Logix系統(tǒng)不同于傳統(tǒng)的PLC,他是以先進(jìn)的系統(tǒng)構(gòu)建理念，高性能的硬件，以及功能強(qiáng)大的軟件而組成的一個(gè)可實(shí)現(xiàn)多種性質(zhì)控制任務(wù)的復(fù)雜多任務(wù)控制平臺(tái)。ControlLogix系統(tǒng)是Rockwell最新推出的控制平臺(tái)，它提供了單一的集成化控制架構(gòu)，能夠?qū)崿F(xiàn)離散、傳動(dòng)、運(yùn)動(dòng)、過程控制任務(wù)。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)以三層網(wǎng)絡(luò)為構(gòu)架，以ControlLogix控制器為核心，配以功能強(qiáng)大的RSLogix5000軟件，以及相關(guān)的網(wǎng)絡(luò)組態(tài)軟件RSLinxs，系統(tǒng)總攬圖如圖1-1所示。它提供了通用的控制工具、軟件環(huán)境，以及跨平臺(tái)的通訊支持。
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圖1  ControlLogix控制系統(tǒng)圖
1. ControlLogix控制器
ControlLogix創(chuàng)立了一個(gè)新的標(biāo)準(zhǔn)，以讓PLC在所要求的簡(jiǎn)單易用的環(huán)境中發(fā)揮出更加出色的表現(xiàn)和性能。ControlLogix控制器在容量可選的存儲(chǔ)單元的配合下，可以支持精確的復(fù)雜運(yùn)算處理，除滿足順序控制、過程控制以外，并且可以提供快速的運(yùn)動(dòng)控制。其處理器是模塊化的，允許根據(jù)具體應(yīng)用，選擇各種存儲(chǔ)單元規(guī)格的不同處理器。多種多樣的控制器、通訊模塊和I/O模塊可以不加限制地組合使用。對(duì)于I/O接口，不需要專門為之安排一個(gè)處理模塊，系統(tǒng)就好比在生長(zhǎng)一樣，系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)允許為額外的底板或者背板分配控制資源。ControlLogix控制器的優(yōu)點(diǎn)有：
(1)、模塊化的高性能控制平臺(tái)可滿足順序控制、過程控制、驅(qū)動(dòng)以及運(yùn)動(dòng)控制的要求。每一個(gè)ControlLogix控制器可以執(zhí)行多個(gè)控制任務(wù)，減少了系統(tǒng)對(duì)控制器的數(shù)量要求，進(jìn)而加快了系統(tǒng)故障的檢查。多個(gè)周期性的任務(wù)可以在不同的時(shí)刻觸發(fā)，以達(dá)到更高性能水平。
(2)、在沒有限制的條件下組合多個(gè)控制器、網(wǎng)絡(luò)和I/O。ControlLogix平臺(tái)的高性能在一定程度上歸功于ControlLogix的底板或者說是背板，因?yàn)樗峁┝艘粋€(gè)非?？旖莸腘etLinx網(wǎng)絡(luò)，在這個(gè)網(wǎng)絡(luò)上，ControlLogix的控制器、I/O模塊和通訊模塊可以像一個(gè)個(gè)的節(jié)點(diǎn)一樣完成需要一定智能的任務(wù)。
(3)、通用的編程環(huán)境和Logix控制引擎。無論如何組建控制平臺(tái)或者搭建網(wǎng)絡(luò)，由于使用了通用的控制模塊，系統(tǒng)的成本低而且相互的整合也更加方便。系統(tǒng)的配置和編程的一致協(xié)調(diào)，使得最初程序的擴(kuò)展和長(zhǎng)期的系統(tǒng)維護(hù)都可以更加輕松的完成。
(4)、與NetLinx公共網(wǎng)絡(luò)體系的互聯(lián)。在各個(gè)層面上通過網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)信息的無縫互通，并且可以與互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行交互，實(shí)現(xiàn)了電子信息化的控制應(yīng)用。
(5)、多品種的I/O模塊。模擬量、數(shù)字量以及特殊的I/O模塊滿足各種場(chǎng)合使用要求。
(6)、對(duì)成熟的自診斷和高水平的可靠性的標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)提供了必要的可靠性能。
