GuardPLC　系统概述

产品设计
　　GuARdPLC 系统是一种安全系统，它能够提供最安全的PLC、最快速的控制器吞吐量以及最快的安全网络。根据IEC 61131 进行设计，GuardPLC 系统满足可编程控制的全球标准。它遵从许多最新的全球安全标准以及用于可编程电子系统功能安全性的全球标准。GuardPLC 可不受限制地用在各种应用场合中，达到Category 4(按照EN-954)和Safety Integrity Level 3(SIL 3 安全集成安全级别，按照 IEC 61508)级别。
GuardPLC 系统由四个主要部件组成:
• 一体式或者模块式控制器以及相关的集成I/O
• 安全通信网络：GuardPLC EtherNet 和 DeviceNet Safety
• 用于GuardPLC EtherNet 和 DeviceNet Safety 网络的分布式 I/O 模块
• 编程和配置软件
使用安全PLC 及安全网络的优点包括:
• 机械控制更大的集成性和灵活性
• 当标准控制层智能化时，能够进行更好更容易的故障诊断
• 更快、更方便的维护
• 减少安装、调试以及重新配置的费用
• 与对于逻辑单独使用安全继电器相比，降低了设计和硬件成本
• 提高复杂系统生产性能的潜在能力

通信
　　GuardPLC 安全控制器在Safe EtherNet通信网络上通信。该网络经TüV-认证，用在安全应用场合可达EN954 Category 4 和 SIL 3安全级别。它可用于分布式安全I/O 及GuardPLC 控制器之间的点对点通信，也可用于RSLogix GuardPLUS! 软件编程。由于是EtherNet，用户可使用标准category 5 电缆、开关及路由器。
　　通过GuardPLC 分布式 I/O，用户可以将安全 I/O 放在安全现场设备位置处，减少接线费用。对于那些需要链接一个生产单元到其他单元的应用，点对点通信允许GuardPLC 控制器运行它们自己的程序以实现彼此之间的互锁。另外，GuardPLC 控制器支持ASCII、Modbus RTU 从站或者PROFIBUS DP从站通信到设备(例如显示器、PC 或者标准PLC)。GuardPLC 1200 和 2000控制器只有一个 RS-232 ASCII 口。GuardPLC 1600 和 1800 控制器有一个RS-485 ASCII 口，可与Modbus RTU 从站或者PROFIBUS DP 从站通信。使用RSLogix Guard PLUS! 编程软件选择要从GuardPLC 控制器读取的标签，每次所连设备请求时该数据就会发送给它。

NetLinx 集成
　　提高车间生产率、改进车间的安全性，上述两种不断增长的需求加快了集成安全控制与标准控制系统的步伐。控制系统用户现在希望其安全系统能够拥有标准控制的所有高效性与方便性。今天现代的生产车间不接受会影响生产力的安全系统。机器制造商与最终用户期望在不会减少对用户的保护级别的情况下，用于实现和维护安全系统的费用能够继续降低。
　　将GuardPLC 控制器集成到标准控制系统内的第一层是信息网络层。GuardPLC1600 和1800 通过嵌入的EtherNet/IP 使用户能够实现这一目标。由于在安全-标定的GuardPLC EtherNet 上能够同时运行EtherNet/IP，因此GuardPLC 控制器可使用EtherNet/IP 将安全控制系统的状态传送给其他标准设备，如PLCs(ControlLogix, FlexLogix, CompactLogix, SLC500 或 PLC-5), HMIs (PanelView,PanelView Plus, 和 VersaView) 及其他设备。GuardPLC 控制器甚至能够在EtherNet/IP 上控制标准I/O，如Flex I/O 和 Point I/O。因此，用户可以将GuardPLC 集成到车间中正在运行的EtherNet/IP 网络上。对于最大的网络集成，GuardPLC 1600 和 GuardPLC 1800 控制器还可以通过DeviceNet 安全扫描器与DeviceNet Safety 网络上的设备进行通信。扫描器与提供安全I/O 数据及状态信息给 GuardPLC 控制器的1791DS DeviceNet 安全I/O 通信。该安全扫描器还允许同设备(如标准PLC, HMI, 和标准I/O)进行标准DeviceNet 通信。

