电气控制与PLC教学课件ppt作者王建平第九章课件.ppt

第 9 章 电气控制与PLC 当今自动化系统已经发展为网络化集成控制系统。开放式网络平台NetLinx采用3层网络结构体系，它将系统与设备有机地结合在一起，将信息流扩展至整个生产过程，并利用企业的其他信息，将工厂各车间连接成网络，从而实现过程控制数据与信息方便可靠地在PLC、人机接口、变频器、DCS之间进行交换传递。 本章提要 9.1 开放式工业控制网络NetLinx 9.2 DH-485网络 9.3 串行通信网络 9.4 DH+网络 9.5 PLC网络控制系统实例 9.1 开放式工业控制网络NetLinx 9.1.1 NetLinx网络结构 9.1.2 信息层 9.1.3 控制层 9.1.4 设备层 9.1.1 NetLinx网络结构 9.1.2 信息层 9.1.3 控制层 1．控制网（ContronlNet）体系结构 控制网（ContronlNet）是20世纪90年代推出的一种高速工业控制网络，它是一个开放、实时、具有确定性和可重复性的现场总线网络。作为NetLinx开放式三层网络的控制层， ContronlNet是一种高效、可靠、组态与编程简单、结构灵活的高速确定性网络，用于对时间有苛刻要求的应用场合的信息传输，如对于在同一链路上的I/O、控制器实时互锁、对等通信报文传送和编程操作，均具有相同的带宽。 ContronlNet的体系结构与拓扑结构分别如图9-2、图9-3所示。ContronlNet还支持硬件冗余、冗余方式如图9-4所示。 2．ContronlNet的特点 1）ControlNet是高速的控制和I/O网络，具有增强的I/O性能和点通信能力，支持多主方式，可以从任何一个节点（甚至适配器）访问整个网络。 2）对于离散和连续过程控制应用场合，均具有确定性和可重复性。 3）先进的生产者/消费者网络模型，最大限度地优化了带宽的利用率，并可构成多主、主/从、对等的通信结构。 4）媒体访问算法确保了控制信息传送时间的准确性。 5）ControlNet具有灵活的安装选择，可使用各种标准的低价同轴电缆，也可使用具有强抗干扰性和本征安全性光纤，并支持媒体冗余方式。 3．ContronlNet的应用 1）控制。ControlNet可以对每个单独的设备选择I/O刷新频率。支持单主或多主系统，可以共享输入，即从一个设备输入的数据可以被多个设备读取（消费），实现PLC互锁和对等报文通信等。 2）组态。ControlNet可以对PLC编程，可以在设备启动时对设备组态。用户也可以通过控制网（ControlNet）在同一个地点组态多个设备层的网络。 3）数据采集。ControlNet 在人机界面显示、趋势分析、配方管理、系统维护与故障处理等方面应用非常理想，用户可以在固定的时间间隔或任何需要的时候实现这些功能。 9.1.4 设备层 设备层将底层的设备直接连接到上层PLC。这种连接无需通过I/O模块，即可用方便而快速的通信链路采集来自现场设备（如传感器、驱动器等）的各种数据，并对其进行配置和监视。设备网通常是主从网络如DeviceNet现场总线、远程I/O网等。 DeviceNet沿用了CAN协议标准所规定的总线网络的物理层和数据链路层，并补充定义了不同的报文格式、总线访问仲裁规则及故障检测和故障隔离的方法。简单地说，CAN定义了数据方式，而DeviceNet应用层补充了传输数据的意义。 DeviceNet通信协议的特点为： 1）点对点数据交换，任何DeviceNet产品都可以生产和消费报文。 2）将主/从操作定义为点对点的子集。 3）DeviceNet产品可用作客户机或服务器，或具有双重身份。 一个DeviceNet网络最多可有64个节点，每个节点可以支持无限多的I/O。例如，气动阀执行器的典型I/O数为16个或32个。 2．DeviceNet物理层和介质 DeviceNet物理层规范定义了DeviceNet的总线拓扑结构以及网络元件，具体包括系统接地、粗缆和细缆混合结构、网络端接和电缆分配。 DeviceNet电缆中包括24V直流电源和信号线两组双绞线以及信号屏蔽线，电缆内的电源既可为网络供电，也可为网络上的设备供电。 3．DeviceNet主要技术特点与应用 DeviceNet的主要特点为： 1）DeviceNet设备具有互换性和互操作性，用户可对不同厂商的设备进行最佳系统集成，大大减少了系统安装、调试和接线的成本与时间。 2）DeviceNet将PLC、操作员终端、传感器、光电开关、执行机构、驱动器等现场智能设备连接成网络，省去了昂贵而繁琐的电缆硬接线。