2. ControlLogix網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)
通訊是ControlLogix平臺(tái)的命脈。Contro1Logix的無源數(shù)據(jù)總線背板消除了通訊瓶頸現(xiàn)象，ControlLogix的無源數(shù)據(jù)總線背板采用了生產(chǎn)者／客戶(producer/consumer)技術(shù)，可提供高性能的確定性數(shù)據(jù)傳送。
Logix5555處理器通過Contro1Logix背板與本地框架中的1756I／O模塊通訊。除了Logix5555處理器自帶的RS—232(DFl協(xié)議)端口以外，與通訊網(wǎng)絡(luò)的接口是模塊化的。用戶可以使用單獨(dú)的通訊接口模塊來實(shí)現(xiàn)背板與Ethernet、ControlNet、DeviceNet和普通的Remote I／O鏈路之間的接口。如果用戶在ControlLogix背板上安插了多個(gè)通訊接口模塊、則用戶就可在RS-232，Contro1Net，Ethernet和DeviceNet網(wǎng)絡(luò)之間組態(tài)一個(gè)網(wǎng)關(guān)來橋接和傳送控制數(shù)據(jù)及信息數(shù)據(jù)。 網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的最大特點(diǎn)就是采用三層網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架來滿足數(shù)據(jù)量以及實(shí)時(shí)性的不同要求。
 (1) 信息層的網(wǎng)絡(luò)
  在生產(chǎn)調(diào)度層（信息層）采用基于TCP/IP通訊協(xié)議的工業(yè)以太網(wǎng)（EtherNet/IP）作為網(wǎng)絡(luò)媒介，網(wǎng)絡(luò)傳輸速率為10/100Mb/s。
由于PLC網(wǎng)絡(luò)中采用了以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，所以許多PLC產(chǎn)品都支持以太網(wǎng)的TCP/IP通信協(xié)議，它們將控制系統(tǒng)與監(jiān)視和信息管理系統(tǒng)集成起來，通過以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)，用于監(jiān)控的可編程序控制器、工業(yè)計(jì)算機(jī)以及商業(yè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)就可以存取車間級(jí)的數(shù)據(jù)。這樣的數(shù)據(jù)能用于數(shù)據(jù)采集、監(jiān)控、計(jì)算管理、統(tǒng)計(jì)質(zhì)量控制、設(shè)備維護(hù)、生產(chǎn)流程以及物料跟蹤，同時(shí)TCP/IP協(xié)議可以使計(jì)算機(jī)訪問使用結(jié)構(gòu)化詢問語言SQL的開放型數(shù)據(jù)庫。
(2) 控制層的網(wǎng)絡(luò)
ControlNet控制網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)是一種用于對(duì)信息傳送有時(shí)間苛刻要求的、高速確定性網(wǎng)絡(luò)，同時(shí)，它允許傳送無時(shí)間苛求的報(bào)文數(shù)據(jù)，但不會(huì)對(duì)有時(shí)間苛刻要求的數(shù)據(jù)傳送造成沖擊。它支持介質(zhì)冗余和本質(zhì)安全，在工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)中，主要用于控制器、工控機(jī)、圖形終端和人機(jī)界面（HMI）之間的通訊。同時(shí)也能夠與各種設(shè)備連接，包括操作員界面、拖動(dòng)裝置以及其他與控制網(wǎng)連接的設(shè)備。
采用生產(chǎn)者/消費(fèi)者（Producer/Consumer）模型，支持對(duì)等（點(diǎn)對(duì)點(diǎn)）、多主和主從通訊方式，或三者的任意組合。高吞吐量5Mb/s的數(shù)據(jù)傳送率用于改善I/O、控制器互鎖以及對(duì)等通信報(bào)文傳送的性能。
