1.1 集成架构中型系统的硬件基本组成
罗克韦尔自动化集成架构中型系统完成了工业自动化各项控制功能，共享信息交换平台，中型系统中所有的硬件设备基于EtherNet/IP网络连接而成，如图1-1所示。
图1-1 集成架构中型系统的硬件组成
集成架构中型系统的基本硬件如下：
●Stratix 5700交换机。
●CompactLogix 5370控制器。
●本地1769 Compact I/O模块（可扩展）。
●远程1734 Point I/O模块。
●远程1732 ArmorBlock I/O模块。
●PowerFlex 525变频器。
●Kinetix 5500伺服驱动器。
●PanelView Plus 6操作员终端。
下面是集成架构中型系统设备的简要介绍。
1.Stratix 5700交换机
Stratix 5700是一款基于思科技术的工业以太网管理型交换机。这款交换机可与全厂网络基础设施进行IT式集成，为中小型应用提供了多种数据交换功能。
交换机将思科高级交换技术（IOS）源代码级集成（CIP接口）嵌入到集成架构中，为IT和制造业专业人士提供了组态和监视工具，这些工具可实现企业网络的安全集成，同时能够在罗克韦尔自动化集成架构环境内部轻松地完成设置和诊断，非常有利于系统的维护和维修。
Stratix 5700交换机是一种经济高效的小尺寸型第2层管理型交换机，具有很强的可扩展性。这种交换机可满足一系列网络架构的要求，适用于从中小型的机器级应用程序到IT的集成网络基础设施。
Stratix 5700交换机的特点如下：
●可高度扩展的解决方案，能满足客户的性价比要求。
●与集成架构进行源代码级集成（CIP）。
●Studio 5000用户自定义配置文件、预定义Logix标签和FactoryTalk View面板，可减少集成EtherNet/IP解决方案的工作量。
●思科集成技术与企业网络集成时能够做到：—降低集成不同的系统、常用IT开发和管理工具、常用功能集成的成本。—利用思科IOS的高级交换和路由功能，确保机器和基础设施达到最高水平的网络性能。
●适用于工业应用的默认组态，提供简单轻松的安装设置和优化的性能。
●安全数字闪存卡保存交换机组态，可以轻松地进行现场更换，并简化了初始组态和网络规划。
●所提供的高级功能包括集成网络地址转换（Q1CY2013版本），可帮助客户在大型工厂网络中对机器和产品线网络进行分段，将重复的机器集成到架构中，为想要与用户工业以太网网络建立某种形式连接的OEM（设备制造商）和SI（系统集成商）提供简单机器。
●提供复杂机器或机器生产线的OEM。
●适用于想要开发安全的、分段的、耐用的工业以太网用户。
●适用于想要将机器轻松集成到工业以太网，以便更好地进行数据访问和/或远程访问的用户。
●适用于想要将制造网络与现有企业网络连接起来的用户。
●供应或采购使用重复IP地址的重复机器（NAT解决方案Q1CY2013版本）的OEM或用户。
Stratix 5700的特有功能如下：
●针对工业自动化市场的默认交换机组态。
●针对自动化设备优化的智能端口配置。
●高级接口可与集成架构相结合。
●通过Studio 5000用户自定义配置文件进行配置。
●用于诊断和报警的预定义Logix标签。
●具有FactoryTalk■View面板。
Stratix5700设备选择的三个基本平台如下：
●6个电口或4个电口+2个SFP插槽
●8个电口+2个组合（电口或SFP插槽）
●16个电口+2个组合端口+2个SFP插槽
Stratix 5700交换机提供三个平台和丰富型号的选择，可满足不同系统环境和各种用户的需求。
Stratix 5700的硬件特征如下：
●双独立电源输入（12V/24V/48V直流输入），可获得冗余电源接入。
●安全数字存储卡SD闪存卡（可选）用于存放组态和交换机的IOS。
●报警继电器，两个24V可组态报警输入和一个输出。
