1、集成架构介绍,朱君 产品支持部,系统集成架构,Agenda,集成架构Logix 控制平台CIP 通讯网络ViewAnyware 可视化解决方案FactoryTalk 信息制造平台,扩展集成架构,工厂 信息系统,集成架构的自动化与信息平台,工厂 自动化 系统,过程控制,批次控制,传动系统,运动控制,离散控制,安全,控制规约,集成架构,厂级信息化的需求: 功能全面 可伸缩，模块化 与自动化密切配合 与其他系统的互操作,Logix,FactoryTalk 信息平台,Logix 控制平台,FactoryTalk 信息平台,感知 & 响应,感知 & 响应,- 内嵌在各产品内； - 信息共享； - 重复信
2、息最小化。,集成架构,集成架构 = 自动化控制 & 信息平台 最大化产品供应范围 可扩展 / 模块化的平台 实时信息流,自动化控制 = Logix 多种控制规约 可扩展 / 模块化的平台 信息使能,工厂信息平台 = FactoryTalk 多种生产规范 可扩展 / 模块化的平台 自动化驱动,更快的进入市场降低集成成本,最低的总体拥有成本,性能优异满足法规要求,Agenda,集成架构Logix 控制平台CIP 通讯网络ViewAnyware 可视化解决方案FactoryTalk 信息制造平台,统一的 Logix 控制平台,分布式系统,DriveLogix,嵌入式系统,模块化,CompactLog
3、ixTM,ControlLogixTM,开放性,CIP 通讯网络,SIL3,安全,集成运动控制 - Kinetix,集成运动控制 Kinetix 的优势,同一种硬件平台 同一个开发环境 集成诊断信息,更少的备件管理 无需通讯协调程序 集成运动控制指令,集成运动控制 Kinetix 的优势,传统做法,Kinetix The new science of integrated motion,紧凑的布局意味更少的成本,占用空间 更少的连接线意味着更少的潜在故障 ,集成安全功能 Safety SIL2,SIL2 系统应用: ESD, F&G, PSD,ControlLogix,ContorlLogix
4、 SIL 2 应用架构,Fail-Safe安全系统,高可用性地冗余安全系统,CLX安全系统 Safety SIL3,ControlLogix Integrated Safety 双处理器方案 (1oo2 架构) 符合IEC 61508 SIL-3认证 满足EN 954-1 Cat.4的产品 TV 认证的安全指令，同一个RSLogix5000开发环境 DeviceNet Safety 网络连接 1791DS DeviceNet Safety I/O,GuardLogix,安全网络 - CIP Safety,安全I/O - DeviceNet Safety I/O,产品特性: TUV 认证 SIL
5、 3，Cat 4 路可组态固态输出 脉冲检测/ 标准输出 / +24Vdc 1791DS-IB12: 12 路安全输入 4 路可组态标准输出 1791DS-IB8XOB8: 8 路安全输入 8 路安全固态输出 4 路可组态标准输出 1791DS-IB4XOW4: 4 路安全输入 4 路安全继电器输出 (2 Amp) 可替换继电器 4 路可组态标准输出,RA 是安全产品的全方位供应商,17,AB安全产品领先的全球市场排名,机器安全产品市场占有率排名,2008 年过程安全产品市场排名,MST SCALABLE,机器安全,在中国, 越来越多的客户选用AB安全产品:,- 顺控、伺服、Batch、DCS
6、应用兼容设计的多任务（连续任务、周期任务、事件任务、伺服任务等等）实时控制系统，支持多达32个不同任务, 15个优先级保证重要任务优先。 - 处理器采用多CPU并行处理，分别处理实时控制和数据通讯。 - 每个任务32个程序使每个应用能够拥有单独数据区，只需简单的Copy/Paste即可实现程序重复使用,Logix 控制器 v.s 传统PLC/ DCS 控制器,完整的控制指令集，多种编程语言可选择，让离散控制、过程控制以及数据处理/运算变得同样简单。,Ladder,SFC,ST,FBD,Logix 控制器 v.s 传统PLC/ DCS 控制器,Logix 控制器：可灵活组态的周期任务（Time
7、Based Task）强大的PID处理能力,Logix 控制器 v.s 传统PLC/ DCS 控制器,Logix以及所有典型DCS系统的PID指令均基于“速度型”PID算法。基于“偏差变化”的计算/工作方式 3种Timing mode：Periodic、Oversample和Real Time 典型PLC梯形图中的PID指令均基于“位置型” PID算法直接基于偏差的计算/工作方式,速度型PID算法，结合串级和前馈组态，以及专门的高级 过程控制软件（必要时），实现各类复杂过程控制的最高要求,Logix 控制器 v.s 传统PLC/ DCS 控制器,PIDE 自动整定和优化功能,Logix 控制器