(3) 設(shè)備層的網(wǎng)絡(luò)
DeviceNet設(shè)備網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)是一種用于對(duì)底層設(shè)備信息傳送現(xiàn)場(chǎng)總線網(wǎng)絡(luò)。它既可以連接簡(jiǎn)單的底層工業(yè)設(shè)備，又可以連接像變頻器、操作員終端這樣的復(fù)雜設(shè)備。其物理層采用CAN總線技術(shù)，通過一根電纜將諸如可編程控制器、傳感器、測(cè)量?jī)x表、光電開關(guān)、變頻器、操作員終端等現(xiàn)場(chǎng)智能設(shè)備連接起來，它是分布式控制理想的解決方案。
DeviceNet設(shè)備網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)雖然屬于工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)的底層網(wǎng)絡(luò)，通訊速率不高，數(shù)據(jù)傳輸量也不大，但其具有低成本、高效率、高可靠性的特點(diǎn)。其同一網(wǎng)段上最多可以容納64個(gè)節(jié)點(diǎn)，三種可選的數(shù)據(jù)傳輸速率：125kbit/s、250kbit/s、500kbit/s，采用生產(chǎn)者/消費(fèi)者（Producer/Consumer）模型，支持對(duì)等（點(diǎn)對(duì)點(diǎn)）、多主和主從通訊方式。
3. ControlLogix軟件
ControlLogix軟件系統(tǒng)包括集成軟件開發(fā)平臺(tái)RSLogix5000、通訊服務(wù)軟件包RSLinx、網(wǎng)絡(luò)組態(tài)軟件RSNetWorx。
RSLogix5000軟件是符合IEC61131-3標(biāo)準(zhǔn)的軟件包，是一個(gè)包含編程、診斷、在線監(jiān)控等功能的集成系統(tǒng)開發(fā)平臺(tái)。系統(tǒng)的主要功能是為控制工程師和系統(tǒng)編程人員提供一個(gè)可以把他們的程序概念轉(zhuǎn)變成一系列的程序圖和定義用于快速地創(chuàng)建可執(zhí)行程序。
RSLinx提供了一個(gè)貫穿整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的友好的用戶圖形界面，支持和許多不同網(wǎng)絡(luò)上的多種設(shè)備同時(shí)進(jìn)行通訊。RSNetWorx網(wǎng)絡(luò)組態(tài)軟件是用于進(jìn)行組態(tài)和規(guī)劃的工具，允許用戶為網(wǎng)絡(luò)創(chuàng)建一個(gè)圖形化界面，并配置相應(yīng)的參數(shù)以定義網(wǎng)絡(luò)。又根據(jù)三層網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架分別有三個(gè)軟件：RSNetWorx for DeviceNet（用于設(shè)備網(wǎng)組態(tài)）、RSNetWorx for ControlNet（用于控制網(wǎng)組態(tài)）、RSNetWorx for EtherNet/IP（用于以太網(wǎng)組態(tài)）

    ControlLogix5000系列PLC硬件結(jié)構(gòu)
ControlLogix控制器采用了模塊化的設(shè)計(jì)，無源數(shù)據(jù)總線背板結(jié)構(gòu)。包括處理器在內(nèi)所有單元，根據(jù)功能設(shè)計(jì)成各種模塊，典型的處理器模塊如Logix5555處理器，并且模塊種類不僅包括數(shù)字量、模擬量這些傳統(tǒng)的信號(hào)模塊，還有各種網(wǎng)絡(luò)通訊模塊，更突出的還有專門的運(yùn)動(dòng)伺服控制模塊及相應(yīng)的全套的運(yùn)動(dòng)控制指令，這就可以為工業(yè)控制提供—種非常靈活并且十分完整的控制方案。所有的模塊都安裝于標(biāo)準(zhǔn)的ControlLogix機(jī)架內(nèi)，其實(shí)物如圖1-2所示

圖1-2、ControlLogix控制器
