工业控制网络与现场总线技术实验指导书

3．下载程序。点击控制栏中的图标，找到对应的1756-L61 LOGIX5561处理器，点击Download。

4．下载完毕后，按下PLC实验框架上的DI10按纽，对应的DO10指示灯将被点亮；按下PLC实验框架中的DI11按纽，对应的DO11指示灯将被点亮。

五、实验任务及预期结果

1.熟练用RSNetWorx for EtherNet/IP软件配置EtherNet/IP网络，能查看并修改相应模块的属性。

2.选择展示墙上四个ControlLogix系统中的一个，创建一个ControlLogix项目并完成相应的通信组态。要求控制器编译无错误，项目能正常下载到控制器。

3.在所建立的项目下用网络上的远程I/O创建一简单例程，要求程序编译无错误，程序执行后接在输出模块上相应的指示灯被点亮。 六、实验报告要求

1. 实验报告必须认真填写，书写工整，不得出现错字、别字、白字、简化字。 2. 实验名称按本指导书给出的实验名称填写。

3. 实验日期按实际进行实验的日期进行填写，不得错写或漏写 4．实验目的按本指导书给出实验目的填写，不得自行编造。

5．实验步骤必须详细，包括进行了那些设置及设置了哪些参数，出现了什么结果等。不得跳步或笼统填写。

6．实验报告上交前由班长把关，对书写不符合以上要求及书写不认真、潦草者打回重新填写。 七、思考题

1. EtherNet/IP网络的主要软硬件配置有那些？ 2. EtherNet/IP网络能实现那些功能？

3. 画出实验系统中设备的接线图。说明1756-AENT适配器模块的作用。 4. 如何实现通过EtherNet/IP网络控制远程I/O？

5. 根据你在实验中的应用和理解说明系统中所用到的软件在实验中的作用。

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实验三 ControlNet网络配置与通信实验

ControlNet 是一种高速的工业控制网络，是开放、实时、具有确定性和可重复性(Determinism&Repeatability)的现场总线，用于对时间有苛刻性要求的控制场合的信息传输，是罗克韦尔自动化无缝连接的NetLinx 架构中的控制层网络。它为对等通信提供实时控制和信息报文传输服务，作为控制器和I/O 设备之间的一条高速通信链路，综合了现有各种网络的能力。ControlNet 网络主要应用于控制系统中控制器之间实时信息的传输。 一、实验目的

1．掌握ControlNet网络的原理及其组成,理解ControlNet 网络更新时间的概念； 2. 学习用RSNetWorx for ControlNet软件配置ControlNet网络； 3．了解ControlNet 中Produce/Consumer 传输模型,

4. 比较Produce/Consumer 与Peer to peer 通信的特点掌握ControlNet网络上控制器与控制器的通信方法。

二、实验设备和仪器

本实验系统所用模块包括：

1) 计算机－对控制器进行编程及网络配置； 2) ControlLogix 控制系统－包括： ①1756-PA75 电源；

②1756-L61ControlLogix 处理器（对应Slot 0）； ③1756-ENBT 以太网通信模块（对应Slot 1）；

④1756-CNBR/D ControlNet 网络通信模块（对应Slot 2）；

⑤1756-DNB DeviceNet网络模块（将用于DeviceNet 网络实验，对应Slot3）； ⑥1756-IB32/OB32 数字量输入输出――与外部被控对象连接的接口。 3) CompactLogix控制系统－包括： ①1769—ECL 左侧终端； ②CompactLogix L32 C； ③1769-PA2 电源模块；

④1756-IQ32/OB32 数字量输入输出； ⑤1769—ECL 右侧终端。 4)FlexLogix 控制系统－包括：

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①1794—PS13 电源模块；

②1794—ACN15 以太网通信适配器； ③1794—IB16/OB16 数字量输入输出。 4) 连接同轴电缆及其他附件。

本实验系统采用了目前自动化领域最先进的NetLinx 网络架构，利用EtherNet 可以实现远程操作、远程编程、远程网络配置组态等功能。计算机通过以太网连接1756-ENBT模块，通过ControlLogix 框架访问所有模块。ControlLogix 系统通过1756-CNBR/D 与CompactLogix控制器的ControlNet 网络端口连接，进行实时的数据交换功能。

图3.1 实验系统硬件结构

本实验系统所用软件包括：

1. 操作系统－Windows XP Server Pack 2 操作系统，自动登录，无需密码；

2. RSLinx V2.53 版本－强大的通信软件，包含了A-B 所有硬件设备的驱动程序，并提供了与第三方应用软件的通用接口，本实验用其实现计算机与控制系统的连接；

3. RSLogix5000 V15/V16 版本－ControlLogix 控制系统编程软件；

4. RSNetworx For ControlNet V5.00 版本－ControlNet 组态工具软件。RSNetWorx软件，是32 位图形网络组态工具支持软件。RSNetWorx 的网络定位视图，提供了网络组态所需要的信息和工具。RSNetWorx 提供了一个图形化的网络视图，改善带宽利用率的调度，并具有在线和离线组态的功能。 三、实验内容及要求