编程
　　使用RSLogix Guard PLUS! 软件配置GuardPLC 控制器和GuardPLC EtherNet上的分布式安全I/O 模块，并创建GuardPLC 安全应用程序。
　　使用用于DeviceNet 的RSNetWorx 软件配置用于DeviceNet 安全扫描器和DeviceNet 安全I/O 的通信。

GuardPLC 1200 设计用于要求功能安全性的较小型应用，它包括一个电源、CPU、看门狗、20 点数字量输入、8 点数字量输出、2 个高速计数器和2 个通信端口。

优点
• 28 点安全数字量 I/O - 专门设计用于连接，如急停、光幕等。
• 小而紧凑 - 内置的CPU、电源以及I/O 节省了面板空间，降低了系统成本。
• 嵌入的高速计数器 -两个高速计数器为要求检测速度与运动的应用提供经济型解决方案。
• DIN 导轨或者面板安装 - 提供面板结构的灵活性，安装方便，可用在面板空间受限制的应用内。
• EtherNet 端口 - 与其他GuardPLC 控制器, 分布式安全I/O，及其他标准设备(HMI 和 PLC)通信。
• ASCII 端口 - 与标准设备如HMI 和PLC 通信。
• 可拆卸端子块 - 方便更换控制器，使发生故障时，能够快速重新开始运行。

典型应用
• 机器人/ 焊接单元的周边保护
• 包装机的周边保护
• 压榨控制

GuardPLC 1600 是主流经济型安全PLC，提供20 点数字量输入、8 点数字量输出、一个内置的4-端口EtherNet开关，以及通过DeviceNet 安全扫描器连接到HMI、标准PLC、DeviceNet Safety 的灵活通信选项。

优点
• 28 点安全数字量 I/O - 专门设计用于连接部件如急停、光幕等。
• 嵌入的4- 端口EtherNet 开关 - 消除了对外部网络硬件的需求，降低了系统成本。
• EtherNet/IP 易于同标准PLC 和HMI 集成。
• Modbus RTU 从站和PROFIBUS DP 从站通信选项 - 允许控制器连接到标准PLC 和HMI 设备，一个RS-485 口可用于ASCII 通信(只读)。
• DeviceNet Safety 网络与DeviceNet 安全I/O 的连通性 - 通过DeviceNet 安全扫描器实现。
• 扩展性 -GuardPLC 分布式I/O 使扩展安全系统经济。
• 可拆卸端子块 - 方便更换控制器，使发生故障时，能够快速重新开始运行。

典型应用
• 机器人/ 焊接单元的周边保护
• 包装机的周边保护
• 压榨控制
• 半导体工具
• 物流系统

GuardPLC 1800 具有GuardPLC 1600 的所有特点，另外还增加了用于特定应用如急停、燃烧控制和娱乐设施控制的模拟量输入及高速计数器。

优点
• 32 点安全数字量 I/O - 专门设计用于连接，如急停、光幕等。
• 8 点安全- 标定模拟量输入 - 用于检测温度、压力等。
• 2 个安全- 标定高速计数器 - 用于检测速度、流量和运动。
• 嵌入的4- 端口EtherNet 开关 - 消除了对外部网络硬件的需求。
• EtherNet/IP 易于同标准PLC 和HMI 集成。
• Modbus RTU 从站和PROFIBUS DP 从站通信选项 - 允许控制器连接到标准PLC 和HMI 设备，一个RS-485 口可用于ASCII 通信(只读)。
• DeviceNet Safety 网络与DeviceNet 安全I/O 的连通性 - 通过DeviceNet 安全扫描器实现。
• 扩展性 -GuardPLC 分布式I/O 使扩展安全系统经济。
• 可拆卸端子块 - 方便更换控制器，使发生故障时，能够快速重新开始运行。

典型应用
• 紧急停车
• 燃烧管理系统
• 机器人/ 焊接单元的周边保护
• 包装机的周边保护

GuardPLC 2000模块化安全控制器是可扩展的高性能安全系统，它包含一个机架、电源、带通信端口的CPU以及I/O 模块。最多可以添加六个I/O 模块，包括数字量输入和输出通道、模拟量输入和输出通道，以及高速计数器。