8、 v.s 传统PLC/ DCS 控制器,提供多种ActiveX 操作面板: Alarm Enhanced Select Totalizer Ramp/Soak Discrete 2-State Device Discrete 3-State Device Enhanced PID多语言切换全局对象功能,Logix 控制器 v.s 传统PLC/ DCS 控制器,高级控制功能,技术: 我们的Logix平台 (尤其是ControlLogix) 有足够的函数库解决 解决象pH、水成分和化学剂量控制之类的大部分非线性控制回路。如果要处理更复杂的回路： RS LoopOptimizer 软件有一个“特性化
9、”工具帮助组态PIDE指令 FuzzyDesigner 软件(目前是第三方产品，挂靠在Prague lab) 用 Logix5000 wizard向CLX用户提供模糊编程环境， 运行在CLX上，开发和模糊逻辑监控在 PC上。 其他的高级控制工具 (包括人工神经元网络)能力在 Advanced Technology Lab。,1797 -ACNR15,普通区域,防爆区域,Class I Div. 1Zone 1,24V dc / 85 - 264V ac 供电,1786-RPFM,1786-RPA,1797-RPA,1797-RPFM,防爆区域,Class I, II or III, Div 1
10、Zone 0或 Zone 22,1797 -ACNR15,1797 FLEX Ex IO，也支持Hart设备接入,各类本安型传感器,本安应用,CLX过程控制应用HART 仪表连接,FDT Asset Management SW,HART field devices,ControlNet or EtherNet/IP,FLEX HART 模块 FLEX 普通应用 FLEX Ex 本安应用 HART通讯和4 20mA 公用线路 不需要多路切换器3rd 合作伙伴的1756 HARTAB 1756 HART,1757 FFLD H1 连接原理图,24vdc Power Supply,E& H Pres
11、sure Transmitter Cerabar S PMC731,SMAR FFB / I FI 302,AC Power,FFLD H1 and 24v power connections,FFLD Power 24v,Fieldbus Power 24v,P& F Power conditioner,4 - 20ma,Digital,RSView SE / PE RSFieldbus RSLogix 5000,1757- FFLD,HSE,CLX过程控制应用FF总线连接,HSE /IP,HSE总线系统中支持多个HSE设备 所有的 FFLD 可以放在同一个项目中,OMAC/PackML“P
12、ower Programming”编程 在Logix中的实现,并且，V15及以上版本的 Logix控制器内置Phase Manager功能。这意味着Batch S88、以及OMAC/PackML（包装行业协会）类似标准的对象化结构编程将变得非常简单而直观。,集成集成批次控制 - Batch,Logix带给您的价值,基于标签的寻址 自动内存分配. 处理器直接存储标签名,Logix,传统PLC,用户自定义数据结构 自定义数据结构直接反映控制对象 自动名称识别 组织结构方便管理,Logix带给您的价值,别名编程即使当前不对应I/O点也可编译调试、方便项目同步进行 代码重用只需重新映射I/O点,Log
13、ix带给您的价值,Logix带给您的价值,大约减少 25 - 40% 首次设计工作量.,另外节省 25% 重复工程时间,面向对象编程RSLogix 5000为控制对象自动创建数据结构,Predefined structure for “TIMER” data type tag,RSLogix 5000,Logix带给您的价值,开放的第三方连接 ControlLogix 还可连接 Foundation Fieldbus, DH+, RIO和 DH485 大量的第三方总线系统，例如 HART, Honeywell DE, Modbus, Modbus Plus, Modbus/TCP, Inter
14、Bus, Profibus.,DH+,RIO,DH485,Logix带给您的价值,ControlLogix的控制组态软件内置TRENDX功能，单独使用也同样方便 提供图形化实时数据曲线用于诊断和监控 支持多组趋势显示,Logix带给您的价值,单一处理器寻址能力： 250个同步连接 DI/DO:128,000 AI/AO:4000 DCS应用设计的多任务实时控制系统，支持多达32个不同任务, 15个优先级保证重要任务优先，可选的周期性任务保证复杂的过程控制运算的稳定性（2-2000ms可选)。 多款大容量内存可选： 2M字节 4M字节 8M字节 处理器通过软件刷新，即可实现升级。 因为各款处理器
15、内置同样的高性能 CPU (0.02ms/K指令，80ns/浮点数运算指令)，简单地更换内存即可满足控制站扩容需要。,ControlLogix 控制站- 全功能至强处理器,模块均可软件升级，保证更长的产品使用周期。 模块实现信号转换的同时，还提供丰富的自诊断功能，能识别其与现场仪表或设备连接短路和断路故障，并产生报警信息。 模块还能完成数据的自动组织：所有数据，包括诊断和组态数据均按标签生成，并可直接被处理器使用和控制。 模块具有抗电浪涌保护功能。通道对地隔离电压1700/2546VDC。 AI模块的共模抑制比达到120dB，超过普通80dB的要求。 内置电子熔断器的DO模块可选：提供短路保护