1. 用RSNetWorx for ControlNet软件配置ControlNet网络。

2. 创建一个新项目，添加远程1794 FLEX I/O 控制网适配器及I/O模块。

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3. 添加逻辑程序，控制分布在控制网上的远程FLEX I/O。 4. Produce/Consume数据通信实验。 四、实验步骤

本实验首先进行网络规划与配置，然后利用CompactLogix控制器产生一正弦信号，通过ControlNet Produce/Consumer 方式和MSG 点对点方式（即ControlNet 的预定义数据传输和非预定义数据传输）将信号发送到ControlLogix 处理器中，并通过编程软件的监控功能将正弦信号以趋势图方式显示出来，通过比较两个趋势图，检验网络信号的传输。编程时，需要将计算机与控制系统相连，因此，第一步是建立计算机与控制系统之间的通信。

1. 建立通信（配置RSLinx 通信驱动程序）

罗克韦尔自动化ControlLogix 控制系统是一个开放的无缝连接的网络体系，支持从上层到下层的设备访问，因此可以通过多种途径与ControlNet 通信：

（1） 通过1784-PCIC(S) for ControlNet 板卡将计算机作为一个节点连接到ControlNet 网络上； （2） 通过Ethernet 网络连接到ControlLogix 框架，经由ControlLogix 背板与1756-CNBR/D ControlNet 网络模块通信。

本实验采用第二种方式建立通信，因此，需要建立EtherNet 驱动程序，通信的建立过程详见实验一、二所示。最小化RSLinx。注意不要关闭RSLinx 软件。EtherNet 驱动程序配置完成后可以通过EtherNet 访问控制系统，进行设备的访问和监控。

2. ControlNet 网络配置

组建ControlNet 网络的基本步骤如下：

（1）网络规划：根据系统需要选择节点、电缆，进行合理布线规划；

（2）硬件设备连接：将ControlNet 网络节点设备连接到网络上，并进行网络测试； （3）安装和启动网络组态工具软件，如罗克韦尔软件RSNetworx for ControlNet；

（4）节点预配置：ControlNet 网络的通信波特率为5Mbit/s ，每个网段最多允许有99个节点，且不允许有节点地址重复的设备，在设备添加到网络上之前，应当按照网络规划给设备分配节点地址，地址一般应连续，并且信息优先级高的设备节点地址应当尽量小，以保证信息及时传送（该操作只能在在线模式下进行）；

（5）将编程终端（计算机或专用编程设备）连接到网上，并建立通信；

（6）配置ControlNet 网络参数：通过扫描网络上的处理器，RSNetworx for ControlNet软件能计算出网络的通信负载情况，并给出合理的网络刷新时间，通过合理配置使网络性能达到最优化；

（7）保存配置参数：将设备配置参数下载到节点和ControlNet Keeper 中，并保存到网络组态

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工具软件配置文件中（用于离线查看网络信息或配置相同的网络）。

前两步工作已经完成，在Windows 开始菜单的程序中找到Rockwell Software，然后选择RSNetworx，选择RSNetworx for ControlNet，打开网络组态工具软件RSNetworx forControlNet。选择ControlNet Configuration，配置一个ControlNet 网络，如图3.2所示。

图3.2 RSNetWorx For ControlNet 界面

点击Online ，通过AB-ETH-1，EtherNet 访问ContolLogix 背板，然后选择1756-CNBR/D，选择其A 通道连接的ControlNet 网络，读取网络上设备信息，如图3.3所示。

图3.3 选择访问ControlNet 的路径

网络信息栏中显示了当前的网络状态和参数，在Edit Enable 前的方框内打勾(出现提示窗口的话按照默认操作)，开始进行网络参数设置，如图3.4所示。

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河南机电高等专科学校 《工业网络技术》 实验指导书

专业：计算机控制技术

张士磊 编

河南机电高等专科学校罗克韦尔自动化实验室

2009 年 06 月

实 验 要 求

1、 按指定实验台进行实验，与实验无关的仪器，请不要乱动。 2、 不得将水杯、零食等带入实验室。

3、 接好线路，指导教师检查后，方可给电，不得私自拆接线路。 4、 出现事故，立即切断电源，报告指导教师。

5、 使用设备和软件不会就问，不要盲目操作，损坏设备或元器件要保持原状，如实报告指导教师。

6、 实验结束，经指导教师检查数据，同意后方可拆线或关闭软件，整理好仪器、实验台等再离开实验室。 7、 拆线前要先断电源。

8、 正常关闭系统，待显示可以关闭电源后，按下电源按钮关闭显示器，严禁非正常关机。

9、 不得删除计算机中文件，设置、更改保护密码。

10、保持实验室干净整洁，不得在实验室乱仍纸屑，不得随地吐痰等。

严肃认真，遵守纪律 独立思考，细心操作 爱护仪器，注意安全 保持整洁，不要喧哗

2

目 录

实验一 工业控制网络上机实验 ................................................................... 4 实验二 EtherNet/IP网络配置与通信实验 .................................................. 23 实验三 ControlNet网络配置与通信实验 ................................................... 37 实验四 实验五

DeviceNet 网络配置与通信实验 ................................................... 48 基于DeviceNet的变频器控制实验 ............................................... 61

