ControlNet原理和應用

一、概述
ControlNet是近年來推出的面向控制層的實時性現場總線網絡，在同一物理層介質鏈路上提供時間關鍵性I／O數據和報文數據，包括程序的上載／下載，組態數據和端到端的報文傳遞等通訊支持，是具有高度確定性、可重復的高速控制和數據采集網絡，I／O性能和端到端通訊性能都較傳統網絡有較大的提高。

二、ControlNet系統原理
ControlNet是基于生產者/消費者模式(Producer／Consumer Model)的網絡。ControlNet允許在同一鏈路上有多個控制器共存，支持輸入數據或端到端的多路發送，這就大大的減少了網絡上的交通量，提高了網絡效率和網絡性能。
ControlNet是高度確定性、可重復性的網絡。ControlNet能預見數據何時能夠可靠傳輸到目標的能力，同時數據的傳輸時間不受網絡節點添加/刪除情況或網絡繁忙狀況而保持恒定的能力。在實際應用中，通過網絡組態時選擇性設定有計劃I/O分組或互鎖時間，這些要求能得到更進一步的保證。
生產者/消費者模式允許網絡中所有的節點同時獲取來自同一數據源的數據。最終，該模式提高了效率，因為數據只發送一次，而與數據使用者(Consumer)的數量無關，并且具有精確的同步性。因為數據將同時到達每一個節點。生產者－消費者模式的優點在于：多個節點可以同時消費(Consume，即讀取)來自同一個生產省(Producer，即數據源)所提供的數據。節點間易于同步，可以獲得更為精確的系統性能，設備可以實現自主通信，無需系統主站。ControlNet提供了簡單、高度確定而且靈活的傳輸數據方式。ControlNet在執行操作、數據實時監控時不會影響到I／O控制的性能。因此，ControlNet非常適用于一些控制關系有復雜關聯、要求控制控制信息同步、協調實時控制、數據傳輸速度要求較高的應用場合。
ControlNet的明顯優點是：同一鏈路上滿足I/O數據、實時互鎖、端到端報文傳輸和編程/組態等信息應用的多樣要求；是確定性、可重復性的控制網絡，適合離散控制和過程控制；同一鏈路上允許有多個控制器同時共存；輸入數據和端到端信息的多路發送支持；可選的介質冗余和本征安全；安裝和維護的簡單性；網絡上節點居于對等地位，可以從任意節點實現網絡存取；靈活的拓撲結構（總線型、樹型、星型等）和介質選擇（同軸電纜、光纖和其它）。

三、可建造ControlNet的設備
1. ControlLogix，ProcessLogix，FlexLogix系列
1756系列ControlLogix55xx控制器，集成多種控制功能：順序控制控制、傳動控制和過程控制。網絡的橋接無需控制器。高速控制平臺上的高速數據傳輸。
1757系列ProcessLogix控制器，5兆數據速率的高吞吐量工業網絡。使用擴展的診斷方法，維護簡單，多點傳輸(Multicast)特性允許多個控制器共享輸入數據，可選的網絡冗余，增加可靠性。
1794系列FlexLogix 54xx控制器，面向分布式控制的中小型系統，無與倫比的靈活性，與ControlLogix等同樣采用RSLoqix5000編程，多種編程語言支持，就地安裝可以擴充多達16個FlexI／0模塊，可以安裝任何兩個可選的ControlNet(可選同軸或者光纖介質)、DeviceNet或者lOOMbpsEtherNet／IP。擴展現場I／O和智能設備，通過ControlNet或者EtherNet／IP，實現對等通訊、數據采集、程序下載或者實時互鎖。
2. PLC與SLC控制器系列
PLC-5可編程控制器內置ControINet通訊,,通過ControINet口，提供高速通訊能力,允許處理器輸入中斷和可選的定時中斷。
SLC掃描器口適配器模塊，性能最佳的網絡擴展遠程I／0解決方案—增強的系統性能適宜于SLC邏輯監視的故障設備的出錯診斷列表。
PLC-5熱備系統，提供高性能的、確定性的數據傳遞，控制程序在主控制器和后備控制器中同步執行．包括兩種模式的熱備操作：同步和異步SLC報文發送模塊，程序上傳／下載，支持RSView等用戶人—機界面軟件實現數據采集。
3. 基于PC的控制器系列
SoftLogix5800系列，RSLogix5000軟件編程，PCI格式的通訊卡(DeviceNet掃描器，ControlNet掃描器，EtherNet／IP通訊卡，運動控制卡等)，ISA／EISA總線掃描器卡，IOLinx系列軟件。
PCI掃描器卡，能夠維護重要的網絡規劃和組態參數，備份網絡上的其他數據，標準的即插即用型本地PCI總線卡，兼容當前所有的吏面計算機和工業終端，ISA／EISA總線掃描器卡雙BNC接頭，支持介質冗余，通過LED組態指示燈的顯示可以觀察網絡和控制卡的診斷信息SoftLogix5800軟件，多個編程選項簡化維護和升級工作，多種靈活可選的I／O和網絡，多個MMI(人—機界面)選項。
4. I／0框架型和模塊型
FLEXI／0系列，每個適配器可連接多達128點離散I／0或64個模擬通道。可以對故障或是移走的I／0模塊進行診斷．獨立的部件，可以任意混合使用不同I／0類型，減少了外部接線端子成本，短路保護，本質安全模塊。
1771 PLC-5機架I／0，多個控制器和終端能夠共享模塊輸入數據，品種齊全包括各種特殊應用模塊。
1746 SLC-500 I／0，可以與PLC5熱備系統配合使用，具有節點地址和模塊，組態顯示，SLC機架供電。
ControlLogix 1756 I／0，無需硬件設置開關 完全的軟件逐點組態，可軟件逐點組態的浮點數和工程定標，模塊自行計算，無需編程，不占用處理器資源，完全帶電拔插，減少停機日寸間，適用于ControlLoqix和ProcessLoqix控制器。
1734 Point I／0，2至4點的I／0密度您精打細算，ControlNet適配器支持冗余介質和網絡接入口(NAP)，通過Control、DeviceNet、Profibus／DP等適配器靈活擴展，小尺寸，大身手：帶電拔插，逐點指示和診斷，多種I／O類型和接線端子，電子模塊和接線段子底座可分離設計。