLC都有多個輸入與輸出公共端，其中繼電器輸出類型有5個公共端，晶體管輸出有3個公共端，每臺PLC至少有2個隔離繼電器，允許同一個控制系統連接不同的控制電壓，同時其直流輸入端即可以接入源流信號，也可以接入匯流信號。ML1000型PLC的04號輸入端可以配置為

4、計數頻率達6.6kHz的高頻輸入端。 3. 指令系統 ML1000型PLC共有65條編程指令，除基本的用于邏輯控制、計時器、計數器控制的類繼電器型指令外，還包括算數運算、數據處理、程序轉移、高速計數、信息和特殊應用（如順序器輸出、移位、堆棧等）等高級指令。6.1.2 MicroLogix1200型型PLC 圖6-3 ML1200型PLC硬件結構 1-端子排 2-擴展I/O總線接口 3-輸入指示燈 4-輸出指示燈5-RS-232通信接口 6-狀態指示燈 7-端子蓋和標簽 8-微調電位器 9-通信觸發按鈕 10-存儲器/實時時鐘接口蓋 11-DIN導軌鎖扣 MLl000型PLC其有體積小、應用靈活

5、、功能強等特點，但是它最多只有20個輸入點和12個輸出點，并不可擴展。與MicroLogix1000相比，MicroLogix1200型PLC可以提供更強的計算能力、更靈活的I/O擴展能力，滿足大多數應用項目的需要。 ML1200型PLC除了有24點和40點兩種基本單元外，還有模擬量和數字量的I/O擴展單元。采用模塊化、無機架結構擴展I/O，每臺PLC最多可擴展6個模塊，控制I/O點數最多達88點，具有很大的靈活性。ML1200型PLC基本單元與擴展I/O模塊的輸入/輸出性能見表6-1（p131）。 ML1200型PLC特點詳見p131。 6.1.3 MicroLogix1500型型PLC M

6、L1500型PLC比ML1000型和ML1200型PLC具有更多的高級功能。以往為了實現這些功能，可能需要選用大型的PLC，而現在ML1500型PLC為用戶提供了更經濟的解決方案。 ML1500型PLC處理器有兩種型號：1764-LSP處理器的存儲器容量為8KB（可配置為4KB數據文件和4KB程序文件）；1764-LRP處理器的存儲器容量為12KB（可配置為8KB數據文件和4KB程序文件），遠遠大于1KB容量的ML1000型PLC。 ML1500的接線端子排都是可拆卸的，且具有手指保護功能。1. 控制器結構 圖6-4 ML1500型PLC的硬件結構 1-可移動端子排 2-擴展I/O總線接口 3

7、-輸入LED指示燈 4-輸出LED指示燈 5-RS-232通信接口 6-狀態指示燈 7-存儲器/實時時鐘接口蓋 8-備用電池 9-電池 10-端子蓋和標簽 11-數據存取儀 12-模式選擇開關和微調電位器2. 控制功能 ML1500型PLC除具有ML1000型PLC的指令系統外，還支持浮點數運算、配方和ASCII指令，另外ML1500還具有內置PID功能；實時時鐘功能（選擇實時時鐘RTC模塊）；可選定時中斷（STI）功能，允許時間預定觸發，而與程序掃描無關；4種事件中斷功能，允許任何8路高速輸入作為中斷源；脈沖觸發輸入功能，可以捕獲非常短暫的脈沖，并在輸入掃描過程中保持狀態不變。還具有高速計數

8、（HSC）、脈沖串輸出（PTO）和脈寬調制（PWM）功能。1）ML1500型PLC有2個20kHz的高速計數器（HSC），在PLC基本單元上每個HSC有4個隔離的專用輸入端，HSC0使用03號輸入點，HSC1使用47 號輸入點。2）1764-28BXB基本控制單元有兩個高速輸出端子（00：0/2和00：0/3），這兩個高速輸出端既能用作標準輸出，又能配置成為32位的脈沖串輸出（PTO）輸出或脈寬調制（PWM）輸出。3）ML1500處理器引入了兩個可調的微調電位器，調節微調電位器可以改變PLC相應的“微調電位器信息（TPI）”寄存器內的數值，這數值可以用作計時器計數器或模擬量的預置值。4）ML1