3

实验一 工业控制网络上机实验

工业控制网络也称为现场总线，现场总线与PLC 控制系统的完美结合产生了当前最热门的FCS 现场总线控制系统。PLC 控制系统是现场总线典型的应用场合，要深入了解现场总线的应用及其原理首先应当掌握PLC 网络及其控制技术。

可编程逻辑控制器——PLC——是一种数字运算的电子系统，专为在工业环境下应用而设计。它采用可编程序的存储器，用来在内部存储执行逻辑运算，顺序控制，定时，计数和算数运算等操作的指令，并通过数字式，模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程，可编程序控制器及其有关设备，都应按易于与工业控制系统连成一个整体，易于扩充功能的原则设计。可编程逻辑控制器综合了计算机技术，自动控制技术和通讯技术，用面向控制过程，面向用户的“自然语言”编程，适应工业环境，简单易懂，操作方便，可靠性高，是新一代通用工业控制装置。

PLC 广泛应用于能源、矿业、加工制造业、化工、纺织、汽车、酿酒、制药、电子制造、木材加工印刷业、交通运输、城市供水、污水处理、农产品加工畜牧业等行业。 一、实验目的

1．了解PLC的工作原理； 2. 熟悉PLC编程软件的编程环境； 3．掌握PLC编程的基本思想； 4.了解现场总线控制系统的构成。 二、实验系统硬件及软件

本实验利用展示墙上安装的ControlLogix系统作对象，熟悉RSLogix5000软件的编程环境，创建项目并学习本地I/O及通信模块的组态方法，练习梯形图程序的编写方法，掌握建立计算机与PLC 通信，进行程序上下载，监视的方法。

本实验所用硬件：ControlLogix系统和计算机等。 本实验所用软件：

1） Windows XP ServerPack 2 操作系统，自动登陆，无需密码；

2） RSLogix5000 V 15.00/16.00 编程软件——用于ControlLogix 控制器编程及程序监视； 3） RSLinx V2.53 通信工具软件——用于建立计算机与罗克韦尔硬件的通信驱动，以及软件之间的接口。

1号ControlLogix系统的模块组成如下表所示：

4

槽号 名称 型号

机架 1756—A10B

电源 1756—PA75

0 处理器 1756—L61

1 以太网 1756— ENBT

2 控制网 1756— CNB/E

3 设备网 1756— DNB

4 数字输入 1756— IB32B

5 数字输出 1756— OB32A

三、实验内容及要求

1. 熟悉RSLinx软件的功能及使用方法，配置RSLinx通信。

2. 熟悉RSLogix5000编程环境，用该软件创建一个项目，建立相应的I/O组态和通信组态。 3. 掌握梯形图编程方法及控制逻辑实现方法 4. 编写梯形图程序，下载并监控程序的运行。 四、实验步骤

１．配置RSLinx通信

RSLinx 通信软件——Rockwell Software 的RSLinx(以下称RSLinx)是在MicrosoftWindows 各操作系统下建立设备及软件通信方案的工具。它为罗克韦尔设备、软件及第三方软件提供网络通信驱动程序。与硬件设备相连时，通过计算机串行口－232 通信接口与PLC 控制器相连，或通过计算机以太网卡与PLC 的EtherNet（EtherNet/IP）相连，在RSLinx中配置相应的驱动程序，建立计算机与控制器的通信，对控制器进行编程及程序状态监控、数据采集、以及信息采集等功能。

本实验中利用RSLinx 建立编程软件和控制系统之间的通信。首先，要运行RSLinx 程序（一般在系统启动时已经将RSLinx 作为默认的服务加载），如果RSLinx 已经启动，则在屏幕右下角的任务栏中会有

的图标）。如果RSLinx 没有启动，在Windows 开始菜单的程序栏中选择Rockwell Software

的RSLinx。

1）打开RSLinx, 点击Configure drivers按钮。

图1.1 RSLinx 软件启动界面

5

5）利用互联网远程通过ENBT模块访问EtherNet/IP网络的诊断、组态和框架信息。这些信息跟RSLinx看到的相似，但在此不需要专业软件就可以看到信息，且可以是远程异地查看。

使用IE软件连接，在地址栏中键入IP地址，回车即可，如图所示。

图2.8 通过IE查看EtherNet/IP网络

在ENBT页面下可查看设备信息及诊断信息。（设备信息与在RSLinx上看到的是一样的。） 此外，可通过EWEB模块远程监视数据库中的数据。 2. 创建一个新项目。 1) 启动RSLogix5000。

2）创建一个新项目，如图所示。

图2.9 创建一个新工程

31

3. 添加远程1794 FLEX I/O 以太网适配器及I/O模块

1) 组态1756-ENBT/A以太网适配器模块。右键单击I/0 Configuration, 在弹出的菜单中选择New Module…, 然后在弹出的菜单中选择1756-ENBT/A以太网适配器模块，如图所示。

图2.10 选择以太网适配器

2) 在弹出的菜单中设置1756-ENBT/A以太网适配器模块的IP地址，注意槽号和IP地址一定要设置正确，Electronic选择Disable Keying，选择完毕后点击Finish，完成对1756-ENBT/A以太网适配器模块的组态。

