罗克韦尔SLC500系列可编程序控制器及应用

1 引 言

　　随着工业控制规模的不断扩大及自动化程度的提高，对工控产品的要求也越来越高。对于作为现代工业自动化产品之一的可编程序控制器（PLC）而言，不仅需要其具有强大的控制功能，而且对其通讯能力的要求也越来越高。美国罗克韦尔自动化公司生产的SLC500系列PLC具有大型PLC的功能，小型PLC的价格，及其不断扩充的控制能力和灵活的通讯能力，可以随时满足工业控制中的各种要求。

2 SLC500控制器结构及主要功能

　　SLC500系列PLC有固定式和模块式两种硬件结构，固定式集处理器，电源，输入/输出（I/O）于一体，由其输入/输出方式（直流、交流；电压等级；源流、汇流；继电器、可控硅、和晶体管输出等）及I/O点数的不同共有24种不同型号，固定式控制器还提供一个两槽扩展框架以增加其输入/输出的灵活性。模块式SLC系统可根据需要从5种处理器，7种电源，及50余种I/O模块或特殊功能模块中选择不同的组合，形成一个应用灵活、功能强大的控制系统。SLC500系列的所有模块都通过了CSA认证，大部分模块通过了危险环境认证，适用于很多工业应用场合。图1是模块化SLC500控制器的硬件结构。

图1 SLC 500控制器基本组成结构

2.1 SLC500系列处理器

　　SLC500系列模块式PLC有5种处理器模块，处理能力及运行速度不断增强，每种处理器模块都有一个内置的DH-485网络接口，可以进行编程及监控。SLC5/03及更高系列号处理器还有其它网络接口，可以连接到不同的网络中。SLC500系列处理器还具有强制输入输出、故障诊断、分级口令保护及灵活的中断等功能，有利于用户调试程序，检测故障及处理器文件的保护。表1列出了5种型号SLC500系列处理器技术参数及通讯能力。

　　SLC500系列处理器的程序和数据是以文件的形式在内存中存储的(如附表)。处理器文件分为程序文件和数据文件，程序文件可高达256个，包括处理器信息、梯形图主程序、中断子程序及其它用户根据需要编制的子程序（文件号3-255都可用于子程序文件）。数据文件包括与外部I/O及所有梯形图程序使用的与指令相关的数据信息。它包含输出/输入、状态、位、计时器、计数器、控制结构、整数、浮点数、字符串、ASCII码文件，用户可以根据需要定义除输出/输入和状态文件以外的数据文件个数（可达256个），及每个数据文件包含的数据数量（可达256个）。

2.2 SLC500系列输入/输出模块

　　SLC500控制系统提供50多种不同的I/O模块满足用户的不同需求。本地模块采用硬件寻址方式，程序逻辑可直接存取I/O数据。

　　（1）开关量I/O模块

　　包括各种输入/输出方式和不同的I/O点数，有4、8、16和32点开关量I/O模块及8、12和16点I/O混合模块等，可与不同电压等级的交流，直流和TTL电平连接。其中有负载电流达2A和2.5A的大电流继电器模块、固态输出模块和最大接通信号延迟时间只有0.3ms、最大关断信号延迟时间只有0.5ms的快速响应直流输入模块。为提高工业应用的可靠性，这些模块都提供了输入滤波和光电隔离功能。16点I/O模块上还有可拆卸的接线端子排，使接线和更换模块更容易。

　　（2）模拟量I/O模块

　　SLC500系列模拟量模块有4路I/O、4路混合I/O（2路输入/2路输出）模块和高密度的8路输入模块，及快速响应模块等。输入模块都采用差分输入，每路通道可单独配置成不同等级的电流或电压输入方式，最高输入分辨率可达16位精度。具有输入滤波，对电气噪声具有高度的防护能力。输出通道的精度都是14位，提供精确的控制能力。SLC500系列模拟量I/O模块可以选择由框架的背板供电，不需外部电源。