●操作端口Consnle和USB端口用于组态软件设备直接连接访问的交换机。
●端口和模式LED。
●两个接地端。
●DIN导轨安装。
●工作温度在-40～60°C之间。
Stratix 5700的软件特性如下：
●访问控制列表能够过滤网络通信，可选择性地阻止某些类型的通信，从而实现通信流控制或为网络访问提供基本的安全性。
●CIP端口控制和故障检测允许Logix控制器或控制器模式（空闲/故障）进行端口访问。允许机器状况安全地访问网络。
●CIP Sync（IEEE1588）是ODVA实施的IEEE1588精密时间协议，基于此协议，可在各自动化设备之间实现超高精度时钟同步。CIP Sync技术适用于对时间要求苛刻的自动化应用需求，例如，时间诊断的精确报警、精确运动控制、高精度首次故障检测或时间发生序列。
●借助于端口执行DHCP，可为每个端口分配一个指定的IP地址，从而确保连接到给定端口的设备获得同一个IP地址。此特性有利于在无需手动组态IP地址的情况下进行设备更换。
●以太通道是一项端口中继技术，可将多个物理以太网端口组合成一个逻辑以太网端口。如果某个链路出现故障，以太通道技术将在其余链路中重新分配通信路径。
●EtherNet/IP接口的CIP可通过Studio 5000软件的AOP、Logix控制器标签和View面板与集成架构实现源代码集成。
●FlexLink借助于快速恢复时间和冗余星形网络上的负载平衡来提供弹性机制。
●IGMP监听（Internet组管理协议）通过动态组态交换机端口来限制过度的多播通信，使多播通信仅转发至指定IP多播组关联的端口中。
●MAC ID端口安全可阻止未授权的网络访问，通过检查与交换机相连设备的MAC ID，判断该设备是否已获授权，如果未获授权，则阻止该设备通信，并向控制器发送警告信息。
●网络地址转换（NAT），从一个子网到另一个子网实现IP地址的一一转换，可用于将其他机器集成到现有网络架构中。
●端口阈值（风暴控制和速率限制）允许设置发送和接受的流量限制。如果超过阈值，可在Logix控制器中设置报警，以便提醒操作员。
●QoS（服务质量）为不同的应用、用户和数据流提供不同的优先级别，有助于网络中实现更高级别的决策能力。
●REP（弹性以太网协议）是允许在环网或环形网段中获得嵌入网段中交换机的环网协议、REP具有非常适合工业自动化应用的快速恢复时间，可提供跨交换机的网络弹性。
●智能端口提供了一组可用于优化常用设备（例如，自动化设备、交换机、路由器、PC及无线设备）端口设置的组态。智能端口还可根据特定需求定制用户自定义智能端口。
●SNMP（简单网络管理协议）是一项通常供IT使用的管理协议，用于帮助监视和组态联网的设备。
●静态和Inter VLAN路由填补了第二层和第三层路由之间的空白，而在这个VLAN之间提供受限静态路由和直连路由。
●STP/RSTP/MST生成树形协议是用于在交换机之间提供弹性路径的一项功能，适用于需要容错网络的应用。
●具有中继功能的VLAN是用于将具有一组共同要求的设备划分到不同网段的一项功能。VLAN可用于为网络提供可扩展性、安全性和管理功能。
●802.1x安全是一项关于访问控制和认证的IEEE标准，可用于跟踪对网络资源的访问，并帮助保护网络基础设施。Stratix 5700的软件包选择如下：
●精简版具有基本软件特性的软件包，非常适合于集成到全厂架构受限的机器级网络。
●完整版具有完整软件特性的软件包，非常适合需要将机器与融合工厂级架构集成时，包括IT友好的特性和功能。
2.CompactLogix 5370控制器
控制系统是集成架构中型系统的核心部分，它是由控制器及其所属的I/O模块构成的，也是完成时序逻辑控制的经典设备，通过EtherNet/IP网络的连接，不但连接分布I/O控制的适配器，还可以连接运动控制适配器和变频驱动适配器，将工业控制功能集成在控制器中，所有功能控制数据标签全部集成在控制器的数据库中。
