ControlLogix系統特點
Controllogix系統作為新一代控制器產品，采用模塊式結構和框架式安裝方式，所有模塊都設置在框架背板的插槽中，支持帶電插拔功能。除了傳統的數字量I/O和模擬量I/O外，還支持過程控制、運動控制等。
ControlLogix系統主要特點
①與傳統PLC結合緊密。ControlLogix系統與傳統PLC連接緊密、方便，從指令集到各種通信接口，可以與PLC和SLC處理器之間實現無縫連接和集成。
②模塊化設計。ControlLogix系統采用模塊化設計，豐富的I/O和通信模塊提供靈活的系統配置，易于擴展。而且所有模塊采取小型化、精致化設計，易于安裝并節省安裝空間。
③帶電插拔。ControlLogix系統主要模塊都采取特殊電路設計，除框架電源模塊不建議帶電插拔外，幾乎所有模塊都允許帶電插拔而不會損壞模塊。對于系統維護提供了極大的方便，既不會影響系統其他部分的正常運行，也縮短了系統的整體維護時間。
④高速數據交換。ControlLogix系統框架背板有專門的CPU處理背板通信，使得各網絡和模塊鏈路通過背板實現高速通信。同時采用生產/消費技術，實現高性能的數據傳送。
⑤多控制器并存。從ControlLogix系統第一系列產品Logix5550開始，支持一個框架內有多個控制器，該設計可以使每個控制器都能快速從背板獲取數據，實現高速控制和數據共享。
⑥分布式I/O和處理。ControlLogix系統具有開放的網絡架構，支持EtherNet/IP，ControlNet和DeviceNet等網絡，結合其他專有總線和多個系列的I/O模塊，構成分布式和遠程I/O控制系統，實現全廠范圍的分布式控制。
⑦支持多任務。ControlLogix系統提供具有優先級的多任務環境，支持連續型、周期型和事件型任務，可以通過組態定義各種任務的執行，極大提高控制器的運行效率和穩定性。
⑧高可靠性。ControlLogix系統采用特殊的硬件設計和制造技術，具有較好的耐振動、耐高溫和抗電氣干擾能力，可靠性高，可以安裝在較為惡劣的工業現場。
ControlLogix系統功能
ControlLogix系統功能已覆蓋了邏輯順序控制、過程控制、驅動控制 、運動控制等工業控制系統的各種應用。隨著控制功能的不斷發展和完善，ControlLogix系統集通用和專用控制于一體，其綜合性、集成性和易于開發、維護等性能也不斷提高。ControlLogix系統的控制功能包括：
①順序控制。順序控制主要用于實現時序邏輯控制。ControlLogix系統控制器在PLC-5增強型指令系統的基礎上進一步完善和擴展，完全滿足時序邏輯控制的要求。同時還具有較強的數據處理能力，包括復雜的算術運算功能、文件處理功能等。
②過程控制。ControlLogix系統控制器指令系統中引入了過程控制常用的功能模塊(FB)，用結構化的數據形式對應儀表結構數據，通過對功能模塊的組態，就可以實現過程控制功能。特別適用于既有大量邏輯時序又有連續控制的應用場合。
③驅動控制。驅動控制主要指安裝在變頻器上的DrveLogix控制器所實現的控制。控制單元將系統的邏輯控制關系及控制參數，直接快速可靠地輸出到變頻器。集成在系統中的通信結構，使變頻器與整個系統融合在一起，實現各種常規的驅動控制。對要求精度要求特別高、速度快的驅動控制系統，還可以采用專門的調速系統來實現控制。
④運動控制。運動控制實現控制運動軸的各物理量，也稱為伺服控制。 ControlLogix系統控制器有專門的運動控制指令，在梯形圖或結構化文本程序中直接編制運行，結合各種伺服模塊或運動控制模塊，通過執行指令來簡單快速地實現各種常規的運動控制。對精度要求特別高、速度快或有特殊要求的復雜運動控制，還可以選擇專用的數控系統來實現。
ControlLogix系統主要類型
ControlLogix系統有多種控制器的類型，包括1756-ContolLogix控制器、1769-CompactLogix控制器、1794-FlexLogix控制器、1789-SofLogix控制器和DriveLogix控制器五大類，統稱為Logix5000控制器。