16、。故障发生后，用户无需更换熔丝，在排除外部故障后，通过软件复位模块即可恢复使用。输出模块可以在系统故障时锁定在最后值或预先设置的安全输出值。 模块提供电子键控功能：能防止模块误插，还允许用户很方便地修改。 模块提供I/O实际时间标签。,ControlLogix 控制站- 高性能智能I/O模块,AI/AO模块完成信号转换、自诊断和数据自动组织的同时，还能实现分布式运算： AI/AO模块可直接提供浮点数。常规控制系统的AI/AO模块只能发出或接受16位整型数，需要在控制器内编程 实现浮点数/整型数的转换。,AI模块的内置CPU能完成定标和报警比较等运算，并且直接为控制器提供每通道4个可组态的报警点
17、（高/ 高高/低/低低)。模拟量模块的信号转换精度高达16位（AI）/15位（AO）。,ControlLogix 控制站- 高性能智能I/O模块,高性能AO模块，还提供以下功能： - 输出变化率限定 在切换到编程方式或通讯故障时,可组态输出点为: 锁定最后状态 设定在用户指定数值 输出可以被钳制在指定的高-低限值内 输出值锁定, 匹配PID应用中的初始化特性 (手动-自动切换),ControlLogix 控制站- 高性能智能I/O模块,高可靠性的 ControlLogix,高可用性的 ControlLogix 冗余系统,TCP/IP EtherNet（冗余/ 环网均可选）,冗余ControlN
18、et,冗余系统构成：2对高性能1756L6x处理器和1756SRM冗余模板分别配置在2个独立的框架中（每个框架可选择单电源或冗余电源供电），冗余模块间通过高速光纤进行同步。冗余IO可选。 冗余系统保证实现完全无扰动的切换（Bumpless Switchover）。 冗余系统的使用非常方便：,自动完成冗余切换，不需要用户做任何编程； 应用程序只需下载一次：系统将自动完成从控制器的程序装载； 用户对主控制器的组态/命令/编辑等, 也将自动地送入从控制器。,1738 ArmorPoint I/O,IP67 防护等级的 POINT I/O 模板-20 - +60 的工作温度与 POINT I/O 相同
19、的配置及编程 使用 Logix 及 RSNetworx 软件 无需单独软件培训,Agenda,集成架构Logix 控制平台CIP 通讯网络ViewAnyware 可视化解决方案FactoryTalk 信息制造平台,网络如何被使用,Configure,ControlNet 物理层,DeviceNet 物理层,ControlNet CTDMA,CAN CSMA/NBA,ControlNet 传输,应用层,设备描述,数据链路层,物理层,网络层,传输层,DeviceNet 传输,新的通讯技术： ATM, USB, FireWire,.,CIP 报文路由，连接管理（ Connection Managem
20、ent）,CIP 数据管理服务 显式报文（Explicit Messages）、 I/O 报文,CIP 应用层 应用对象库,半导体,阀,传动装置,机器人,其他,CIP,CIP： 统一的应用层协议,CIP 技术的集成网络通讯：,B,B,DeviceNet,ControlNet,EtherNet/IP,B,CIP,CIP,B,CIP,CIP,Control / Device Network,Control / Device Network,Dev,Information Network,传统工业网络结构,Peer-to-Peer Network,PLC,Proxy,Control / Device
21、 Network,PLC,Computer,Dev,Dev,PLC,CIP 网络应用实例,系统顶层浏览,任意一点接入，即可对网络内所有就地或远程设备进行组态、编程和维护,“下拉”到工厂某区域内控制系统,任意一点接入，即可对网络内所有就地或远程设备进行组态、编程和维护,“下拉”到现场控制单元,任意一点接入，即可对网络内所有就地或远程设备进行组态、编程和维护,“下拉”到现场设备,任意一点接入，即可对网络内所有就地或远程设备进行组态、编程和维护,Controller,Drive1,Sensor,Drive3,Drive2,Data Acquisition,HMI,DI/DO&AI/AO,效率低、不能
22、实现确定的周期性采样和控制，相应网络有 Modbus, RIO, Profibus, Interbus S,传统主/从方式I/O数据交换方式: 轮循,CTLR1,PanelView,温度:,设备1,设备2,流量,Operate Station,Cyclic Rate 100ms,Cyclic Rate 200ms,Cyclic Rate 50ms,Cyclic Rate 25ms,本地框架内I/O以及通过ControlNet扩展的就地框架内I/O均可根据相应控制任务对于实时响应的不同要求，设置相应的网络响应时间；并且该I/O在运行过程中将始终严格按照所设定的网络响应时间进行通讯。,I/O周期性
