series 90™-30

970445oh 109-00 4Copyright GE Fanuc Automation, 1999

Series 90™-30

Series 90™-70

VersaMax™OCS

PC Control

GE Fanuc Products : Controllers & I/O

VersaMax Nano & Micro

Genius I/O

Field Con

trolTM


Series 90-30 PLC

系列 90-30 PLC GE GE 工业系统集团工业系统集团


系列 90-30 PLC 结构

SERIES 90-30PROGRAMMABLE

CONTROLLER

GE FanucSOCKET RELEASE

OPEN

CLOSE

BASE 5-SLOTWITH CPU

CAUTION

USER PROGRAMAND REGISTERVALUES MAY BELOST IF POWER

SUPPLY ISREMOVED FORLONGER THAN

1 HOUR

SYSTEMPROM

PROGRAMPROM

1

1 2 3 4 5POWERSUPPLY

SERIES 90-30

BASE 5-SLOTzzWITH CPU

CAUTION

USER PROGRAMAND REGISTER

VALUES MAY BELOST IF POWER

SUPPLY ISREMOVED FORLONGER THAN

1 HOUR

1

POWERSUPPLY 1 2 3 4 5

SystemPROM

ProgramPROM

POWER SUPPLY

GE FanucSERIES 90-30

PROGRAMMABLECONTROLLER

+24VDCOUTPUT-

100-240VAC 40A50/60HZ

BATTERY

PWR

OK

RUN

BATT

Socket Release Open Close

B1

OUTPUT12/24 VDC 0.5A.

A1

A2

A3

A3

A4

A5

A6

A7

A8

B2

B3

B4

B5

B6

B7

B8

SLOT

A 1 2 3 4 5 6 7 8

B 1 2 3 4 5 6 7 8F

OK

INPUTANALOG

VOLTAGE

CHANNEL 1

CHANNEL 3

?0 to +10 VDC24uA/Pt

CHANNEL 2

CHANNEL 4

CPU

EX

P

ANSION

2 3 4 5 7 8 9 106

• 模块化结构，自由组合、扩展

• 软件设定 I/O 通道地址及各种模块参数

• 底板 DIP 开关设定机架号

• 机架扩展通讯口集成在底板上

GE GE 工业系统集团工业系统集团


系列 90-30 PLC 结构

MDRIVE

ENCODER

OIThirdParty

OICPU

CMM

HSC

GCM+

APM

GCM

本地扩展机架

ENCODER

GBC

Genius I/OField Control I/O

Genius

• 本地扩展支持多达 8 个扩展机架，远程机架可达 213 米，分布式 I/O

• 除了开关量模块和模拟量模块，还提供各种特殊功能模块

远程扩展机架



CPU 型号 Micro 211 311 313 323 331 340 341 350/1/2

用户内存 (K Bytes) 6K 2K 6K 12K 12K 16K 16K 80K 240K

寄存器 2K 256 512 1K 1K 2K 10K 10K 10K

离散量 I/O 28 28 160 160 320 1024 1024 1024 4096

模拟量输入 0 N/A 80 80 128 128 1024 1024 2048

模拟量输出 0 N/A 20 20 40 64 256 256 512

布尔代数执行时间 (ms/K) 21 18 18 0.6 0.6 0.4 0.2 0.2 0.2

Fast - Up To .1MS/K Capacity For Small To Mid Range ApplicationsFast - Up To .1MS/K Capacity For Small To Mid Range Applications

系列 90-30 CPU 特性

• 内存足够大，开关量的映象区与模拟量的映象区分开，互不影响

• 独立、专用的布尔处理器

• 高档 CPU 配有浮点运算功能


输入扫描

执行程序

输出刷新


用户内存

寄存器

离散量 I/O

模拟量输入

模拟量输出

布尔运算速度 (msec/K)

Wide Range of CPUs and Memory Sizes to Suit You

90-30 PLC 的 CPU 模块的更新

CPU 311 313 323 331 340 341 350 351/2 360 363 364

PCIF

6K 6K 6K 16K 32K 80K 32k < 80K can Increase >

Large

to 246K

512 1K 1K 2K 10K 10K 10K 10K 10K 10K <32K

Large

160 160 320 1024 1024 1024 4096 4096 4096 4096 4096

1024

80 80 128 128 1024 1024 2048 2048 2048 2048 2048

1024

20 20 40 64 256 256 512 512 512 512 512

256

18 18 0.6 0.6 0.4 0.3 0.22 0.22 0.22 0.22 0.22 0.18


• IC693CPU3xx 内置 100BaseT 接口 (Target release to be determined)

