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摘  要：介紹羅克韋爾自動(dòng)化A-B可編程序控制器系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)及通信方式和某些相關(guān)的產(chǎn)品。

關(guān)鍵詞：工業(yè)自動(dòng)化；可編程序控制器；網(wǎng)絡(luò)；通信

一個(gè)集成控制系統(tǒng)，它的功能的體現(xiàn)取決于如何有效地組合該集成控制系統(tǒng)內(nèi)的各個(gè)元件，取決于如何使各個(gè)元件能夠協(xié)調(diào)地工作。羅克韋爾自動(dòng)化意識(shí)到了這一點(diǎn)，意識(shí)到有效地組合各元件可以通過構(gòu)成一個(gè)結(jié)構(gòu)開放的網(wǎng)絡(luò)來實(shí)現(xiàn)，而使各個(gè)元件協(xié)調(diào)工作則需要使各元件間通信方便，使各元件間能有效地交換各種數(shù)據(jù)。因此，網(wǎng)絡(luò)和通信便是一個(gè)自動(dòng)化系統(tǒng)能否發(fā)揮其功能的重要因素。羅克韋爾自動(dòng)化提供了從按鈕到可編程序控制器、從傳感器到軟件、從變頻器到信息顯示等一系列產(chǎn)品，由此所組成的自動(dòng)化控制網(wǎng)絡(luò)正發(fā)揮著重要的作用。

一、目前的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)及其通信

一個(gè)完整的自動(dòng)化系統(tǒng)其控制可分為3個(gè)層次：

1、信息層 

這是整個(gè)自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)的最高層，也是對現(xiàn)場采集到的數(shù)據(jù)和信息進(jìn)行處理和管理的一層。

2、控制層

這是操作所在的一層，它將處理器與處理器之間的信息交流、將處理器與輸入/輸出接口之間的信息交流集成在這一層。

3、設(shè)備層

這是面向現(xiàn)場設(shè)備的一層，也是整個(gè)自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)的最低層，它可以將操作信息送到現(xiàn)場設(shè)備，也可以將現(xiàn)場設(shè)備的情況反饋到操作者。 PLC資料網(wǎng) http://www.plcclub.com

相應(yīng)地，羅克韋爾自動(dòng)化A-B推出了由以太網(wǎng)、控制網(wǎng)和設(shè)備網(wǎng)所組成的開放型網(wǎng)絡(luò)，如圖1示。其中，以太網(wǎng)是以TCP/IP（傳輸控制協(xié)議/網(wǎng)際協(xié)議）作為其傳輸協(xié)議的開放型的網(wǎng)絡(luò)信息層；控制網(wǎng)是一個(gè)開放型的現(xiàn)代化的控制網(wǎng)絡(luò)，可以提供可編程序控制器、輸入/輸出機(jī)架、個(gè)人計(jì)算機(jī)、第三方軟硬件以及相關(guān)輸入/輸出設(shè)備間的實(shí)時(shí)通信；設(shè)備網(wǎng)是一個(gè)開放型的全球化的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)通信網(wǎng)絡(luò)，無需中間的輸入/輸出系統(tǒng)就可以將現(xiàn)場設(shè)備和可編程序控制器直接相連。

圖1 設(shè)備網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)的典型結(jié)構(gòu)

• 設(shè)備網(wǎng)（DeviceNet^TM）

采用設(shè)備網(wǎng)，只需通過一根電纜就能夠?qū)⒖删幊绦蚩刂破髦苯舆B接到智能化設(shè)備，如傳感器、按鈕、馬達(dá)起動(dòng)器、變頻器、簡單的操作員接口等，省卻了可編程序控制器與輸入/輸出網(wǎng)絡(luò)的通信、輸入/輸出網(wǎng)絡(luò)與現(xiàn)場設(shè)備的硬連線。正是由于設(shè)備網(wǎng)可以省卻輸入/輸出網(wǎng)絡(luò)的這一特點(diǎn)，它才可以使產(chǎn)品集成變得容易，使產(chǎn)品安裝和連線費(fèi)用降低。同時(shí)，通過采用全新的生產(chǎn)者/客戶（producer/consumer）通信模式，又為設(shè)備網(wǎng)提供了強(qiáng)有力的故障診斷和故障查詢能力。采用設(shè)備網(wǎng)掃描器（1771-SDN、1747-SDN），PLC、SLC500系列可編程序控制器可以連接到設(shè)備網(wǎng)，一方面實(shí)現(xiàn)了可編程序控制器到現(xiàn)場設(shè)備的直接通信，另一方面又可以將設(shè)備網(wǎng)和用戶現(xiàn)有的AB系統(tǒng)集成在一起。采用1784-PCD、1770-KFD、1770-KFDG等插卡，還可以將個(gè)人計(jì)算機(jī)、工作站、筆記本電腦等接入設(shè)備網(wǎng)，從而可以直接在計(jì)算機(jī)上對現(xiàn)場設(shè)備的操作進(jìn)行編程，如變頻器的加速速率和減速速率。此外，設(shè)備網(wǎng)不僅可提供大量的數(shù)字量I/O接口，而且可以通過FF（Foundation Fieldbus）現(xiàn)場總線提供大量的模擬量I/O接口，因而許多應(yīng)用場合都可以采用設(shè)備網(wǎng)來作為其解決方案。

設(shè)備網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)的典型結(jié)構(gòu)，如圖1所示。

• 控制網(wǎng)（ControlNet^TM）

采用生產(chǎn)者/客戶（producer/consumer）通信模式，控制網(wǎng)結(jié)合了輸入/輸出網(wǎng)絡(luò)和點(diǎn)對點(diǎn)信息網(wǎng)絡(luò)的功能，既可以滿足對時(shí)間苛求的控制數(shù)據(jù)傳輸（如I/O刷新、控制器到控制器的互鎖）的需要，又可以滿足對時(shí)間非苛求的數(shù)據(jù)傳輸（如程序上載、下載、信息傳送）的需要。控制網(wǎng)適用于實(shí)時(shí)、高信息吞吐量的應(yīng)用場合，它的數(shù)據(jù)傳輸速率高達(dá)5M Bps。因?yàn)樗倪@種高速率，控制網(wǎng)可以支持高度分布式的自動(dòng)化系統(tǒng)，特別是那些具有高速數(shù)字量I/O和大量模擬量I/O的系統(tǒng)。I/O機(jī)架和其它設(shè)備可以安放在離可編程序控制器幾百米遠(yuǎn)的地方，或者，對于分布式控制系統(tǒng)來說，可以就將可編程序控制器放置在I/O機(jī)架中，這樣，PLC可以在監(jiān)視其駐留本地I/O的同時(shí)通過控制網(wǎng)與上一級(jí)管理控制器進(jìn)行通信。