图2.11 配置以太网适配器

3) 组态1794-FLEX I/O EtherNet/IP适配器模块。右键单击I/0 Configuration中的1756-ENET-B ENET,在弹出的菜单中选择New Module…，然后在弹出的菜单中选择1794-AENT/A以太网适配器模

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块，如图所示。

图2.12 选择FLEX I/O以太网适配器

4) 在弹出的菜单中设置1794-FLEX I/O EtherNet/IP适配器的IP地址，每个PLC实验平台的1794-FLEX I/O EtherNet/IP适配器均有一个独立的IP地址，本例中的适配器所对应的IP地址已经预先分配为192.168.1.9，如需另外分配IP地址，可参见下图。具体设置IP地址如图所示，Electronic选择Disable Keying，完成对1794-FLEX I/O EtherNet/IP适配器的组态。

图2.13 FLEX I/O IP地址设置方法

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图2.14 配置FLEX I/O以太网适配器

5)组态1794-FLEX I/O输入输出模块，右键单击步骤3）中组态好的1794-AENT/A Subenet，在弹出的菜单中选择New Module…，然后在弹出的菜单中选择1794-FLEX I/O输入输出模块1794-IB16/A和1794OB16/A，如图所示。

图2.15 选择FLEX I/O输入输出

6)在弹出的菜单中分别设置1794-IB16/A和1794OB16/A的属性，注意在FLEX I/O框架中，1794-FLEX I/O EtherNet/IP适配器不占槽号，因此输入输出模块的槽号从0开始计数，Electronic选择Disable Keying，完成对1794-FLEX I/O输入输出模块的组态。

7)完成上述模块组态后，项目树如图所示。

图2.16 完成配置

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8)观察RSLogix5000自动创建的结构体数据标签。在控制器资源管理器中，双击Controller Tags，如图所示。

图2.17 查看控制器标签

4.添加逻辑程序，下载项目并测试

1．从资源管理器中，双击MainRoutine，启动梯形图编辑器，如图所示

图2.18 启动梯形图编辑器

2．添加以下梯形逻辑，如图所示。

图2.19 梯形图例程

35

基本控制逻辑是电器控制线路中的基本单元，主要包括： 与逻辑 或逻辑

非逻辑（禁逻辑） 自锁逻辑 互锁逻辑 联锁逻辑

21

由这些逻辑可以组成各种控制线路。以上程序每个梯级为单独程序，可以变换不同地址（如图中的Local：2：I。Data[1].0 为通道0 输入，将最后一位改为1，则为通道1，以此类推，输出通道类似，每个模块有32 个输入通道和32 个输出通道，相对于外部的32个按钮和32 个指示灯）在一个程序中实现所有控制逻辑。

根据以上逻辑进行编程，调试，并记录每个逻辑程序的运行结果。 5. 选作实验

熟悉ControlLogix 的I/O 模块配置及标签、数据类型。

ControlLogix 的I/O 模块有很多特殊的功能，需要在添加模块时配置才能使模块功能得到最好的发挥，添加模块窗口，模块的描述说明了模块的功能，不同的模块通过配置菜单可以实现复杂的功能，添加模块时，RSLogix5000 软件会自动为模块分配内存空间，存储模块的状态、配置、输入、输出信息，并且这些配置可以通过程序来改变。项目管理器中的MotionGroups 和DataTypes 也都是ControlLogix 特有的。通过MotionGroups 可以实现高速伺服控制。ControlLogix 是基于标签的编程方式，比传统的基于内存变量的编程方式内存组织和程序可读性更好，利用DataTypes 数据类型可以更加方便的实现数据及内存的管理。 五、实验报告要求

1. 实验报告必须认真填写，书写工整，不得出现错字、别字、白字、简化字。 2. 实验名称按本指导书给出的实验名称填写。

3. 实验日期按实际进行实验的日期进行填写，不得错写或漏写 4．实验目的按本指导书给出实验目的填写，不得自行编造。

5．实验步骤必须详细，包括进行了那些设置及设置了哪些参数，出现了什么结果等。不得跳步或笼统填写。

6．实验报告上交前由班长把关，对书写不符合以上要求及书写不认真、潦草者打回重新填写。 六、思考题

1. 简述PLC 的工作原理及应用场合。 2. 简述现场总线控制系统的构成。 3. 简述梯形图程序的执行过程。

4. 处理器的运行状态有几种？分别在什么情况下设置？处理器上运行状态钥匙应如何进行相应的设置？

5. 记录每个控制逻辑的编程过程及执行结果。 6. 举例说明每种简单控制逻辑的一个典型应。

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实验二 EtherNet/IP网络配置与通信实验

EtherNet/IP（Ethernet/Industrial Protocol）是一种适用于工业环境的通信系统。EtherNet/IP使用控制与信息协议CIP协议（Control and Information Protocol），其公共的网络层、传输层和应用层亦为ControlNet和DeviceNet共享。CIP协议是位于开放的、高度流行的EtherNet和TCP/IP协议的顶层的一个公共的、开放的应用层。

由于采用了CIP规范及Ethernet、TCP/IP技术，EtherNet/IP具有广泛的优越性。EtherNet/IP不仅解决了设备间的一致性问题，而且使得采用EtherNet/IP组建的控制网络可以较容易地集成到Internet/Intranet上，可以通过Internet来管理整个企业网。