优点
• 模块化 -Guard PLC 系列最大的I/O 密度(高达144 点数字量I/O)，允许进行专门配置以适应单独需求。
• 扩展性 - 用于扩展安全系统的安全I/O 范围最广。
• EtherNet 和 ASCII 端口 - 允许和其他GuardPLC 控制器、分布式I/O，以及其他标准设备(HMI 和标准PLC)进行通信。
• 安全模拟量输出 - 用于控制阀、阀位置和速度。
• 高速计数器 -高速计数器为要求检测速度与运动的应用提供经济型解决方案。

典型应用
• 娱乐行业；泊车控制和滑雪提升控制
• 压榨控制
• 燃烧管理
• 紧急停车
• 物流系统

通用技术参数

GuardPLC 系统选型清单

使用下面的清单作为完成用户系统的向导。可以跳过应用中不使用的部分。

选择控制器系列:
GuardPLC 1200, 1600, 1800, or 2000

步骤1 - 选择:
• 基于内存、I/O、附加功能，以及通信选项
• 考虑与标准可编程控制器通信

回顾控制器特点、技术参数及通信选项，确定需要哪一级别的GuardPLC 控制器。

步骤 2 - 选择:
• GuardPLC EtherNet
• DeviceNet Safety，经由用于GuardPLC控制器的DeviceNet 安全扫描器
• 如果选择DeviceNet Safety, 在选型记录(46 页)内记录扫描器型号

选择用于安全通信的网络

GuardPLC EtherNet 网络
　　GuardPLC EtherNet 是一种专用的EtherNet 协议，它提供用于分布式I/O 的经EtherNet 的安全通信以及用于GuardPLC 控制器的点对点通信。通过OPC 服务器，它还提供基于-Windows PC到GuardPLC控制器的标准通信。　　　GuardPLC控制器的编程和配置通过GuardPLC EtherNet 完成。不同的GuardPLC系统可以通过GuardPLC EtherNet 使用星型或者菊花链型配置进行联网。运行RSLogix Guard PLUS!软件的PC 机可以在任何需要的地方连接到网络内。

需要选择GuardPLC EtherNet 的情况:
• 已有EtherNet 网络或者偏爱使用EtherNet。
• 应用要求最快的分布式I/O 吞吐量。
• 网络必须跨越控制器与分布式I/O 模块之间很长的距离。
• 要通过 EtherNet/IP, ASCII, Modbus, 或Profibus 实现与标准PLC 和HMI 的通信。

DeviceNet Safety 网络
　　安全设备添加到Common Industrial Protocol (CIP)为创建DeviceNet Safety开启了一扇门。 由于允许在同一条线、同一控制器内混合安全与标准信息，DeviceNet技术的这种扩展使得集成安全与标准控制系统更容易。它使安全控制系统能够利用设备现有的 DeviceNet 基本设施。这些在安全控制方面的新技术帮助最终用户和机械制造商简化他们的控制系统，从而进一步降低他们的费用，而又能够保持对工人保护所要求的安全级别。

DeviceNet Safety 支持以下通信能力:
• 标准控制器到标准 I/O
• 安全控制器到安全 I/O
• 安全控制器到标准 I/O
• 安全控制器到标准控制器或HMI
所有用于标准DeviceNet 的规则、设计指南和工具也同样适用于DeviceNet　Safety。
需要选择DeviceNet Safety 的情况:
• 更喜欢将安全和标准控制集成在一个网络内。
• 已有DeviceNet 网络或者偏爱使用DeviceNet。
• 应用要求通过 DeviceNet 实现与标准PLC 或HMI 的通信。
使用GuardPLC 1600 或 GuardPLC 1800 控制器时，可以获得GuardPLCEtherNet 和 DeviceNet Safety 的所有优点，通过这些控制器可以同时使用它们。