CompactLogix 5370可编程自动化控制器（PAC）是Logix系列控制器的扩展，旨在以紧凑且经济实惠的封装形式满足市场不断增长的对高性能控制器的需求。作为集成架构系统的一部分，CompactLogix 5370控制器与所有Logix控制器使用相同的编程软件、网络协议和信息功能，为实现所有控制策略提供一个通用的开发环境。
ConpactLogix 5370控制器是经济实惠的可扩展控制解决方案，非常适合小型单机设备到高性能分度盘、过程撬装设备、装箱机、开箱机、包装设备等应用项目。
使用Studio 5000编程软件对本地I/O模块、远程I/O模块和设备进行组态和监视，从而将控制系统的组态、监视和维护整合在统一的软件组态工具中，并拥有方便实用的人机交互界面。
ConpactLogix 5370控制器的基本特性如下：
●支持基于EtherNet/IP的集成运动控制。
●支持基于EtherNet/IP的变频控制。
●支持现有的1769 I/O模块。
●支持EtherNet/IP网络连接的1734 I/O模块和1732 I/O模块。
●允许人机界面的访问。
●支持设备级环形网络（DLR）的拓扑结构。
●内置储能模块，无需锂电池。
●采用可拆卸式SD闪存卡，提升数据的完整性。
●灵活选择内存容量，最高可达到3MB。
●新增适用于危险场合的防爆特性（NSE版）。
●支持Kinematics，无需额外的机器人控制器和软件。
●开放式套接字功能支持Modbus TCP以及打印机、条形码阅读器。
1769 Compact I/O模块提供独特的且享有专利的I/O平台，创新极富灵活性，1769Compact I/O模块非常适合与CompactLogix控制器一同使用，不但可作为控制器的本地I/O模块或本地扩展I/O模块，配备适当的网络适配器，还可用作分布式I/O，无需机架的设计，能降低成本并减少替换零件的库存。
1734 Point I/O模块具有全面的诊断和组态功能，可以应用于几乎任何自动化系统；可用于远程设备面板和本地控制面板，并通过包括互联网在内的多种途径进行访问，1734Point I/O模块可顺利实现集成和标准化，同时还可降低成本和空间要求，部分模块还提供带有涂层防护的型号。
1732 ArmorBlock I/O模块是低成本且坚固耐用的离散量I/O，适合在机器上使用。模块可安装在汽车、物料运输和半导体应用的机器中，或者用于无需诊断和本地控制的情况。
CompactLogix系列非常适合需要少于200个I/O点和不超过16个运动轴的应用。Com-pactLogix系列控制器支持基于EtherNet/IP的集成运动控制，可以像罗克韦尔自动化大型系统一样提供高性能、高灵活性和较短的开发时间，并且易于使用。
3.Kinetix 5500伺服驱动器
新一代CompactLogix 5370系列控制器最重要的一个功能是集成了CIP Motion运动控制功能，同时，也推出了新一代具有CIP Motion功能的伺服驱动器。在集成架构中型系统中，运用CompactLogix 5370系列控制器，结合Kinetix 5500伺服驱动器完成协调运动控制的应用需求。Kinetix集成运动控制解决方案，可实现Logix控制器、高性能网络、伺服驱动器、电机、执行器和大量应用的无缝集成，使集成运动控制成为机器控制的标准。
CompactLogix 5370系列控制器支持基于EtherNet/IP网络的集成运动控制，CIP Motion功能的伺服驱动器与之配合工作。二者在EtherNet/IP网络的支持下合并为一个系统后，提供了经济实用的运动控制解决方案，具有应用项目所需的高性能和良好的可扩展性。