– 集成 Net+ARM 技术– 全双工通讯

• 扩大了温度范围 ( 应用于铁路控制等场合 ) (target release 2H00)– 40C to + 60C range tested

内置以太网接口的 CPU 模块

New products expanding market opportunitiesNew products expanding market opportunities

RS-232

RJ-45

AAUI

CPU364


系列 90-70 PLC GE GE 工业系统集团工业系统集团


90-70 的 VME 底板总线

• 90-70 的底板总线符合开放的 VME 标准

• VME 全称 Versa Module Europe ，最早由 Motorala 提出的适用于工业现场控制的并行总线标准

• VME 标准是对插在总线上的各种模块的机械尺寸、电气标准、接口信号线分布的一系列定义

• VME 总线支持 8 位、 16 位和 32位数据传输，地址总线是 16 位、24 位和 32 位

• 支持 Multi-Master 操作，允许 7级中断

• 90-70 CPU 模块中的 VME_Read和 VME_Write 指令可用来访问第三方厂家的 VME 模块



90-70 PLC 系统一览

• 提供本地和远程扩展机架• 本地扩展通过 BTM/BRM 模块完成， BTM 模块插在 CPU 机架

上， BRM 模块插在本地扩展机架上• 远程扩展通过 Genius 总线和 I/O Scanner 构成

Genius

Notebook

90-30 Remote RackGeniusBlocks

AdditionalI/O Racks

MAP Carrierband

MMS or TCP/IP Ethernet

Genius I/O Bus

GraphicDisplayTerminal

GCM

PS

CPU

BTM

GENIUS

GDC

ETHERNET

MAP

ADC

I/O

I/O

SCANNER

BRM

Genius

FieldControl I/O



90-70 CPU 性能• 用户内存多达 1M 字节，不明确限制模拟量的多少

• 提供 Flash Memory 存储用户逻辑程序， CPU 的系统程序也存储在 Flash Memory 中

• 提供四级密码和 OEM 口令限制访问 CPU 的权限


• CPU CPX CPX CPX CGR CGR CPU CPU CPU

•CPU Model 731 772 782 928 935 772 935 790 7 88

•User Memory (built-in)

Min (K Bytes) 32K 512K 1Meg 6Meg 1Meg 512K 1Meg 1024512

Max (K Bytes) 32K 512K 1Meg 6Meg 1Meg 512K 1Meg 1024512

•Discrete I/O 512 2K 12K 12K 12K 2K 12K 12K 12K

•Analog I/O 8K 8K 8K 8K 8K 8K 8K 8K 8K

•Boolean Execution (ms/K) 0.4 ms/K

•Performance Index 1.0 6.0 8.0 8.0 10.0 6.0 10.0 8.0 2.0

•Processor 186 486 486 486 486 486 486 486 386 386

•Processor Speed-MHz 12 96 96 96 96 96 96 64 16


90-70 CPX928 模块

RS-232

RS485

RS485( 光隔 )

• 96MHz 80486DX4 芯片

• 6M 用户程序

• 12K 离散量输入 / 输出， 8K 模拟量输入 / 输出

• 三个串行通讯口： RJ-11 、 D15

• 光电隔离 RS - 485

• 支持 SNP 、 ModBus RTU 通讯协议

• 可直接与 DCS 系统通讯


系列 90 PLC 编程 I/O 系统

An Overview of Programming and I/O Modules for Series 90 PLCs

编程与 I/O 模块的组态



系列 90 PLC 编程与组态

• 利用 PC 机通过串行口或以太网对 PLC 编程

• 90-70 CPU 模块内置 485 编程口，90-30 电源模块集成编程口

以太网

串行通讯

便携式编程器

RS485 编程口



远程编程与调试

以太网

远程拨号连接

远程计算机

直接 Modem连接

电话网

电话

网

系列 90 PLC 支持多种远程 Modem 拨号连接

Modem



系列 90 PLC 编程

• 传统的继电器梯形图 (Relay Ladder Logic) 编程

• 顺序流程图 (SFC) 编程

• 支持用 C 语言编程

• 开发复杂的控制算法

• C 程序代码比梯形图程序快 4-6倍



系列 90 PLC 的软件组态

• 在 PC 机上配置 PLC 的每一个模块

• 产生的配置文件下载给 PLC 的 CPU 模块，使得 CPU知道每个槽位的模块

• 双击某个模块，可以设置这个模块的具体参数，如 I/O 地址，通讯参数等

配置信息单个模块的参数配置



轴定位模块 (APM)