 
在同一网络上的DeviceNet 标准与DeviceNet Safety —应用举例
　　下面所示网络是如何在同一应用场合一起使用DeviceNet 和 DeviceNet Safety的示例。
　　当操作员打开大门时，接线到DeviceNet 安全I/O 模块的一个互锁开关就会打开。开关的状态通过DeviceNet 安全扫描器发送到GuardPLC 控制器。GuardPLC 控制器停下门内的设备，并发送标准输出数据给塔灯通告大门已打开。
　　同一GuardPLC 控制器还将状态信息通过标准DeviceNet发送给PanelView 和ControlLogix 控制器。然后PanelView 显示是哪个门打开，ControlLogix 控制器使临近的设备在这段时间内停止运行。

优步骤 4 - 选择:
• 用于编程GuardPLC 安全应用的RSLogixGuard PLUS!软件
• RSNetWorx for DeviceNet，当应用含有用于GuardPLC控制器和 1791DS DeviceNet安全I/O 的DeviceNet 安全扫描器时
• OPC 服务器，用于将来自GuardPLC 控制器的状态传送到基于Windows 的PC 机
• 用于RSLogix Guard PLUS!的认证功能块
• 在选型记录(46 页)内记录所选型号

选择软件RSLogix Guard PLUS! 编程软件

　　所有GuardPLC系统程序的开发和测试都由RSLogix Guard PLUS!编程软件来完成，该软件既易于使用而且编程功能强大。RSLogix Guard PLUS!软件是基于工程项目的，因此用户可以在一个项目内为多个控制器存储程序。RSLogix Guard PLUS! 是建立在图形功能块基础上的。使用预定义元件如与门、或门、数学函数等可以简化逻辑设计，然后使用鼠标连接输入和输出。
也可以从预定义、应用- 专用指令库中查找TüV 认证的功能块:
• 急停
• 光幕
• 双手运行站
• 冗余输入
• 脉冲测试输出
　　RSLogix Guard PLUS!软件提供强大的数据标签、程序组态和功能块，具有最大的灵活性。
　　一旦RSLogix Guard PLUS!被配置用于所选的控制器，在标签列表中定义输入和输出变量，建立硬件和软件之间的链接，这些做法就和ControlLogix 控制器与RSLogix 5000 编程软件之间的做法一样。
　　为了节省时间、减少开发成本，离线程序仿真允许用户在不需要下载程序到GuardPLC控制器的情况下测试程序。在线程序监视允许用户显示控制器内的逻辑，观察哪部分逻辑为真、哪部分为假，需要时进行故障处理。

优点
• 易于使用 -使用预定义的图形元件和一个“拖放”板对安全控制系统进行编程。
• 基于- 标签的系统 - 定义程序变量以适应特定的应用并使用变量名。
• 离线程序仿真 - 测试程序，不需使用控制器。
• 在线程序监视 - 显示GuardPLC 控制器内部的逻辑，易于故障诊断。
• 无限的程序页和无限的变量 - 配置程序以适应特定的需求。
• 带库函数的用户- 定义的功能块 - 创建用户自己的特殊指令。
• 基于- 项目的控制器连接 - 将来自多个控制器的程序存储在一个项目内；理想用于包含多个GuardPLC 控制器的单元。
• 安全认证的功能块 - 使用已经经过认证的用于安全应用的功能块，节省编程和配置时间。

用于DeviceNet 网络的RSNetWorx 软件
　　用于DeviceNet网络的RSNetWorxTM 软件是用于Open DeviceNet Vendor AssociationDeviceNet 网络的主要配置软件；它提供配置管理和诊断特征，是当前最高级的DeviceNet 网络管理软件包之一，它设用于Microsoft WindowsXP, Windows NT v4.0, Windows 2000, Windows 98, 或 Windows 95平台。用
于DeviceNet网络的RSNetWorx软件通过DeviceNet的安装帮助用户获得最大的生产力。
　　通过简单的软件界面，用户能够快速定义DeviceNet网络上的设备以及要交换的输入/ 输出。
　　用于DeviceNet 的RSNetWorx 软件，6.0 版本及更高版本，支持DeviceNetSafety 设备的配置。Safety Device Verification Wizard(安全设备确认向导)引导用户进行确认和配置锁定过程，并提供报告列出网络上所有安全设备的配置信息。