23、发送: 周期采样、实现稳定高精度的PID控制；I/O逢变则报（COS）： 实现最苛刻的快速响应（如即时安全连锁等）。,先进的Producer/Consumer 通讯模型,源/目的地模式 通常又称之为“主/从”模式,Producer/Consumer 先进通讯模式,生产者/消费者模式 （Producer/Consumer） 又称之为出版者/订户模式 “Publisher/Subscriber” 兼容了所有“源/目的地”模式所具备的通讯能力，同时具备更高的数据传输效率,三菱重工、 Honeywell 均选择ControlNet,传输速度为5Mbps，并且不会因网络中节点和长度的变化而变化。 冗余C
24、ontrolNet：同时进行二条通道上的数据传送，并选择品质好的信号，切换没有任何延迟。 适合用作全厂范围长距离联网，可连接FF网络及设备、DeviceNet网络及设备、变频器以及各类智能远程I/O站。,1# I/O框架,N# I/O框架,输入,先进的通讯管理模式Producer/Consumer： 输入信号能同时送到该ControlNet网络上的多个控制器以及上位机。 而在传统方式下，则需要通过主控制器先存储该输入后，再转发给其他需要的设备。,ControlNet 最佳实时性和确定性的 IEC 61158现场总线,EtherNet/IP Whos On Board?,全球有140多家Ethe
25、rNet/IP产品 供应商,EtherNet/IP 广泛融合各种技术,CIP Sync, CIP Motion, CIP Safety on EtherNet/IP VVoIP, Qos, Firewall, VPN on Ethernet,EtherNet/IP 大系统应用,迄今为止最大的应用项目 628 网络节点 8 ControlLogix 495 PowerFlex drives 120 I/O nodes 5 HMI stations- - 要求的网络数量:,1,www.odva.org,RA leads the way with over 100 products tested a
26、nd certified by ODVA !,国家标准GB/T 18858.3 DeviceNet,开放网络，超过 300家产品供应商 采用CAN技术, 减少接线和硬件成本，减少启动和维护时间 增加设备级诊断，适应故障排查的需要 增加了底层设备数据的采集能力 先进技术，采用 producer/consumer网络模式 罗克韦尔自动化产品范围： ControlLogix，CompactLogix，FlexLogix，PLC ，SLC，MicrolLogix 1500 扫描器 网络组态和诊断软件 丰富的分布式 I/O平台 物理介质，通讯接口 条形码扫描器，操作员接口 光电传感器，现场按钮站Redi
27、Station 交直流变频器，软启动器，智能马达保护器等,DeviceNet - 自动设备更换（ADR）功能,在Logix控制系统中，ADR功能的DeviceNet设备损坏后，只需简单地更换新设备就可自动恢复生产。,#50,1756-SDN,Example Scenario 1) Device #50 fails 2) Scanner displays and sends fault diagnostics 3) User replaces with identical device (sets any h/w switches) 4) Scanner detects new device a
28、t #63 5) Scanner performs compare: - same device type - same manufacturer - same f/w revision 6) If new device passes, Scanner sets new address (63 - 50) 7) Scanner downloads all configuration data it has stored 8) User determines when device is started 9) See notes for more details,DeviceNet,#63,#5
29、0,Agenda,集成架构Logix 控制平台CIP 通讯网络ViewAnyware 可视化解决方案FactoryTalk 信息制造平台,ViewAnyWare,From.,Single Machine,Entire Enterprise,Small,Large,Dedicated Terminals,Open Computers,to,to,to,PanelView Plus,VersaView CE Computer,VersaView Win 2K/XP Computer,Handheld,RSView Enterprise 系列,RSView Studio 通用开发环境 RSView