①ControlLogix 系統控制器
Controllogix系統控制器適用于控制點數達到千點以上的大規模控制應用，采用1756框架式安裝，模塊化結構，各種模塊混合使用，控制器可以安裝在框架內的任何一個槽內，且多個控制器可以安裝在同一個框架中。控制器有多個系列和型號，支持多任務，具有很強的控制和網絡通信功能，有多個系列和多種型號，全面替代PLC-5系列處理器產品且安裝空間小20%~50%，支持NetLinx網絡架構，容易與傳統PLC產品集成。
②CompactLogix控制器
Compactlogix控制器適用于控制點數有幾百點的中、小規模應用，以1769系列的I/O模塊作為擴展，無框架連接，直接安裝在導軌或面板上，可以縱向和橫向擴展。不同的CompactLogix系統控制器 類型集成有不同的通信接口，支持串行接口、ControlNet和EtherNet/IP接口等。是SLC-500系列PLC的替代和升級產品，系統性價比高。
③FlexLogix控制器
FlexLogix控制器是從1794 系列的適配器發展而來的，應用于分布式控制系統，支持串行接口、ControlNet和EtherNet/IP接口。簡單的FlexLogix系統包含一個控制器和最多8個I/O模塊。采用標準組件，模塊可以混合使用，且無須框架和背板，可安裝在導軌和面板上，占用空間很小。
④SoftLogix控制器
SoftLogix控制器是基于PC平臺的控制器，把控制和信息組合在一個單元中，適用于以數據為中心的應用。將操作站和控制器融合在同一臺計算機中，支持NetLinx網絡架構，兼容所有組態編程軟件等。
⑤DriveLogix 控制器
DriveLogix控制器是專用于變頻驅動器的控制器，將相關的邏輯控制直接放在變頻驅動器上，可以減少控制層和變頻驅動器之間的通信。具有高速的NetLinx網絡通信接口模塊，能控制本地的Flex I/O，適用于傳動系統結構。
ControlLogix系統網絡架構
ContolLogix系統支持3層網絡，上層信息網(EtherNet/IP)用于全廠的監控和數據管理；中層控制網(ControlNet)用于實現控制器的實時報文傳送；底層設備網(DeviceNet)用于連接現場設備。3層網絡構成NetLinx架構，根據特定的應用場合，通過選擇不同的通信模塊來組成不同的網絡。通過ControlLogix系統的背板總線，數據不需要控制器及額外的編程組態就可以進行網絡間的自由傳送和信息交換。
①EtherNet/IP
EtherNet/IP是一種基于以太網技術和TCP/IP的工業以太網，由IEEE802.3的物理層和數據鏈路層標準、TCP/IP協議簇協議和通用工業協議(CIP)3部分組成。在標準以太網技術的基礎上提高了設備的互操作性，提供實時I/O通信，同時實現信息的對等傳輸，完成非實時信息的交換。
EtherNet/IP網絡采用通用RJ45五類非屏蔽雙絞線電纜(UTP)或光纖連接網絡交換機實現各設備間的互連，通信速率支持10/100Mbps和標準交換機。
②ControlNet
ControlNet是一種實時控制層網絡，具有高度的確定性和可復用性，可在單一的物理介質鏈路上同時高速傳輸限時型I/O數據、互鎖數據、消息傳送數據，以及包括編程和組態的報文數據，實現程序和配置數據的上傳和下載。ControlNet網絡的高效數據傳輸能力顯著提升了所有系統或應用的I/O性能和對等通信能力，通信速率達5Mbps。 支持消息傳送、生產/消費標簽、人機接口(HMI)和分布式I/O。
③DeviceNet網絡
DeviceNet網絡是一種開放式的設備網絡，用于分布式控制的底層現場設備的網絡，連接智能傳感器、驅動通信、按鈕開關和I/O適配器等，易于與第3方設備實現數據交換。
DeviceNet網絡有主干線和分支線組成，主干線是整個網絡的骨干，支撐電源和所有支線。一個網絡只能有一條主干線，不同結構的支線與主干線相連。主干線最大長度由電纜類型和網絡速度決定，對于粗纜，當通信速率是125kbps時，主干線的最長距離是500m。主干線兩端必須連接終端電阻，不同的連接器有不同的終端電阻。分支可以是一個節點，也可以是樹形、菊花鏈形等，分支的長度應小于 6m, 整個網絡的分支長度也有限制。