根据EtherNet/IP的优点，它适合应用在以下场合。

（1）大型应用，需要连接多台计算机、控制器、人机界面、I/O和其他设备。 （2）作为多个DeviceNet网络的主干网。 （3）控制间的点对点互锁。 （4）连接I/O和传动控制。 一、实验目的

1．掌握EtherNet/IP网络的原理及其组成；

2. 学习用RSNetWorx for EtherNet/IP软件配置EtherNet/IP网络； 3．了解ControlLogix如何与EtherNet/IP接口设备通信； 4. 掌握分布在EtherNet/IP网络上的远程Flex I/O的使用方法。 二、实验设备和仪器

本实验系统采用了目前自动化领域最先进的NetLinx 网络架构，在NetLinx架构中，计算机通过EtherNet对其它网络进行访问的接入成本是最低的。利用EtherNet 可以实现远程操作、远程编程、远程网络配置等功能。计算机通过以太网连接1756-ENET 模块，通过ControlLogix 框架访问控制系统本地及远程的输入输出模块。本实验中每台计算机都可以通过EtherNet 直接与1756-ENET 模块通信，进而通过ControlLogix 框架与相应的CPU模块通信，进行网络配置及程序下载。

实验系统所用硬件：

（1） 计算机——配置EtherNet网络，编制控制程序； （2） ControlLogix 控制系统－—在本实验中用到的模块：

① 1756-PA75 电源模块——电源模块将外部的的交流或直流电源转换成控制器内部可用的电源，并防止电压脉冲对可编程序控制器内部部件的干扰。

23

② 1756-L61 ControlLogix 处理器或1756-L1 处理器（对应Slot 0）——控制EtherNet网络演示系统的运行。

③1756-ENET/1756-ENBT/1756-EWEB 以太网通信模块（对应Slot 1）——与计算机或其它控制系统通信，本实验中计算机对EtherNet网络的配置及控制程序的下载都是通过该模块实现的。

④1756-IB32/OB32 数字量输入输出――与外部被控对象连接的接口。 （3）CompactLogix 控制系统－—在本实验中用到的模块： ①1769—ECL 左侧终端－—左侧阻抗匹配，防止信号衰减。

②CompactLogix L32 E/ CompactLogix L43（对应Slot 0）——控制EtherNet网络演示系统的运行。

③1769-PA2 电源模块——电源模块将外部的的交流或直流电源转换成控制器内部可用的电源，并防止电压脉冲对可编程序控制器内部部件的干扰。

④1756-IB32/OB32 数字量输入输出――与外部被控对象连接的接口。 ⑤1769—ECL 右侧终端－—右侧阻抗匹配，防止信号衰减 （3）FlexLogix 控制系统－—在本实验中用到的模块：

①1794—PS13 电源模块－—将外部的的交流电源转换成通信适配器和输入输出模块内部可用的电源。

②1794—AENT 以太网通信适配器－—与计算机或其它控制系统通信。 ③1794—IB32/OB32 数字量输入输出――与外部被控对象连接的接口。 （4）集线式交换机、连接电缆及其他附件。

实验中所用Logix系统的组成如下表格所示：（次序与展示墙上安装的实际位置依次对应）

槽号 名称 型号

机架 1756—A10B

电源 1756—PA75

0 处理器 1756—L61

1 以太网 1756— ENBT

2 控制网 1756— CNB/E

3 设备网 1756— DNB

4 数字输入 1756— IB32B

5 数字输出 1756— OB32A

槽号 名称 型号

机架 1756—A7B

电源 1756—PA75

0 处理器 1756—L61

1 以太网 1756— ENBT

2 控制网 1756— CNB

3 数字输出 1756— OB16D

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名称 型号 左侧终端 1769—ECL

处理器 CompactLogix

L32 E

电源 1769—PA2

数字输入 1769— IQ32

数字输出 1769— OB32

右侧终端 1769— ECR

右侧终端 1769— ECR

名称 型号

电源 1768— PA—3

以太网 1768— ENBT 电源 1794— PS13

处理器 CompactLogix

L43

数字输入 1769— IQ32

数字输入 1794— IB32

数字输出 1769— OB32

数字输出 1769— OB32

名称 型号

以太网适配器 1794— AENT

数字输出 1794— OB16

模拟输入 1794— IE12

模拟输出 1794— OE12

槽号 名称 型号

机架 1756— A10B

电源 1756— PA75

0 处理器 1756— L61

1 以太网 1756— ENBT

2 控制网 1756— CNB

3 设备网 1756— DNB

4 数字输入 1756— IB32B

5 数字输出 1756— OB32A

6 伺服接口 1756— M08SE

槽号 名称 型号

机架 1756—A7B

电源 1756—PA75

0 处理器 1756—L61

1 以太网 1756— ENBT

2 控制网 1756— CNB 数字输出 1769— OB32

数字输出 1769— OB32

3 数字输出 1756— OB32A

右侧终端 1769— ECR

右侧终端 1769— ECR

名称 型号

左侧终端 1769—ECL

处理器 CompactLogix

L32 E

电源 1769—PA2

数字输入 1769— IQ32

名称 型号

电源 1768— PA—3

以太网 1768— ENBT

处理器 CompactLogix

L43

数字输入 1769— IQ32

数字输出 1769— OB32

实验中所用硬件：

（1） 操作系统——Windows XP ServerPack 2 操作系统，自动登陆，无需密码；

（2） RSLinx 通信软件——Rockwell Software 的RSLinx(以下称RSLinx)是在Microsoft Windows 各操作系统下建立工厂所有通信方案的工具。它为罗克韦尔设备、软件及第三方软件提供网络通信驱动程序，如为A-B 的可编程控制器和Rockwell Software 的RSLogix500/5000 、RSView32 、PLC-5系列、之间建立起通信联系。RSLinx 的AdvanceDDETM 接口支持处理器与MMI(Man-Machine