优点
• 定义在网络上存在的设备。用户可手动拖/ 放设备/ 模块，或者在线DeviceNet 网络让软件确定存在的设备/ 模块。
• 通过方便的属性界面对DeviceNet 网络上的设备进行配置设定。
• 定义要在DeviceNet 网络上交换的输入/ 输出信息。
• 访问详尽的产品指南，帮助用户从该软件尽快得到大部分用途。
• 通过出现的错误信息获取故障诊断线索，使用户更具生产力。
• 通过DeviceNet 安全扫描器和DeviceNet 安全I/O 节点配置和交换数据。
• 确认并锁定用在高度- 集成安全系统内的安全设备。

1753-DNSI 为GuardPLC 1600 和 GuardPLC 1800 提供DeviceNet 访问。该扫描器支持DeviceNet Safety 和标准DeviceNet 通信到DeviceNet 安全I/O 以及标准PLC、标准I/O和HMI。扫描器从DeviceNet节点读写数据并与GuardPLC控制器交换这些数据和状态信息。扫描器工作在目的方式下，看起来就象I/O连接到标准PLC或HMI，允许GuardPLC控制器发送状态和诊断数据给标准控制系统。

优点
• 支持DeviceNet Safety 和标准DeviceNet.
• 最多可有63 台设备共享数据，其中有32 台设备可以是DeviceNet 安全I/O模块。
• GuardPLC 控制器和DeviceNet Safety 设备之间的点对点通信。
• 对DeviceNet 网络配置和监视。
• DeviceNet Safety 协议具有更高的优先级，这样数据就不会受到标准DeviceNet 通信的影响。

步骤3 - 选择:
• GuardPLC EtherNet DIO 模块
• 1791DS DeviceNet 安全I/O 模块
• 在选型记录(46 页)内记录所选型号用于GuardPLC EtherNet 的分布式安全I/O

选择分布式I/O 模块

　　GuardPLC 分布式安全I/O 具有传统分布式I/O 的所有优点，对所有GuardPLC系统都适用。
　　GuardPLC 分布式I/O模块提供极大的灵活性，在适当的地方可以配置适当的混和I/O。16点数字量输入模块提供四个脉冲测试源，允许用户从I/O 模块脉冲测试所有16路数字量输入，并且在保留所有分布式I/O 优点的同时提Category4 安全回路。16 点数字量输出模块标定用于每个输出点2A，减少了用于附加电流的额外安全继电器的需求，从而节省了机械费用。
　　安全继电器输出模块能够提供干式触点使能信号以及大电流交流或直流输出。8点输入/8点输出和16点输入/8点输出数字量组合模块支持正、负开关输出，适用于使用不同输出的应用场合。模拟量输入模块使用户能够为更偏向于过程-导向的安全应用分配模拟量输入。
　　所有I/O 模块都可包含在GuardPLC 100 Mbps EtherNet 网络内，该网络在工业界提供最快速的安全网络和最短的机械停止时间。内置的两- 端口EtherNet开关使I/O 模块连接到GuardPLC 控制器十分容易，如同采用菊花链EtherNet电缆将I/O 模块连接到控制器。

优点
• 将I/O 放在设备所在地。
• 减少接线费用以及需要接线到机器或者单元的时间。
• 减少机器或者单元启动时间。
• 提高机器和单元的可靠性。

使用这些DeviceNet 安全I/O 模块扩展GuardPLC 控制器安全系统。用于安全I/O数据和状态的分布式I/O通信通过与DeviceNet 安全扫描器(用于GuardPLC)的连接来实现，安全数据在GuardPLC 1600 或 GuardPLC 1800控制器内进行处理。

优点
• 双通道方式评估两个信号之间的一致性，使模块可用于Category 4 应用场合。
• 4 个专门的配置测试输出允许进行脉冲测试输入回路。
• 一个测试输出可用于电流监视(例如，功能屏蔽指示灯)。
• 模块状态数据可通过远程DeviceNet Safety 通信进行访问。
• 模块配置能够被锁定和加密保护，增加安全性。
• SIL 3/Cat. 4 认证。
• 设备配置和维护可以在DeviceNet Safety 网络上完成。
• 一个DeviceNet Safety 节点最多可支持12 个传感器(1791DS-IB12) 或者8个执行器 (1791DS-IB8XOB8)。