　　SLC500控制系统还提供一些适用于特殊场合的智能模块和辅助通讯模块，以满足不同的控制需求。如：热电阻（RTD）/电阻输入模块、热电耦/毫伏输入模块、高速计数模块、步进控制模块、伺服定位模块、BASIC模块和各种通讯模块等。

　　（1） 1746-NRX—RTD/电阻输入模块

　　SLC500控制系统的RTD/热电阻输入模块提供了与12种不同类型的RTD连接，如铂、镍、铜及镍铁型。并可连接如分压器等类型的电阻性设备。大大增强了SLC500系统的温度控制能力。还有两种可选择的激励电流等级（0.5mA 和2.0mA），能够限制RTD自身发热并提高温度精度。该模块也有四个可选择的滤波器，和独立的通道结构，可以分别连接RTD或直接与电阻相连。

　　（2）1746-NTX—热电耦/毫伏输入模块

　　SLC500控制系统的热电耦/毫伏输入模块接收和存储热电耦和/或直流毫伏模拟量信号所对应的转换数据，处理器可以对存入其映象表中的这些数据进行冷端补偿和线性化，提供精确的数字化过程温度读数。该模块有四个可选的滤波器，可以根据需要改变系统响应特性以满足环境的要求。采用独立的通道结构，可以混合使用毫伏型和热电耦型。

　　（3）746-HSCEX—高速计数模块

　　高速计数模块可对来自编码器和各种高速输入开关进行双向计数。这种单通道模块接受最高50Hz的输入脉冲，以对快速运动进行精确控制。此外该模块还提供以Hz为单位来表示脉冲频率的速率测量功能，速率测量的功能是用在一段固定时间内所累加的输入脉冲来确定的，速率的周期范围为10ms~2.25s。

　　（4）746-HSP1步进控制和1746-HS IMC伺服定位模块

　　步进控制模块是一种可用于单轴开环的微型步进控制模块。在脉冲序列速率高达250 Hz时有超过+8,000,000个绝对定位点。运动控制模块是一个单轴闭环伺服定位模块，当与伺服驱动装置、电机和编码器一起使用时，它是一个成本低、功能强的运动控制系统的关键部件。

　　（5）1746-BAS—BASIC模块

　　BASIC模块占据系统框架的一个槽，提供两个可组态的串行通道（RS-232/423、RS-422、RS-485），一个DH-485通道。独立运行BASIC程序，对来自SLC的数据进行分析运算，有多达24K字节的电池后备RAM和一个32字节的EEPROM。该模块还可以用于提供与其相联的外部设备同SLC处理器的接口；计算复杂的数学或应用中的特殊算法；同远程设备通讯等。

3 电源

　　SLC500系列可编程序控制器有7种电源可供选择，有3种交流进线电压和4种直流进线电压，其中交流进线电源的标称值120V或240V，直流进线电压范围分别是19.2-28.8V、10-30V、30-60V、和90-146V。适用于世界范围的电压等级。除进线电压是24V直流的电源以外，其余电源都额外提供24V直流用户电源。

4　编程指令及编程工具

4.1 编程指令

　　所有SLC 500 处理器具有功能强大的指令集，不仅支持通用的位指令、计时/计数、高速计数、比较、位移、立即输入/立即输出、顺序器、程序流程等标准梯形图逻辑指令，及基本算术运算和数据处理指令。5/02及更高型号处理器还支持PID、高级算术运算、堆栈、通讯、中断处理及ASCII等指令。

4.2 编程工具

　　SLC500系统有4种编程选件对处理器编程，它们是手持编程终端（HHT）、基于DOS

操作系统的APS和SLC 500A.I编程软件、及基于Windows 操作系统的RSlogix500软件。

　　HHT是一个功能强大的编程平台，用于对处理器进行组态；输入或修改程序；实时监控应用程序的执行；排除程序故障等。

　　RSlogix500编程软件可以通过计算机对SL