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Interface)和组件软件之间进行通信，也可与如Microsoft Excel、Access 及其它用户定制的DDE 应用软件通信。它的C 应用程序编程接口（API）支持用户使用RSLinx C SDK 开发的应用软件。作为开发出的真32 位应用程序，RSLinx 充分利用了Windows 操作系统的多处理性能。通过各种通信接口，RSLinx 可以同时为所支持的应用程序组合运行服务，RSLinx 的功能如图2.1 是RSLinx 功能示意图（图中只标出了部分软件和硬件）。

图2.1 RSLinx 功能示意图

（3） RSNetworx——RSNetWorx 设备网组态软件，是32 位图形网络组态工具软件。RSNetWorx 提供了一个图形化的网络视图，并具有在线和离线组态的功能。RSNetWorx for EtherNet/IP 提供了设备网组态所需要的信息和工具。

（4） RSLogix 5000 编程软件 ——RSLogix5000 软件包，是一个32 位的基于Windows软件。能工作于Microsoft Windows 2000 / NT? /XP。 RSLogix 5000 编程软件可以用于顺序、过程和运动控制编程。RSLogix 5000 提供易用的编程环境，遵照IEC61131-3 标准，可用结构体或数组进行符号化编程，指令集丰富。该软件环境通用于罗克韦尔自动化的Logix 平台，该平台包括: ControlLogix, FlexLogix, CompactLogix, SoftLogix, DriveLogix。

RSLogix 5000 软件的主要特点包括：

① 容易组态， RSLogix 5000 编程软件包括一个图形化的控制器文件管理器；I/O 配置对话框和运动控制组态工具，可以用简单的鼠标点击方法来组态系统。

② 复杂的数据处理能力，既可以使用数组数据，也支持用户自定义的结构体，与由控制器来定

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义特定的数据内存结构相比更能灵活地适应各种不同的应用需求。

③ 自由形态的梯形图编辑器，使编程人员集中于应用逻辑，而不必考虑太多的程序语法要求。 ④ 灵活的编程方法，可以用梯形图、功能块图、顺序功能图、和结构文本等形式编程，使用户编辑应用程序更容易。

⑤ 拖放编辑功能可以方便的将指令、逻辑梯级、功能块、例程、程序和任务在RSLogix5000 软件的单个项目或多个项目之间应用或拷贝。

⑥ 直观的编程环境，遵从IEC61131-3 标准，一个Logix 控制器的多任务操作系统在一个图形化的目录树中显示，目录树由用户应用程序的任务、程序和例程组成。

⑦ 在线帮助，通过全面的在线帮助功能，指令集参考或与软件集成的在线应用指南可以获得编程所需的任何帮助。

三、实验内容及要求

1. EtherNet网络的接线，熟悉系统所需的软件和硬件； 2. 用RSNetWorx for EtherNet/IP软件配置EtherNet/IP网络；

3. 创建一个新项目，添加远程1794 FLEX I/O 以太网适配器及I/O模块； 4. 添加逻辑程序，控制分布在以太网上的远程FLEX I/O。 四、实验步骤

１．配置RSLinx 驱动程序

为了将计算机与控制系统建立连接，进行各种配置及程序上下载，需要为计算机建立通信驱动程序。请按实验一中方法为计算机配置RSLinx 驱动程序。

RSLinx 的RSWho 功能可以实时监控网络上的设备，通过RSWho 界面能看到所连接设备的站点号、连接状态等信息。在Communications 菜单中点击RSWho 或直接点击常用工具栏中的RSWho 快捷图标，在随即出现的界面中选择AB_ETH-1, Ethernet 驱动程序。从界面中看到1756-ENET 模块，双击该模块图标或点击左侧该模块旁边的+符号，出现如图2.2所示的监控界面，可见计算机已经通过1756-ENET(或其它的Ethernet)模块与其所在的ControlLogix 背板上的设备进行通信。完成浏览后请将以下窗口关闭，否则会影响后续实验速度。

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图2.2 网络设备访问、监控界面

不同实验台上IP及模块不同， 显示可能不同。 2．配置EtherNet/IP网络

1）在开始菜单中选择“程序”－“Rockwell Software”－“ RSNetWorx”－“ RSNetWorx for EtherNet/IP”并左键点击，如图所示。

图2.3 启动EtherNet/IP网络

2）在弹出的界面下，点击图标。

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图2.4 RSNetWorx For DeviceNet 软件界面

3）在弹出的“Browse for Network”窗口中，从通信路径中选择“AB _ETH-1，Ethernet”。单击“OK”按钮开始在线扫描网络。也可点击其前面的“＋”号，浏览网络。

