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2020OEM機械設計技術研討會云會議
PLC

藍普鋒RPC3000系列大型PLC對外亮相

  2020年07月27日  

  20年,自動化控制設計研發經驗

  深耕客戶現場,匯集需求

  創新技術,拒絕簡單模仿

  5年技術積累

  藍普鋒RPC3000系列大型PLC

  2019年研發成功

  在客戶現場一年多運行

  穩定可靠性得到驗證

  在市政、節能、管廊、潔凈廠房等行業成功應用

  近日,藍普鋒舉辦媒體交流會,自主研發的大型PLC—RPC3000系列可編程控制器正式亮相。RPC3000大型PLC的推出,扭轉了大型PLC主要依賴國外廠商的被動局面,為核心技術及核心產品的自主可控增添了新的活力。自此,藍普鋒擁有性能優越、穩定可靠的大型PLC和中小型PLC兩條產品線,提高了對客戶的服務能力,確保客戶價值最大化。

  RPC3000于2019年中期研發成功并投入使用,經過一年多客戶現場的錘煉,技術先進、性能優異,得到了業主、用戶和系統集成商的高度評價。本文將帶領讀者從產品性能、冗余方式、總線技術、背板技術,和網絡通訊能力以及第三方系統接入等角度,對國產新一代大型PLC藍普鋒RPC3000進行一次全新認知。

CPU性能及主要特點

  得益于近些年來芯片技術的高速發展,主頻更快,制造工藝更優秀,功耗更低等先進性能。藍普鋒在設計RPC3000系列PLC時可以采用最新芯片技術,來實現高可靠、高性能CPU模塊、多重系統總線、可靠冗余等方案。

  RPC3000單CPU可對4000點開關量或2500點模擬量進行實時控制,通過遠程IO方式可處理4萬點開關量。CPU模塊主頻高達1GHz,性能優異,指令速度高達0.01us,64M數據容量,支持SD卡,雙總線無源背板,支持熱插拔技術。CPU模塊本體自帶2路獨立百兆/千兆自適應以太網口,最多4路獨立RS485,均可作為主站或從站。

  RPC3000支持雙機架冗余,所有模塊均可熱插拔,支持主流通訊協議。在總線方面,RPC3000創新設計理念,融合最新技術,構建家族化總線模式,包括:CE總線(擴展總線)、CH總線(高速總線)、CC總線(控制總線)和CR總線(混合遠程總線)。

冗余方式

  RPC3000系列PLC有良好、完善的冗余方案。深入研究眾多國內客戶的需求,融合DCS和PLC的特點,精心地設計了兩種冗余方案。

  雙CPU冗余模式,針對系統結構比較簡單,又有一定冗余需求的客戶群體。該方案不需要同步模塊和同步光纖,數據同步都通過內部總線完成,空間占用小。該方案成熟度很高,資深的自動化工程師對于這種架構非常熟悉,在以前的DCS領域通常采用。

  雙機架冗余,目前國際主流PLC廠家均主推此方案,針對冗余效果要求較高的客戶群體。方案通過雙機架上面的兩個冗余同步模塊,以及中間的光纖連接進行數據交換。這種冗余方案冗余性能比較好,數據同步速度較快,切換速度快,并且將背板進行了備份,更為可靠。

總線技術

  RPC3000系列PLC先進的總線設計值得稱道。

  如果說RPC3000為用戶在簡單冗余和復雜冗余兩種方案中任意切換提供便捷的話,那么,藍普鋒在總線技術設計時,更為注重性能、傳輸速率、遠程控制以及兼容性的能力,讓自動化工程師在選擇起來從容不迫、游刃有余。

  RPC3000根據用戶對數據的不同種類和應用需求將總線分為四類,分別是:CE總線(擴展總線)、CH總線(高速總線)、CC總線(控制總線)和CR總線(混合遠程總線)。

  1.CC總線:注重簡單靈活

  在應用上CC總線用于簡單單機IO擴展,可以在無需通訊模塊的情況下近距離、低成本擴展4組11槽背板,這種總線在小型項目或OEM設備中節約了4個通訊模塊,并且為系統增加了4個有效槽位,還間接減少了4個通訊故障點。

