Allen-Bradley Contrologix 17-slot chassis

Denne artikkelen er ment a formidle kjerneprinsippene bak ControlLogix-arkitekturen. Her vil vi dekke grunnleggende om dette nyeste kontrollsystemet fra Rockwell Automation, inkludert dets grunnleggende produsent-forbrukerkommunikasjonsfond, sin fleksible minnearkitektur, dens I / O-funksjoner og til slutt prestasjonsegenskapene.

Produsent forbrukermodell.

En av hovedfunksjonene i ControlLogix-systemet er at kommunikasjonsfunksjonene er utformet i hvert lag av systemet som starter med bakplaten og videre til I / O-modulene, prosessorene og selvfolgelig kommunikasjonsmodulene selv. ControlLogix backplane er en forste fetter til ControlNet-nettverket og benytter samme produsentens forbrukermodell som ControlNet gjor. Produsent Forbruker er navnet vi gir til en kommunikasjonsmodell hvor nettverksnoder eller moduler pa chassiset, hver produserer data. Andre noder eller moduler kan da konsumere disse dataene pa en nodvendig mate uten a matte gjore diskrete foresporsler. Dette er sv rt forskjellig fra andre modeller der en mester for eksempel ma administrere kommunikasjonsoppgaven ved a sporre hver knutepunkt eller modul hvis den har en melding om a sende og ordne transaksjonen.

For prosessorer gir bruken av produsent / forbrukerparadigm muligheten til a installere flere prosessorer i samme chassis. Pa denne maten fungerer bakplanen i seg selv som et hoyhastighetsnettverk som gir kommunikasjonsmuligheter mellom alle modulene pa bakplanen – samt de som er utvidet til andre chassiser pa ControlNet. Av denne grunn blir ogsa funksjonene i ControlLogix-systemet utvidet langt utover de tradisjonelle programmerbare kontrollerene. Gateway-funksjonalitet er et produkt av denne kommunikasjonsarkitekturen. For Logix5550-kontrolleren ble utgitt, ble Ethemet, ControlNet og Data Highway Plus (DH +) modulene (sammen med chassis og stromforsyninger) utgitt for a danne ControlLogix Gateway-produktet.

ControlLogix Gateway tillater brudd og ruting av meldinger mellom de ulike nettverkene uten at det er behov for en PLC eller annen kontroller a v re til stede i systemet. Denne kommunikasjonsevnen er mulig pa grunn av backplans nye modell for a fungere som et nettverk selv. Meldinger kan na sendes fra en «lenke» til en annen (og i denne modellen er backplannen en annen «link» i banen) pa grunn av denne sv rt fleksible og kraftige kommunikasjonsmodellen.

Multiprocessor-stotte er ogsa en spinn av fra produsenten / forbrukermodellen. Multiprosessering stottes i chassiset for et hvilket som helst antall sporplasseringer og for enhver kombinasjon av spor. Siden backplane fungerer som et hoyhastighetsnettverk, er hver prosessor som en node pa nettverket; Derfor kan et hvilket som helst antall prosessorer kommunisere til noen andre, uavhengig av hvilken plassering disse prosessorene har. Pa denne maten kan en PLC- og DCS-prosessor for eksempel eksistere i samme bakplane eller nettverk, dele feltet I / 0 og utveksle data mellom hverandre. Et programvarekonfigurasjonsverktoy, RSNetworx, brukes til a tilordne prosessorens eierutgang til enheter. En gitt prosessor opererer pa grunnlag av at den somlost eier alle inngangsenheter og brukeren utpekte utgangsenheter pa nettverket.

Til slutt forsvinner mange av grensene og begrensningene som er forbundet med eldre teknologier, med produsent-forbrukerplanen. Siden hver prosessor na fungerer som en knutepunkt pa et hoyhastighetsnett, er det ingen enkelt mester eller buss voldgiftsmottaker for all kommunikasjon og kontroll pa bakplanet. Av denne grunn forstyrrer ikke en enkelt prosessor feil i kontrollsystemet for a sla av. Hvis en gitt prosessor ikke styrer en oppdragskritisk funksjon, kan resten av kontrollen faktisk fortsette a lope mens prosessoren i sporsmalet er fjernet og erstattet under strom.

Kontrollerminne er et annet omrade der ControlLogix-systemet gir betydelig fleksibilitet, ved hjelp av teknologier som overgar andre kontrollere i sin klasse. Nar du legger til minne til Logix5550-kontrolleren, er det ingen faste omrader med minne som er tildelt for bestemte typer data eller for I / O. Det er ingen kunstig grense pa antall timere, tellere eller instruksjoner. Minne er tilstede innenfor en gitt kontroller og benyttes «fra topp til bunn» som brukeren utvikler applikasjonen. I ControlLogix-chassiset legges minne spesifikt til hver Logix5550-kontroller, og kodene overfores mellom prosessorer som I / O i systemet. Denne allokering av minne pa en prosessor pa prosessorbasis er en av arsakene til at prosessorer kan «leve» i en hvilken som helst sporplassering i et chassis og med et hvilket som helst antall prosessorer i et chassis.