ControlLogix提供了一種以背板為基礎(chǔ)的模塊組合方式。ControlLogix的I/O背板是按照背板裝配方式而設(shè)計(jì)的。電源模塊直接安裝在這個(gè)背板的最左邊。ControlLogix的I/O背板按照使用需求可以分為4、7、10、13和17槽幾種規(guī)格。各個(gè)模塊的布置是完全相互獨(dú)立的，任何一個(gè)模塊都可以安裝在背板的任何一個(gè)槽內(nèi)。每個(gè)I/O模塊都可以采取機(jī)械按鍵的方式來鎖定，以防止不合適的電壓加到相應(yīng)的組件上。
由于ControlLogix控制器的無源數(shù)據(jù)總線背板結(jié)構(gòu)，模塊化的設(shè)計(jì)，加上性能卓越的處理器，ControlLogix控制器不僅具有先進(jìn)的通訊能力和最新的I/O技術(shù)，而且可同時(shí)提供順序、過程、運(yùn)動(dòng)和傳動(dòng)控制。因?yàn)橄到y(tǒng)是模塊化的，所以用戶就能夠有效的設(shè)計(jì)、建立和更改系統(tǒng)。根據(jù)控制任務(wù)的要求，靈活的選擇各種模塊和數(shù)量，最后根據(jù)模塊數(shù)量和規(guī)格來確定機(jī)架規(guī)格和電源型號(hào)。機(jī)架的型號(hào)規(guī)格分別有1756-A4, 1756-A7, 1756-A10, 1756-A13, 1756-A17幾種規(guī)格，電源有1756-PA75，1756-PA75，1756-PA75R，1756-PA75R，
等多種規(guī)格，其中PA為交流輸入，PB為直流輸入，R為冗余電源。
ControlLogix處理器提供模塊化的存儲(chǔ)單元（容量從750K到8M），并且可以尋址大范圍的I/O接口（最多為4000個(gè)模擬量或者128000個(gè)數(shù)字量）。這些I/O可以是ControlLogix的本地I/O，在安裝有ControlLogix控制器的一個(gè)背板上的1756I/O模塊最多可以收發(fā)512個(gè)數(shù)字量，256個(gè)模擬量的輸入或者96個(gè)模擬量的輸出，一個(gè)ControlLogix的I/O模塊允許使用的最多接口數(shù)為32個(gè)。如果使用遠(yuǎn)程I/O，單獨(dú)一個(gè)控制器可以交互的遠(yuǎn)程I/O最多達(dá)250個(gè)。控制器可以通過以太網(wǎng)、控制網(wǎng)、設(shè)備網(wǎng)和遠(yuǎn)程I/O網(wǎng)絡(luò)來監(jiān)控這些I/O接口。
一個(gè)最小的ControlLogix控制系統(tǒng)需要一個(gè)帶有電源的機(jī)架背板（Chassis）、一個(gè)處理器模塊和一個(gè)I/O模塊組成。對(duì)于一個(gè)普通的控制任務(wù)，可以選擇一塊處理器模塊，例如Logix5555處理器模塊，以及若干I/O模塊，把這些模塊插在同一個(gè)機(jī)架內(nèi)，如圖1-3所示。模塊在機(jī)架內(nèi)的排列是任意的，機(jī)架內(nèi)的各模塊通過背板無源數(shù)據(jù)總線傳遞和共享數(shù)據(jù)。

圖1-3 單處理器的本地控制系統(tǒng)
Contro1Logix的無源數(shù)據(jù)總線背板結(jié)構(gòu)，不但使得處理器模塊可以插在機(jī)架的任何槽位上，而且使得多個(gè)Logix5555處理器模塊可以在一個(gè)機(jī)架上并存，這是Rockwell以前處理器所不具備的功能。ControlLogix允許多個(gè)Logix5555處理器模塊插在同—個(gè)背板上，高速度的背板使每個(gè)處理器都可輕而易舉的訪問其他處理器的數(shù)據(jù)、從而實(shí)現(xiàn)I／O數(shù)據(jù)及其他信息的共享。其可實(shí)現(xiàn)的配置如圖1-4所示。
通過在一個(gè)ControlLogix背板上安裝多個(gè)處理器模塊，每個(gè)處理器模塊各自執(zhí)行獨(dú)立的控制任務(wù)。這樣的系統(tǒng)需要進(jìn)行系統(tǒng)規(guī)劃，為每一個(gè)I／O指明宿主控制器。每一個(gè)處理器都可以讀取任何一個(gè)輸入模塊發(fā)來的信號(hào)，并且向特定的輸出模塊發(fā)送指令。需要通過對(duì)系統(tǒng)的配置來明確每一個(gè)控制器對(duì)應(yīng)控制那些輸出模塊。
圖1-4多處理器的本地控制系統(tǒng)