30、Machine Edition runtimes 新一代机器级HMI RSView Supervisory Edition runtimes 新一代分布级 HMI,1. 数据库设计模式 (传统HMI软件),传统系统通常意味着数据拷贝 大量各种不同种类的数据库,集中式数据库是一个解决办法, 但是 单点故障 仍需多次定义Tag名,1. 数据库设计模式 (RSViewSE 设计模式 - 数据联合),数据库依然分布在它的原始位置 (如:controller) 客户通过使用FactoryTalk Directory (FTD)去获取数据定义,FTD相当于一个查找表 与Internet DNS 原理类似
31、数据定义既是分布式又是集中式 在每个客户端均保留一份FactoryTalk Directory,FactoryTalk Diretory的优势-1,平衡负载 分布式：数据库及数据分布在各个控制器上，分别由各个控制器独自处理 对数据更快更直接的访问 数据不需要先由一个数据库传递到另一个数据库，再传递到客户端。而是直接有控制器到需要数据的客户端 避免了单点故障 数据库及数据分布在各个控制器上，在每个客户端均保留一份FactoryTalk Directory,数据库设计模式,(手工 导入/导出),HMI/PLC程序两个数据库：程序中的任何变更都会导致两个数据库的变动,2.Tag点定义模式 (传统 H
32、MI 软件 多次定义),2.Tag点定义模式 ( RSView SE 一次定义),2.在HMI中直接使用在PLC中创建好的Tag点，不需要再创建一个新的HMI tag atabase.,1. 使用RSLogix来定义PLC点，接着保存这个项目文件。,Tag点保存在控制器中 新添加的Tag点立刻生效,FactoryTalk TAG Browser从同一个TAG Browser中流览 RSLinx, OPC, and RSView HMI 的TAG在所有FactoryTalk 产品中 (如. RSSql )均使用同一个Browser,FactoryTalk Browser,FactoryTalk
33、Diretory的优势-2,减少项目开发时间和维护成本不用输入、输出和复制标签数据库避免了多数数据库可能出现的单点故障支持将标签数据库分布在网上的多个控制器上,Tag点“一次定义”：,3. 画面保存方式(传统 HMI 软件 画面多次拷贝),将图形文件保存成一个文件。 在多个站上的一个或多个HMI项目中输入这个图形文件。 在一个站上修改这个图形文件，在线或者下线将画面拷至各个站。 多次修改，多次拷贝；站越多，拷贝的工作越多。,3. 画面保存方式 (RSView SE 一次性画面),画面保存在HMI Server，客户端没有画面。 只需简单的修改图形显示，改变即在整个系统范围内有效。 既可在线修改
34、又可离线修改。,FactoryTalk Diretory的优势-3,传统方案所没有的优点 显著减少项目开发时间和维护成本 避免输入和复制图形显示 支持将项目分布在网络中多台计算机上的HMI server中 在自动化系统中方便、简单的更新画面,“一次性画面”解决方案：,4.控制系统的可重用性 ( 传统 HMI 软件 - 较差),需求：用户需要增加一条生产线，并想从一条同样的生产线拷贝控制系统供新的系统使用。,有冲突! 在同一个应用程序内数据库地址不能重名，画面不能重名。必须做大量修改工作，一点也不省事。,理想做法：在一个应用程序内，复制#1生产线的控制系统以供#2生产线使用。,Area 1,Cl
35、ient,HMI server,Data Server,Display: Overview,1. Fatorytalk的层次化目录使得组件名称(标签，报警，画面)在系统范围内是唯一的。 (区域名决定了TAG名的唯一性,即在不同的区域可以用相同的TAG名) 2.用户只需简单地将Area1中的内容复制到Area2中生成新的控制。新信息立即可用。 3. 复制的新项目与原项目从内容到功能上完全一样。只是所在的域不同。,4.控制系统的可重用性 ( RSView SE - 较好),HMI Runtimes or Servers,HMI “Clients” or Runtimes,Eng. Station,
36、5.组态方式 (传统的HMI 每台服务器单独组态),4.组态方式（RSView SE组态方式1 - 一台机组态全部服务器）,5.组态方式（RSView SE组态方式2 - 一对多拷贝）,定义信息源和信息源组一次,即可重复使用。在笔记本电脑上离线开发整个系统, 只需在现场将应用程序分别拷贝到需要的计算机上, 再将系统中的计算机名改为运行软件的计算机名即可。此过程也可反过来! 即:可以在现场将应用程序全部拷贝到笔记本电脑里, 即可对其进行修改和重新开发。,Agenda,集成架构Logix 控制平台CIP 通讯网络ViewAnyware 可视化解决方案FactoryTalk 信息制造平台,目的: 将多种应用转换成 一个集成的,模块化 & 可扩展的套件,FactoryTalk,分立应用,一次创建，提供给所有应用,安全管理,数据模型,组态配置,报警 & 事件,授权服务,实时数据,历史数据,诊断信息,FactoryTalk SOA 架构,App #1,App #2,App #5,App #4,App #3,问题？,谢谢！,