运用EtherNet/IP网络实现运动控制，不同于其他工业以太网，EtherNet/IP不但是标准的工业以太网（IEC 61784），也是标准的以太网，与信息层以太网（IEEE802.3u）完全兼容。EtherNet/IP通过使用交换机来代替集线器解决了网络的冲突；通过使用高速的100M和1G网络代替10M网络，使得网络可以传输更多的数据，解决了网络的拥塞；通过使用QoS（IEEE802.1P）划分数据包的优先等级，使得对时间有苛刻要求的数据包得到及时转发；通过IEEE1588标准，保证所有设备的内部时钟精确同步，同步精度可以达到100ns，并有效避免了“抖动”现象。EtherNet/IP引入的CIP Sync和CIP Motion技术，就是使用上述标准以太网技术来实现的。EtherNet/IP可以为要求最苛刻的协调运动控制应用提供高精度和准确性的产品性能。保持运动控制解决方案的高性能特征，并简化整个控制系统在单一网络中，依托于上述EtherNet/IP网络性能。
Kinetix 5500虽然是一款单轴EtherNet/IP伺服驱动器，但具有运动控制的可扩展性，设计成多种电源拓扑结构，支持交流共享、直流共享、直流母线共享和混合配置多种电源拓扑结构，混合配置由多个仅共享交流/直流或直流母线的驱动器组成，多种电源拓扑结构使得多轴应用可以轻而易举地实现。
EtherNet/IP运用CIP同步和CIP运动控制技术，通过标准以太网提供实时的闭环运动控制。这种拓扑结构独立的网络能在单一网络中实现整套控制解决方案的简化集成，包括HMI、PAC、I/O和运动控制。在所有机器组合中，都可以在各Logix控制平台上重复使用执行代码，从而缩短设计、安装和调试的时间。
使用Studio 5000编程软件的用户自定义配置文件对运动控制模块和运动轴进行组态、测试和监视，从而将运动控制系统的组态、测试、操作和维护整合到统一的软件组态工具中，并拥有方便实用的人机交互界面。
为进一步增强设备的通信性能，Kinetix 5500的面板上配有两个内置的以太网端口，可实现线形和环形的网络拓扑结构。
运动控制的驱动系统由Kinetix 5500伺服驱动器和Kinetix VP低惯量伺服电动机产品组成，在CompactLogix 5700系列控制器的控制下运行。Kinetix 5500所需的面板空间小，并且连接方便。低惯量伺服电动机的单电缆技术使反馈、电动机制动器和电动机电源共同使用一根电缆，仅一根电缆就能完成运动控制模块和电动机之间的全部连接，大大地缩短了安装和调试时间，也使得维护维修方便、迅速。
Kinetix 5500驱动器和Kinetix VP电动机具有以下特性：
●反馈、电动机制动和电动机电源信号均集成到一根配备了连接器的电缆中。
●绕组选件与驱动器额定值相匹配。
●数字反馈设备为控制系统提供了电动机性能的实时信息。
●因功率密度得到优化而减小了占用空间。
●一体化的驱动平台可同时驱动伺服电动机和感应电动机。
●灵活多变的电源连接方式可用于多轴、共享母线配置中。
●通过使用旁路电阻，电容器模块消除了能量浪费现象。
Kinetix 5500驱动器支持以下两种开环频率控制方法：
●基本电压/赫兹控制方法，容易实现简单的运动控制。
●带滑差补偿的无传感器矢量控制方法，支持更强的速度调节能力。
Kinetix 5500驱动器的开环频率控制适合不需要飞速起动功能的传送带、泵和风机等应用。其具有的功能如下：
●支持静态升压、运行升压和自动升压功能。
●电子式电动机热过载保护，符合10类要求。
●可在带宽间跳跃，避开共振频率。
支持适合变频器运行的第三方三相感应电动机：
●最大输出频率为400Hz（电气）。
●最大极对数为50。
●最大电动机电缆长度为50m。
产品优势如下：
●在苛刻的应用环境中拥有较长的使用寿命：
—额定寿命最高可达2千万次循环，最大程度地减少了维护需要。
—护套材料可承受多种常见化合物。
●标准合规性：
—获得UL认证的散装电缆。
—NFPA-79结构和产品等级。
●易于使用：
—SpeedTec连接器支持进行快速连接。
—产品具有较好的柔韧性，电缆布线速度更快。