ControlLogix控制器還可以通過EtherNet，ControlNet和DeviceNet網(wǎng)絡(luò)模塊及其網(wǎng)絡(luò)將遠(yuǎn)離處理器的分布式I／O連接起來，實(shí)現(xiàn)分布式I／O數(shù)據(jù)處理。同樣可以通過EtherNet，ControlNet和DeviceNet網(wǎng)絡(luò)將分散的處理器連接起來，實(shí)現(xiàn)分布式控制。其可實(shí)現(xiàn)的配置如圖1-5所示。
可以有選擇的按照所需的通訊端口為ControlLogix的背板安裝相應(yīng)的通訊模塊?？梢栽诒嘲迳习惭b多個(gè)通訊模塊為數(shù)據(jù)的傳輸提供多條路徑，這樣可以提高系統(tǒng)的性能。任何通訊模塊都可以安裝在背板內(nèi)的任意槽內(nèi)。在這種配置下，控制器就可同時(shí)對(duì)本地背板上和遠(yuǎn)程背板上的I/O模塊進(jìn)行監(jiān)控了。

圖1-5 遠(yuǎn)程或分布式控制系統(tǒng)
ControlLogix系統(tǒng)允許不同程度的冗余?？梢酝ㄟ^下面的方法配置一個(gè)冗余系統(tǒng)：在兩個(gè)ControlLogix背板上都安裝上Logix5555控制器，同時(shí)準(zhǔn)備控制網(wǎng)適配模塊（1756—CNB或者1756—CNBR）、以太網(wǎng)適配模塊（1756—ENBT）和系統(tǒng)冗余模塊（1757—SRM），用專用光纖將系統(tǒng)冗余模塊連接起來。所有的I/O模塊都必須相對(duì)冗余控制背板是遠(yuǎn)程的。在控制網(wǎng)上增加I/O、操作面板和其他的設(shè)備。作為控制終端的計(jì)算機(jī)必須通過以太網(wǎng)和系統(tǒng)相連，而I/O不可以這樣連接入系統(tǒng)。在一個(gè)專門安裝I/O模塊的背板上我們可以為之連接冗余電源。這個(gè)I/O背板可以通過網(wǎng)絡(luò)和其他的ControlLogix背板相連。
給ControlLogix系統(tǒng)加入冗余組件是不需要任何額外的程序編制的。給系統(tǒng)配置冗余組件就和從產(chǎn)品目錄中選取一個(gè)可以作為冗余組件的產(chǎn)品一樣簡(jiǎn)單。要做的只是給系統(tǒng)中的主控制背板上的控制器下載程序，同時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)將這個(gè)程序輸送給次控制器。
在一個(gè)ControlLogix冗余系統(tǒng)中，次控制器和主控制器是同步工作的，這樣對(duì)最高優(yōu)先級(jí)的任務(wù)的輸出就能得到平順可靠的保證。每隔大約100MS就會(huì)產(chǎn)生一次中斷，以對(duì)通過網(wǎng)絡(luò)和冗余控制系統(tǒng)相連的所有設(shè)備進(jìn)行狀態(tài)讀取。
ControlLogix系統(tǒng)的模塊化的I／O、內(nèi)存及通訊接口可為我們提供了一種既可組態(tài)又便于擴(kuò)展的系統(tǒng)，使我們可以根據(jù)需要靈活配置所需的I／O數(shù)量，內(nèi)存容量, 以及通訊網(wǎng)絡(luò)，以后當(dāng)需要進(jìn)一步擴(kuò)展系統(tǒng)時(shí)，可隨時(shí)添加I／O，內(nèi)存及通訊接口。ControlLogix允許用戶帶電插拔系統(tǒng)中的任何模塊，而不會(huì)對(duì)模塊造成損壞。這對(duì)于系統(tǒng)的維護(hù)與檢修有著很大的幫助，因?yàn)檫@樣用戶就可以在繼續(xù)維持系統(tǒng)運(yùn)行的同時(shí)更換有故障的模塊，而不會(huì)影響整個(gè)系統(tǒng)其它部分的正常運(yùn)行。所有硬件模塊采取小型化的設(shè)計(jì),這使得ControlLogix系統(tǒng)適用于有限的安裝空間。
ControlLogix控制器安裝了IEC-1131-complaint操作系統(tǒng)。該操作系統(tǒng)提供了真正具有優(yōu)先級(jí)的多任務(wù)環(huán)境，允許用戶通過單獨(dú)排定軟件組件來滿足自己的應(yīng)用要求。這能大大提高處理器的效率并且可以相對(duì)降低成本，因?yàn)樗梢詼p少用戶對(duì)整個(gè)控制系統(tǒng)所需的處理器數(shù)量的要求。
ControlLogix系統(tǒng)的模塊大體上可分為處理器模塊、I／O模塊、通訊模塊、功能（智能）模塊等幾大類，下面分別介紹一些常用的ControlLogix系統(tǒng)模塊。