  2.CH總線:注重帶寬

  CH總線是基于CPU和背板之間的高速線路。這條總線支持CPU的高速通訊擴展,或者連接第三方通信協議的擴展模塊。目前除CPU自帶通訊外,單CPU支持通過CH總線擴展高達12個獨立RS485口或6個獨立以太網口。

  3.CE總線:注重距離和響應速度

  CE總線負責高速分布式IO機架擴展。單CPU可以通過CE總線擴展30個分布式機架,每個遠程機架11個槽位。CE總線接口采用的是RJ45網線接口,網絡拓撲結構為菊花鏈式拓撲結構。快速響應是CE總線的另一大特性。RPC3000系列PLC的CE總線在鏈路層傳輸數據,內部協議更符合工業控制網絡的要求,即:采樣速度快但報文較短,并且有著低延時、高可靠、高響應的要求。

  CE總線接口為RJ45連接方式,還可以通過轉換為光纖的方法,來延長通訊距離。利用這種CE協議,用戶可以方便地將全廠控制設備組成一個大的系統,方便編程管理。

  4.CR總線:注重兼容性的藍普鋒產品家族協議

  CR總線通過TCP/IP與RPC2000系列PLC進行遠程互聯,統一編程管理。在大型系統具有多個站點的控制方案中,主要站點采用RPC3000系列PLC進行控制,分散的小型站點或成本有要求的站點或者低功耗無線傳輸站點采用RPC2000系列PLC進行控制,這時RPC2000系列PLC并不需要編程,它只需要加入RPC3000系列PLC的網絡,通過家族CR協議變成相對于標準RPC3000的一組IO從站,所有的控制邏輯均在RPC3000編程中完成。這不但大大方便了系統設計和調試,也在可靠性和經濟性上取得一個最佳的平衡。

無源背板

  RPC3000采用無緣背板設計,最大程度減少了背板故障的可能性,避免通訊芯片或電源芯片在強干擾場合或電壓不穩場合燒毀等現象出現。主要特點包括:

  1) 背板上所有總線均為雙總線冗余,無擾切換設計;

  2) 支持熱插拔技術,不區分背板型號,方便客戶不停機更換模塊;

  3) 模塊自由擺放,自動尋址。在背板上,CPU、電源、IO插槽均不限制位置。

第三方PLC接入

  RPC3000系列PLC不僅可以用于新建設的項目/系統,也可以通過支持第三方通訊協議的方式擴展在已建設的項目/系統中。目前支持的第三方系統的通訊協議有Profinet、EtherCAT、Modbus等協議,這些通訊模塊可以把RPC3000系列PLC的IO作為原有系統的一個分站加入,程序的添加和編寫可在原有編程軟件中完成,降低了重編程序的工作量。

  RPC3000系列PLC支持與多種上位機組態軟件通訊,在可見的未來,越來越多的組態軟件和觸摸屏將具備RPC3000系列PLC的標準驅動,讓用戶更方便地組態。

編程軟件

  RPC3000系列PLC支持IEC 標準的6種語言,有著方便的仿真調試環境,可以直觀觀察到變量變化情況。工程師還可以通過詳細的編譯報告和通道級診斷,快速找出程序Bug和硬件錯誤。軟件支持在線下裝功能和程序上載。針對組態軟件編程,軟件支持變量excel格式導出,大大減少工程師的工作量。

穩定性與抗干擾

  設計一套高品質的可編程控制器,不僅需要在技術指標上取得優異成績,在穩定性和可靠性方面更需要極度的專研。藍普鋒設計團隊有20多年控制系統開發和應用經驗,RPC3000系列PLC設計時優先考慮穩定性及高性能。比如,模擬量為高精度全隔離,通訊也是全隔離設計。在抗干擾、系統高低溫和環境溫濕度、震動等現場干擾因素方面,通過大量現場應用經驗和合理的設計解決這些問題,使得可靠性最佳。

  藍普鋒將一如既往地總結過去PLC產品化的經驗與教訓,努力貼合國內客戶的真正需求,做出適合中國人應用的PLC產品。

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