●可持续性：
—SKU更少。
—最小化维护停机时间和浪费。
过去机器制造商和生产商如果需要集成运动等高级功能，往往只能无奈地选择规模超出其实际应用需求的控制系统。将集成架构的优势引入中型系统应用之后，用户现在可以在使用单一网络的单一平台上运行运动控制应用和安全应用，极大地降低了控制系统成本，简化了设备的设计、操作和维护。
4.PowerFlex 525变频器
PowerFlex系列变频器具有丰富的控制模式，可满足几乎任何电动机的控制要求，其特性、选件和封装的组合方式使产品功能全面，不仅满足安全要求，而且易于编程和组态。
通过EtherNet/IP网络，可将PowerFlex变频器和CompactLogix控制器无缝集成，通过控制器编程和执行，实现变频器的控制，可节省控制和故障处理所需的时间。EtherNet/IP网络集成还使得车间与管理部门之间的通信更加方便，同时为读取实时信息和生产数据提供了便捷的途径。
PowerFlex变频器可使用Studio 5000编程软件的用户自定义配置文件进行组态和监视，从而将变频器系统的组态、操作和维护整合到统一的软件组态工具中，并拥有方便实用的人机交互界面。
PowerFlex 525变频器采用紧凑型的创新型模块化设计，整合了内置的EtherNet/IP通信端口、内置安全、节能功能、USB组态功能，并适应高温工作环境，经济实用且结构紧凑，有助于最大程度地提高系统性能并缩短设计、开发和交付机器的时间。
PowerFlex 525变频器还提供了丰富的电动机控制选项，包括压频比、无传感器矢量控制、闭环、速度矢量控制和永磁电动机控制。
PowerFlex 525变频器具有如下特性：
●模块化设计减少了安装和配置时间。
●内置端口专用于EtherNet/IP网络连接。
●内置安全断开扭矩功能。
●与Logix5000TM控制器完全兼容。
●适合高温工作环境。
●为全球100～600V各种电压值下，高达22kW/30hp的变频器提供更多的电动机控制选件。
5.PanelView Plus 6操作员终端
PanelView Plus 6操作员终端是在工业环境下运行HMI机器级应用的操作员界面设备，用于以图形化方式监视、控制或显示信息，可帮助操作员快速了解应用过程的状态和实施相应的操作。该平台采用支持多种语言的通用开发软件进行编程和开发，并通过EtherNet/IP网络集成到带有罗克韦尔自动化控制器（包括首选的Logix控制器）的控制系统中。
在整个PanelView Plus 6操作员终端中可使用以下模块化硬件组件：
●尺寸范围为6.5～15in，并带有键盘、触摸屏或键盘/触摸屏组合输入的显示屏模块。
●可运行开放或封闭桌面环境，并提供可选扩展功能和文件浏览器的Windows CE操作系统逻辑模块。
●用于网络通信的可选扩展的通信模块。
所有PanelView Plus 6操作员终端均可组态为运行开放或封闭桌面环境：
●开放式系统在启动时会启动Windows资源管理器外壳，并显示Windows CE桌面和控制面板。系统可通过控制面板组态并支持Windows操作。
●封闭式系统在启动时只启动FactoryTalk View Machine Edition，不允许访问Windows CE桌面。所有终端初始发货时均随附封闭系统，限制对桌面的访问。首次启动系统时，终端会启动FactoryTalk View ME Station组态模式，可以更改启动选项并允许桌面访问。
PanelView Plus 6可实现更强的机器性能，从而为最终用户和OEM带来更大的竞争优势。经过扩展的内存使用具有更大的灵活性，而处理器速度的提升则使终端响应更快并且控制功能更强，从而为操作员带来了更好的体验。这两方面的改进都能改善数据的可视化，为更好、更快地进行决策提供了平台。
PanelView Plus 6操作员终端使操作员能够清楚地查看监视和控制应用中的信息。