图2.5 选择要扫描的网络

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图2.6 浏览网络界面

4) 扫描结束之后可看到连接到EtherNet/IP网络上的设备数量及其组成。

图2.7 EtherNet/IP网络上的设备

至此，可通过软件在线或离线编辑网络参数，查看并设置网络上相应模块的参数等。

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图3.4 使能网络参数设置

打开Network 下拉菜单，选择Properties，如图3.5所示，在Network Parameters（网络参数）中设置NUT 时间为：2.0ms，Max Scheduled Address 为：22，Max Unscheduled Address 为：30，如图3.6所示。确定后返回。

图3.5 配置网络属性

图3.6 网络参数设置

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配置完成后，网络上的设备如图3.7所示。

图3.7 ControlNet网络上的设备

配置完成后需要将配置信息下载到网络控制器中，此时要求把CompactLogix控制器和ControlLogix 控制器都切换到Program 状态（即把控制器的钥匙旋转到Prog）。然后点击保存，将当前网络配置下载到网络节点中。在Save Configuration 窗口中点击“OK”下载。

图3.8 保存网络配置

将文件保存到默认路径下，完成下载后即完成了ControlNet 网络的配置。将控制器重新切换到运行状态，将钥匙旋转到RUN。如果网络配置正确，查看CompactLogix及ControlLogix控制器上的I/O 指示灯呈固定的绿色，若是绿色闪烁，说明网络配置不正确，检查处理器中的程序是否正常，重新进行网络配置操作，直到网络通信正常。

3. 控制器与远程I/O模块的通信

在ControlNet网络上建立与I/O模块的通信关系，不仅需要在RSLogix5000的编程软件里对远程I/O模块进行组态，而且需要在RSNetworx For ControlNet的网络组态软件中进行组态，只有这样，才能建立起数据的流通途径，其步骤如下：

在RSLogix5000编程软件中： ? ?

在I/O Configuration下建立本地的CNB模块； 在本地CNB模块下建立远程的CNB模块；

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? ?

在远程的CNB模块下建立远程的I/O模块； 将项目下载到控制器。

注：模块建立的方法与过程与前面相同，在此不再赘述。 在RSNetworx For ControlNet中： ? ? ? ?

在线连接（On Line Browsing）; 进入编辑状态（Enable Edit）； 组态网络参数；

存盘，存盘操作时，将要作两件事情： －将网络新的组态文件存到硬盘；

－将组态信息下载到网络上各个CBN模块（具有Keeper能力的设备）。

将项目下载到控制器之后，可能看到CNB和I/O模块都亮起了黄色惊叹号的警告，如图3.9所示这是因为RPI要收发的数据在ControlNet网上都属于预定性数据，凡预定性数据都要经过RSNetworx For ControlNet组态软件对其进行安排，并下载给网上的每一个CNB（Keeper设备）。点击带警告标志的远程CNB，可以看到故障提示。在此情况下，就要对网络进行重新规划并下载。

图3.9 网络配置存在故障

重新进行网络规划并下载配置后，如果组态成功的话，再回到RSLogix5000中去看，警告标志

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都已消失，如图3.10所示。至此，远程I/O组态完成。

图3.10 网络组态成功

网络组态完成后，就可以编程实现对网络上远程I/O的控制，其方法与控制EtherNet/IP网络上的远程I/O一样。值得注意的是，控制器只能与同一个本地网络的远程I/O模块通信，不能越过网桥（CNB或ENBT模块）跟另外一个网络的I/O模块通信。

4. 控制器与控制器的通信

本实验中利用ControlNet 实现ControlLogix 控制器与CompactLogix控制器与之间的实时信息传输。

1）ControlLogix控制器编程

在ControlLogix 控制器中ControlNet Produce/Consumer(对应为ControlNet 网络通信中的预定义数据传输)的通信实现十分方便，只需在ControlLogix 控制器中建立相应的Consumed（消费）标签，通过RSNetworx for ControlNet 配置即可实现通信。而对于非预定义的数据传输需要在控制器中编写MSG 通信指令来实现。

在实验中，ControlLogix 控制器作为Produce控制器，CompactLogix控制器作为Consumer控制器。首先在Produce控制器建立一个Produce标签，在Controller Tags上右击New Tags，进入标签建立页面，如图3.11所示。

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图3.11 建立生产者标签

图3.12 设置生产者标签连接组态

该标签位于控制器区域，产生Produce标签的控制器，对于将要Consume它的信息的控制器而言，恰如一个输入模块，它将产生一组数据送给对方控制器，如图3.13所示。

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图3.13 所建立的标签数组

2）CompactLogix控制器编程

Consumer控制器中，在I/O组态下建立一个与生产者对应的远程控制器模块，其创建过程，如同创建一个远程的输入模块，不同的是，当创建输入模块时，会自动地在控制器区域产生一个输入数据快，而Consumer控制器必须在控制器的数据区域手动建立一个与对方控制器Produce标签结构完全一样的数据标签去对应。其建立过程同上。 五、选作实验