9、500可以在控制面板上添加數據存取儀模塊（DAT），用來直接讀取或修改PLC的內存數據。5）ML1500可選存儲器模塊主要是由E2PROM組成。6.1.4 MicroLogix1100型型PLC ML1100型PLC是ML系列的一個最新產品，它在現有的ML系列PLC功能的基礎上，增加了用于工業控制的Ethernet/IP，內置DH-485/ModbusTMRTU網絡，通過LCD屏幕為操作人員與控制程序提供交互接口的功能。圖6-5 ML1100型PLC結構特點 1) ML1100型PLC具有10路數字信號輸入，2路模擬信號輸入和6路數字信號輸出，能處理各種控制任務。能以嵌入的方式靈活擴展4個17

10、62 I/O模塊，為用戶提供多達80個數字信號的I/O點。 2) ML1100型PLC具有在線編輯和內置10/100Mbit/s Ethernet/IP點對點信息傳遞功能。內置LCD屏幕能夠顯示PLC狀態、輸入/輸出狀態和簡單的操作員信息，還能夠監控和處理位和整形數。提供了數字式斬波電位計功能，可以靈活地在編程、遠程和運行三種工作狀態下切換。 3) ML1100型PLC尤其適用于SCADA 、RTU等遠程監控和對內存需要比較大，對I/O點數的需求有限的應用場合。6.1.5 MicroLogix系列系列PLC性能比較性能比較1共有特性 1）ML系列PLC有兩種形式供電電源：DC 24V和AC 8

11、5264V。在交流電源供電系統內還提供內置的傳感器用DC 24V/ 200mA電源，因此在根多應用場合不需要再附加外部直流電源。 2）ML系列PLC的所有直流輸入端都有可調輸入濾波器，用戶可以根據需要通過編程器或RS Logix500編程軟件為每個輸入（或組）設置濾波響應時間。所有的模擬量輸入/輸出通道都可以任意配制成電壓型或電流型。 3）ML系列PLC都有內置8針RS232通信接口，支持DF-1全雙工和半雙工協議及DH485協議，可以直接和個人計算機或電話調制解調器與遠程計算機連接。還可以分別通過l761-NET-AIC+、1761- NET- DNI、1761-NET-EN I網絡接口轉換

12、模塊分別與DH-485網絡、DeviceNet網絡和EtherNet網絡連接。 ML系列各型號PLC的用戶程序存儲器、I/O能力、附加功能和通信性能比較分別參見表6-3表6-6（ p136137）。 1性能比較6.2 SLC5系列系列PLC 羅克韋爾的SLC5系列PLC是一種模塊化框架式結構，它包括處理器模塊、離散量模塊、模擬量模塊、特殊I/O模塊、通信模塊和相關外圍設備。6.2.1 SLC5系列PLC概述 6.2.2 I/O模塊 6.2.3 特殊功能模塊 6.2.4 通信模塊 6.2.5 I/O框架與電源模塊6.2.6 獨立I/O模塊6.2.1 SLC5系列系列PLC概述概述 SLC5系列P

13、LC有6種型號、7種電源規格、4種框架及80余種I/O模塊或特殊功能模塊，可構成一個應用靈活、功能強大的PLC控制系統。SLC5系列PLC硬件結構分為固定式和模塊式兩種。1. 基本組成以及結構圖6-6 SLC5系列PLC基本組成及結構1. 基本組成以及結構 1）固定式SLC500型PLC集處理器、電源、輸入/輸出于一體，根據其輸入/輸出方式（直流、交流及不同電壓等級；源流、匯流；繼電器、晶閘管和晶體管輸出等）和I/O點數（20、30、 40點）的不同共有24種不同型號。 2）SLC5系列模塊式PLC由處理器模塊、電源模塊、I/O模塊和框架等組成，所有模塊可以根據用戶需要進行配置和擴展，從而滿足

14、系統所需的I/O點數、存儲容量以及通信網絡。處理器模塊有SLC501、SLC502 、SLC503、SLC504和SLC505共5種型號。 2. 特點 1）SLC501處理器最多可以控制256個本地I/O點，具有1KB或4KB內存容量的模塊式處理器，與ML1000型PLC的指令系統大致相同。 2）SLC502處理器最多可以控制多達480個本地I/O點，具有4KB內存容量。與SLC501處理器相比增加了包括PID、通信和可選定時中斷在內的19條指令。 3）SLC503處理器最多可以控制多達960個本地I/O點，具有16KB內存容量，比SLC502處理器增加了一個串行通信接口，可以進行DF1、AS