Som nevnt tidligere palegger ControlLogix-systemet ikke kunstige grenser pa antall I / O-punkter som et kontrollsystem kan ha. Nar I / O-poeng er konfigurert eller nar applikasjonskoden er opprettet, blir minnet brukt sammenhengende. Derfor er et av begrensningselementene for antall I / O-poeng i systemet, selvfolgelig, minne. Hvis mer minne er nodvendig, kan brukeren legge til mer minne via et minnekort, eller legge til en annen prosessor i chassiset for a oke totalt antall I / O-poeng i systemet. En annen faktor som kan binde totalt antall I / O-poeng for en gitt prosessor inneb rer begrepet tilkoblinger. ControlLogix-systemet bruker en forbindelse for a etablere en kommunikasjonsforbindelse mellom to enheter. Disse enhetene kan v re kontroller, kommunikasjonsmoduler, I / O-moduler, produserte og forbrukte merker eller meldinger.

Tilkoblinger er ganske forskjellige fra individuelle I / O-poeng. Hver Logix5550 kontroller, for eksempel, er i stand til a lage 250 tilkoblinger. I en konfigurasjon kan det gjores en enkelt tilkobling til et helt chassis. Tatt i betraktning at 17 slot-chassis er tilgjengelig, og antar 32 poengmoduler i beregningene, kan en enkelt prosessor faktisk stotte opptil 128 000 digitale I / O-poeng; 4000 analoge I / O-poeng kan stottes ved hjelp av lignende beregninger for analog I / O. Selv om disse tallene vi er store i seg selv, dobles de som en annen prosessor er lagt til pa en rack – og de tredobles med den tredje. Selv om disse tallene kan virke ekstreme nar de ses pa denne maten, er poenget fortsatt at ControlLogix-arkitekturen ikke palegger en kunstig grense pa totalt antall I / O-poeng som kan stottes for en gitt applikasjon.

ControlLogix-systemet gir en betydelig okning i ytelse over tradisjonelle kontrollsystemer pa en rekke mater. Fra et raprestasjonsperspektiv, overforer Logix5550-kontrolleren andre programmerbare kontroller i sin klasse, inkludert PLC-5-kontrolleren. I et bestemt eksempel gikk en PLC-5/30-applikasjon som ble konvertert til Logix5550-kontrolleren syv ganger raskere pa Logix5550-kontrolleren enn i den allerede raske PLC-5-kontrolleren. Mens dette er et optimalt tilfelle, vil ControlLogix-systemet kjore tre til fire ganger hastigheten pa en PLC-5-kontroller for typiske stigeapplikasjoner og rundt to ganger hastigheten for de prosesstypeprogrammene som bruker mer flytende matematikk. Viktigere enn a sammenligne instruksjonens utforelseshastighet mot instruksjonens utforelseshastighet, er imidlertid a forsta at ControlLogix-systemet er optimalisert for ytelse pa mater som ikke engang er sammenlignbare med den typiske programmerbare kontrollmodellen. Ved a stotte multiprocessing og multitasking, gir ControlLogix systemet effektiv ytelse og utnyttelse av prosessorkraften som er utformet i kontrolleren.

Logix5550-kontrolleren stotter et ekte, forutgaende, prioritert strukturert, multitasking operativsystem. Enkelt sagt betyr dette at brukeren er i stand til a modulere sin programvaredesign til funksjonelle komponenter som gir mening for applikasjonen. Og i tillegg til denne rnodulariseringsevnen kan disse modulene (kalt oppgaver) planlegges a lope med intervaller som gir mening for applikasjonens tidskonstant. Videre er prioriteringer tilordnet hver oppgave, slik at hoyere prioriteringssporsmal kan forutse, senke prioriterte oppgaver for tilgang til prosessoren, nar det er nodvendig. Denne driftsmodellen tillater brukeren a utnytte sa mye av prosessorkraften til systemet som nodvendig for individuelle funksjoner, men ikke mer enn det. Pa denne maten er ytelsen optimalisert pa et applikasjonsniva fordi de funksjonene som ma utfores veldig fort, kan, mens de som har rad til a kjore sakte, ikke beskatter prosessoren mer enn nodvendig.

Multiprosessering er ogsa en arkitektonisk fordel for systemytelsen. Nar mer prosessorkraft er nodvendig, kan en annen prosessor enkelt legges til chassiset med at programvaren distribueres over disse prosessorene. Pa denne maten oppnas systemytelse mens du opprettholder en konsekvent programvarearkitektur. Til slutt, nar man vurderer systemytelsen, gir ControlNet-nettverket garantert ytelse ikke tilgjengelig i tidligere arkitekturer. ControlNet-laget bruker et system NUT (nettverksoppdateringstid) som kan konfigureres av brukeren. Under systemkonfigurasjonen opprettes planlagte og uplanlagte data av brukeren for hver knutepunkt pa nettverket. Under noen NUT, er de planlagte dataene garantert a bli sendt ut pa nettverket for andre noder a konsumere. Pa denne maten oppnas determinisme som gir brukergarantert ytelse som definert av nettverksoppdateringstiden.

Rockwell Automation er morselskapet for Allen-Bradley, Sprecher + Schuh, Reliance Electric og Rockwell Software-produktene og driver 11 kontorer i Afrika sor for Sahara.