实验内容：同一框架内两个ControlLogix CPU 之间的Prouce/Consumer 通信 步骤：

1. 打开RSLogix5000 编程软件，创建第一个CPU 的控制项目，编写SIN 正弦信号的程序，将该数据作为Produce 标签发布；

2. 打开RSLogix5000 编程软件，创建第二个CPU 的控制项目，建立Consumed 标签； 3. 将程序下载到相应处理器中； 4. 进行网络配置；

5. 进行数据监控，绘制趋势图。 六、实验报告要求

1. 实验报告必须认真填写，书写工整，不得出现错字、别字、白字、简化字。 2. 实验名称按本指导书给出的实验名称填写。

3. 实验日期按实际进行实验的日期进行填写，不得错写或漏写 4．实验目的按本指导书给出实验目的填写，不得自行编造。

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5．实验步骤必须详细，包括进行了那些设置及设置了哪些参数，出现了什么结果等。不得跳步或笼统填写。

6．实验报告上交前由班长把关，对书写不符合以上要求及书写不认真、潦草者打回重新填写。 七、思考题

1. ControlNet网络的主要软硬件配置有那些？ 2. ControlNet网络能实现那些功能？

3. 画出实验系统中设备的接线图。说明1756-CNBT适配器模块的作用。 4. 如何实现通过ControlNet网络控制远程I/O？

5. 描述ControlNet 预定义数据传输和非预定义数据传输原理？

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实验四 DeviceNet 网络配置与通信实验

DeviceNet 是一种低端的开放网络，它将工业现场的智能设备，如：传感器、光电开关、操作员终端、电动机保护器、变频器和软起动器等与控制器直接连接。是使分布式控制系统减少现场I/O 接口和布线数量，将控制功能直接下放到现场设备的理想解决方案。 一、实验目的

1． 进一步了解DeviceNet 网络的结构； 2． 掌握DeviceNet 网络的组建及配置方法； 3． 了解ControlLogix 控制系统的原理。 二、实验设备和仪器

本实验系统采用了目前自动化领域最先进的NetLinx 网络架构，利用EtherNet 可以实现远程操作、远程编程、远程网络配置等功能。计算机通过以太网连接1756-ENBT 模块，通过ControlLogix 框架访问控制系统的所有模块。本实验通过以太网模块访问ControlLogix框架上的设备网络扫描器模块和ControlLogix 处理器。实验室中的台计算机都可以通过EtherNet 直接与1756-ENBT 模块通信，进而通过ControlLogix 框架与1756-DNB 模块通信，进行网络配置及程序下载。

实验系统所用硬件：

（1） 计算机——配置DeviceNet 网络，编制控制程序； （2） ControlLogix 控制系统－—在本实验中用到的模块包括：

① 1756-PA75 电源模块——电源模块将外部的的交流或直流电源转换成控制器内部可用的电源，并防止电压脉冲对可编程序控制器内部部件的干扰。

② 1756-L61 ControlLogix 处理器或1756-L1 处理器（对应Slot 0）——控制DeviceNet 网络演示系统的运行。

③1756-ENBT 以太网通信模块（对应Slot 1）——与计算机或其它控制系统通信，本实验中计算机对DeviceNet网络的配置及控制程序的下载都是通过该模块实现的。

④1756-DNB DeviceNet网络模块（对应Slot3）——设备网扫描器作为设备网上的主设备与控制器及设备网络上的设备通讯，完成下列功能：

? ? ? ?

管理网络通信，保存配置数据 从设备中读输入数据 向设备写输出数据 监控设备的运行状态

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（3）Power Flex40变频器

为参与DeviceNet网络通信，Power Flex40变频器需配置22－COMM-D适配器接入网络。 （4）MicroLogix1500系统

为参与DeviceNet网络通信，MicroLogix1500系统需配置1769扫描器接入网络。 （5）连接电缆及其他附件。

实验系统结构示意图如图4.1所示；图4.2是DeviceNet 网络中信号线和电源线的接线方式示意图。

图4.1 实验系统结构图

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图4.2 DeviceNet 网络中信号线和电源线的接线方式

本实验系统所用软件包括：

1. 操作系统－Windows XP Server Pack 2 操作系统，自动登录，无需密码；

2. RSLinx V2.53 版本－强大的通信软件，包含了A-B 所有硬件设备的驱动程序，并提供了与第三方应用软件的通用接口，本实验用其实现计算机与控制系统的连接；

3. RSLogix5000 V15/V16 版本－ControlLogix 控制系统编程软件；

4. RSNetworx For DeviceNet V5.00 版本－ControlNet 组态工具软件。RSNetWorx软件，是32 位图形网络组态工具支持软件。RSNetWorx 的网络定位视图，提供了网络组态所需要的信息和工具。RSNetWorx 提供了一个图形化的网络视图，改善带宽利用率的调度，并具有在线和离线组态的功能。 三、实验内容及要求

1. DeviceNet 网络的接线，熟悉系统所需的软件和硬件；

2. 使用RSNetWorx For DeviceNet 软件配置DeviceNet 网络并扫描网络上的设备； 3. 学习使用RSLogix 5000 编程软件编制控制程序； 4. 查看和修改各设备的I/O数据字节分配；

5. 查看各设备的EDS文件中的参数，进行所需的选择修改并保存； 6. 查看并验证配置结果。

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