步骤 5 - 回顾:
• 控制器技术参数
• 如果使用GuardPLC 2000 控制器，则选择GuardPLC 2000 部件
• 在选型记录(46 页)内记录所选型号

uardPLC 2000 控制器技术参数
　　由于GuardPLC 2000 控制器是一种模块化系统，所以需要选择控制器、机架、电源和I/O 模块。使用下面的技术参数表确定要为应用选择哪些部件。

G电源
　　电源模块将系统供电电压从24V 转换到3.3V dc/5V dc (用于内部I/O 总线)。它占据GuardPLC 2000机架的最左侧槽。该电源模块配有一块具有四年使用寿命的锂电池，用作备份。四个LED 灯指示电源、电池电压以及故障。

基于- 机架的安全I/O
　　安全-相关输入在GuardPLC 2000系统运行期间自动进行高-等级循环自检。这些自检例程符合TüV 标准，帮助确保各自模块的安全功能。当检测到一个错误时，应用被提供给一个 "0" 信号，并随即产生详细的错误信息。如果模块内有次要故障(不影响安全功能)，则不会产生用户故障诊断信息。

• GuardPLC 2000 数字量I/O 模块，1755-IB24XOB16，有用于信号的24 点输入、16点输出，输入和输出为电气隔离。如果出现模块错误，输出就会切换到去- 激励状态。
• 模拟量输入模块1755-IF8上的八通道，可用于0 到 10V 或者 0 到 20 mA信号的单边或者四路差分模拟量输入。不允许混合。信号进入后转换为具有12- 位分辨率的整数值。然后可以在用户程序内使用它们。如果出现模块错误，模块的逻辑输出就会切换到去- 激励状态。
• 模拟量输出模块，1755-OB8，具有12-位分辨率的八路模拟量输出。两个输出为一组，使用一个公共地，组与组之间电气隔离。模块的输出范围可切换到0 到 21 mA，0 到 10.25V dc 或者 -10.25 到 +10.25V dc。对每个通道，模块都有一个开关，位于印刷电路板上，用于切换到不同的输出范围。如果出现模块错误，输出就会切换到去- 激励状态。
• 计数器模块，1755-HSC，有两种工作方式： 计数器方式和解码器方式。模块有24-位计数器，每个有两路输出。计数器可以向上加计数也可以向下减计数，并有一个单独的复位输入。5V 的输入信号频率范围是0 到 1 MHz。使用PC机配置输入电压为5V或者在10到26.4V范围内。如果出现模块错误，输出就会切换到去- 激励状态。计数器可以对脉冲计数并复位高达1 MHz的输入。该计数器模块也可用作8- 位的格雷码译码器。

步骤 6 - 选择:
• 更换电池或电缆
• 在选型记录(46页)内记录所选型号

步骤 7 -选择:
• 系统所需要的所有目录号
填写选型列表

罗克韦尔自动化技术支持
　　罗克韦尔自动化会在网站上提供技术信息，帮助您使用其产品。在http://support.rockwellautomation.com 网站上，您可以找到技术手册，FAQ(常见问题解答)的基本知识技术和应用注意事项，软件服务的简单代码和链接，以及和MySupport 功能(使您可以定制这些工具为自己服务)。
　　我们还有电话技术支持服务，帮助您安装，配置和故障检修。我们提供TechConnect Support 程序。欲获得更多信息，请联系当地分销商或者罗克韦尔自动化代表，或者访问http://support.rockwellautomation.com。

安装支持
　　如果硬件模块在首次安装的24小时内出现了问题，请重新查阅该硬件模块的安装手册。您也可以拨打专用的客服电话，帮助您将模块恢复正常。

新产品满意返厂
　　在出厂前，我们对所有产品进行严格测试，确保产品完全可以正常运行。但是，如果您买的产品不能正常工作，需要返
厂时：