此外，ControlLogix系統兼容傳統PLC的網絡，包括DH+，RIO和DH485等，支持通用的工業控制網絡和總線，如基金會現場總線(FF)和高速可尋址遠程傳感器協議(HART)等，同時還支持與第3方通信的模塊，如Prosoft公司的 MVI56E 等。通過網絡系統，可以把各種類型的PLC，I/O模塊，操作界面等靈活集成，滿足各種工程應用的需要。
ControlLogix系統的典型網絡連接如圖所示。ControlLogix控制器通過通信接口模塊擴展出3層網絡，最底層是DeviceNet網絡，連接傳感器、按鈕和指示燈等設備，第2層是ControlNet網絡，連接控制器、具有ControlNet接口的各種處理器、監控終端和I/O， 第3層是EtherNet/IP網絡，連接以太網接口設備如控制器、工程師站、操作站、變頻器和I/O等。
ControlLogix系統冗余配置
ControlLogix系統控制器冗余屬于硬件熱備冗余。控制系統的冗余可根據具體應用需求進行靈活配置，包括網絡冗余、電源冗余、控制器冗余、I/O冗余以及組合冗余方式。
①網絡冗余
當考慮網絡部分是系統薄弱環節時，可采用網絡冗余，也稱為介質冗余。ControlLogix系統使用1756-CN2R模塊組成冗余ControlNet網絡實現網絡冗余，如圖所示。圖中，ControlNet網絡有3對節點，一對是工作站節點，帶有冗余ControlNet網卡；第2對是ControlLogix控制站節點，帶有冗余介質的ControlNet模塊連接網絡，控制1756 系列I/O；第3對是PLC-5/C處理器節點，處理器有冗余ControlNet端口連接網絡，控制1771系列I/O。
②電源冗余
當考慮電源是系統薄弱環節時，可以采用1756-PAR2或1756-PBR2冗余電源套件給每個框架供電，電源冗余如圖所示。同時，還可以考慮使用不同的外供電回路分別給冗余電源模塊供電，進一步提高電源的可靠性。冗余電源模塊有故障報警觸點，可作為DI點引入到系統的輸入模塊作狀態監測和預警。
③控制器冗余
當考慮控制器故障可能引起重大問題的應用場合如系統經過評估，要求按 SIL2配置控制系統時，可采用2套完全一樣的ControlLogix系統控制器組成冗余控制器系統。控制器冗余是ControlLogix系統冗余的核心。
控制器冗余配置要求包括：
a、主、從2個框架尺寸一致，即先上電的框架為主框架。
b、每個框架中至少有1塊控制器模塊1756-L7X，1塊冗余模塊1756-RM2和至少1塊ControlNet模塊1756-CN2R或1塊EtherNet/IP以太網模塊1756-EN2T。
c、模塊安裝順序、ControlNet模塊的節點地址、以太網模塊的IP地址都要一致。
d、冗余模塊通過1756-RMCx同步電纜連接，冗余框架中不能有I/O模塊。
e、模塊系列、固件版本和控制器運行的程序一致。冗余控制器中不能有事件型任務和被禁止的任務。
增強型冗余系統中，1756-L7X控制器對應的冗余模塊固件版本是19.053。冗余框架中的ControlNet和EtherNet/IP通信模塊必須是增強型，即目錄號中都包含一個“2”字。例如，1756-EN2T模塊。冗余模塊1756-RM2/A只占一個槽位，不能與1756-RM/A和1756-RM/B配對，更不支持早期的占2個槽位的SRM冗余模塊。冗余控制器系統如圖所示。實現控制器冗余和ControlNet網絡冗余，其中的一個遠程框架帶冗余電源。
④I/O模塊冗余
當考慮I/O模塊故障可能引起重大問題的應用場合，可以采用I/0冗 余設計，如圖所示。圖中冗余控制器框架中配置了具有環形拓撲通信能力的以太網模塊1756-EN2TR，與1715-冗余I/O的以太網適配器1715-AENTR構成設備級環形網絡(DLR)，PanelView圖形終端通過以太網分接器(ETAP)接入環網。環網中還有一個1756遠程I/O站。借助DLR技術，控制器和I/O模塊的可靠性和可維護性得到進一步提高。