15、CII或DH-485通信。 4）SLC504處理器擁有與SLC503處理器同樣的控制性能，但是由內置的DH+網絡接口代替了SLC503的專用DH485接口，通信速度要比DH485網絡快3倍。 5）SLC505處理器內置10Base-T EtherNet通信接口，支持在以太網上廣泛使用TCP/IP和簡單網絡管理協議（SNMP），給基于標準的分布式PLC系統提供了更加廣泛的網絡連接。6.2.2 I/ /O模塊模塊 SLC5系列PLC提供離散量、模擬量和特殊應用模塊等共80余種I/O模塊，能滿足SLC5用戶的不同需求，其中本地模塊都采用硬件尋址方式，用戶程序邏輯可直接存取I/O數據。1. 離散量I/

16、O模塊 SLC5系列PLC按輸入/輸出方式和I/O點數的不同有40余種離散量I/O模塊，包括4、8、16和32點開關量I/O模塊，可以連接AC、DC信號和TTL電平。輸出模塊有晶體管輸出、晶閘管輸出和繼電器觸點輸出三種方式。為了能夠合理使用SLC5的每個I/O槽，還提供了2輸入/2輸出、4輸入/4輸出和6輸入/6輸出的混合I/O模塊。所有輸入模塊都采用濾波和光電隔離技術，輸出模塊都有內置的浪涌保護功能，以提高在工業噪聲環境下工作的可靠性。 高性能的離散量模塊有： 1）快速響應直流輸入模塊1746-ITB16和1746-ITV16 。 能夠直接接收來自現場的高頻信號。其最大導通延時時間是0.3m

17、s，最大關斷延時時間是0.5ms。 2）大電流固態繼電器輸出模塊。使SLC5系列PLC可以直接控制負載電流達1A（1746-OAPl2；-OBP16；-OVP16）或2A（1746-OB6EI；-OBP8）的線圈、接觸器、電機和電機起動器等設備。 3）帶電子保險的輸出模塊1746-OB6EI、1746-OB16E和1746-OB32E。可以使模塊免受短路電流或過載的損壞。 2. 模擬量I/O模塊 SLC5系列PLC的模擬量模塊有4通道、4通道混合I/O（2路輸入/2路輸出）模塊、高密度的8/16通道輸入模塊及快速響應模塊等。輸入模塊都采用差分輸入，每路通道可單獨配置成不同等級的電流或電壓輸入方

18、式，最高精度的輸入分辨率可達16位。具有輸入濾波功能，對電氣噪聲具有很高的防護能力，輸出通道的精度達14位，具有精確的控制能力。SLC5系列PLC模擬量I/O模塊型號的含義、模擬量輸入模塊和輸出模塊技術參數分別參見表6-8表6-10。 具體有： l）1746-NI4、NIO4I、NO4V、NIO4I和NIO4V是4通道模擬量輸入、輸出和I/O組合模塊。其中，1746-FIO4I和FIO4V是兩路輸入和兩路輸出的組合，適用于模擬信號快速變化的實時響應系統。 2）1746-NI8/NI16I/NI16V模塊是高密度輸入模塊，非常適用于具有大量模擬量輸入信號的過程控制應用。6.2.3 特殊功能模塊特

19、殊功能模塊SLC5系列PLC有適用于特殊場合以滿足不同控制需求的智能模塊。1熱電阻輸入模塊（RTD） 熱電阻輸入模塊1746-NRX能與鉑、鎳、銅和鎳鐵型等12種不同類型熱電阻，以及不同的阻值和溫度范圍的RTD連接，并可連接如調壓器之的電阻性設備。2熱電偶/毫伏輸入模塊 熱電偶/毫伏輸入模塊1746-NTX可接收和存儲熱電偶或直流毫伏模擬量信號所對應的轉換數據，能夠接收J、K、T、E、R、S、R和N型熱電偶和標準模擬量模塊不能監測到的毫伏信號。3料斗溫度控制模塊 料斗溫度控制模塊1746-BTM適用于注塑機或擠壓機的料斗溫度控制。該模塊是一個智能I/O模塊，具有4個用于溫度控制的PID回路。4

20、高速計數模塊 高速計數模塊1746-HSCEX可以對來自編碼器和各種高速輸入開關進行雙向計數，它除了有4個集電極開路輸出端外，還有4個內部輸出位，程序可以直接訪問這些輸出狀態位。1764-HSCE是單通道模塊，1746-HSCE2為多通道高速計數模塊。 5步進控制模塊 步進控制模塊1746-HSPL是種單軸開環的微型步進控制模塊。 6伺服定位模塊 運動控制模塊1746-HS IMC110是個單軸閉環伺服定位模塊。6.2.4 通信模塊通信模塊羅克韋爾的通信網絡概括為三層： 1）信息網 采用傳送信息量比較大的以太網來完成信息的管理任務。 2）控制網 通過同級對等通信網絡如DH+、DH485、或Co

21、ntrolNet 等將PLC、工控機以及各種操作員界面連接在一起實現信息交換，用于完成對過程控制有較高要求的系統控制。 3）設備網 通過主從網絡如DeviceNet現場總線、遠程I/O網等將工業現場設備與上層網絡連接在一起，實現對現場設備的控制。1. BASIC模塊 BASIC模塊1746-BAS占用PLC框架的一個槽，內置兩個可組態的串行通信接口（RS232/423、RS422和RS485）和一個DH-485通信接口。通過1747-PBASE開發軟件或終端仿真軟件自己編制控制程序，直接與遠程設備如計算機、打印機、調制解調器等第三方設備進行通信。2. 遠程I/O（RIO）鏈路通信模塊 RIO網

22、絡是一個主從網，網上的通信模塊分為RIO掃描器和適配器兩種。 1）掃描器模塊1747-SN可控制多達16個遠程設備。 2）離散量遠程I/O掃描器1747-DSN和1791系列塊I/O可以組成分散控制系統。 3）在1747-SN模塊基礎上增加了熱備功能的熱備掃描器模塊1747-BSN。 4）RIO適配器模塊1747-ASB。 5）PLC-5的遠程I/O適配器1747-DCM。3. 設備網（DeviceNet）掃描器模塊 DeviceNet也是一個主從網，可以將各種現場設備直接與PLC連接，從而減少了系統所需的I/O點數和現場接線，設備網絡掃描器模塊1747-SDN作為主設備占用SLC處理器本地框

23、架的一個槽，提供DeviceNet設備與SLC502及更高系列處理器的通信接口。 4. 控制網（ControlNet）通信模塊 1）控制網掃描器模塊1747-SCNR占用SLC5系列PLC框架的1個槽，SLC502、503、504和505處理器可以通過它與ControlNet網絡連接，并進行預定義的信息傳送。 2）控制網適配器模塊1747-ACN15和1747-ACNR15既可以提供預定義的數據也可以提供非預定義的數據，通過標準的BNC接口與控制網連接。 3）控制網通信模塊1747-KFC15增強了SLC5系列PLC的通信能力，使SLC5處理器（503、504或505）可以與控制網進行非預定數

24、據通信。 6.2.5 I/ /O框架與電源框架與電源模塊模塊 SLC5系統PLC有4種I/O框架和7種供電電源，用戶可以根據需要選擇框架、電源、處理器和I/O模塊，靈活地進行系統配置，框架和電源模塊外形結構如圖6-7所示。 圖6-7 SLC框架和電源模塊 1746-AX系列框架將模塊式SLC5系列PLC的處理器、電源和I/O模塊組合在一起。SLC5共有4種框架尺寸，1746-A4、A7、A10和A13，即4槽、7槽、10槽和13槽可供選擇。此外可以對本地框架進行擴展，最多可以擴展3個本地框架，本地框架之間需要電纜連接，處理器最多能尋址本地框架的30個槽，如果控制系統中有更多I/O需要控制，可以通過遠程I/O鏈路來實現。1框架 SLC5系列PLC的每個框架都需要電源模塊為處理器和I/O模塊供電，SLC5共有7種電源模塊可供選擇。交流輸入供電電源模塊為l746-Pl、P2和P4；直流輸入供電電源模塊為1746-P3、P5、P6和P7。除DC24V電源模塊