GCM+

• 轴定位模块可完成冶金生产线中的线材定位，包装生产线中的定位控制

• 运动控制程序存储在 APM 模块内， CPU 通知 APM 模块执行相应的运动程序

Driver

编码器

交流动力电源

-10V +10V



5/12/24 VDC

1

3

2

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

4

01

02

03

04

HIGH SPEED CNTR

5V OPTION

I2

I1

I4

I3

I6

I5

I8

I7

I10

I12

I11

I9

44A729182-019FOR USE WITHIC693APU300

OK

CFG

HIGHSPEEDCOUNTER

高速计数器模块 (HSC)

• 可处理高达 80K(90-30) 、 200K(90-70) 的脉冲信号，最多可同时处理 4 路信号

• 三种工作方式，可接受单相或标准编码器的 A quad B 信号

• 内部逻辑可使输出结点立即动作

A

BA quad B

计数脉冲



高速计数器模块 (HSC)

5/12/24 VDC

1

3

2

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

4

01

02

03

04

HIGH SPEED CNTR

5V OPTION

I2

I1

I4

I3

I6

I5

I8

I7

I10

I12

I11

I9

44A729182-019FOR USE WITHIC693APU300

OK

CFG

HIGHSPEEDCOUNTER

• 软件设定 HSC 模块的工作方式（单相或 A quad B)

• 软件设定 HSC 与 CPU 的数据交换地址，用户程序访问 HSC 如同访问 I/O 模块



系列 90 PLC 通讯与网络

PCPC

变频器变频器机器人机器人 I/O & ControlI/O & Control

设备设备

PLCPLC

90-70

PLCPLC

系统系统 HMIHMI 信息系统信息系统

信息层信息层 (ie - Ethernet)(ie - Ethernet)

工厂常见通讯结构 . . .

I/OI/O

FieldbusFieldbus 现场总线层现场总线层

以太网

令牌环网

串行通

讯

外部设备



An Overview of Serial Communication for Series 90 PLCs

系列 90 PLC 串行通讯

系列 90 PLC 的串行通讯



支持串行通讯的系列 90 PLC 模块

CMM

串行通讯模块

• 系列 90 PLC共支持 SNP 、 CCM 、 RTU 和 Serial I/O 四种通讯方式

• 351/352/364 CPU 和 CPX 系列模块上的串行口可与外部设备连接


SNP 协议：系列 90 通讯协议，主从方式，块传输

CCM 协议：可与系列 6 PLC 通讯

RTU ：标准的 Modbus RTU 从站协议

Serial I/O ：自由协议


SDSD

RD SD

RD RD

SNP主站

SNP从站SNP

MultiDrop多点连接

SNP/RTU

SNP/RTU

HMI

Panel

RTU

RTU从站

RTU主站

Honeywell/Yakogawa DCS

系列 90 PLC 串行通讯应用

SHO 1 2 3 4 5 FULEQU

CONVT2 C2 F1REPAUD EXIT

1 2 3 4 KAN

C.S.MAT’L LINE NAME

C

CODE1

6

5 6

ENT

Tank 36Low Level Alarm

自由协议

(驱动模拟屏 )

(呼叫 BP 机 )

1. 2.

3. 4.


系列 90 PLC 串行通讯模块

CMM

串行通讯模块

• ROM 中内置三种通讯协议，独立完成与外部设备的通讯任务

• SNP 协议：系列 90 通讯协议，主从方式，块传输

• CCM 协议：可与系列 6 PLC 通讯

• RTU ：标准的 Modbus RTU 从站协议

• 两个独立的 RS232/485 串行口

TXRX

GND

RXTX

GND

SD(A)SD(B)RD(A)RD(B)

RD(A)RD(B)SD(A)SD(B)

RS232 RS485



系列 90 PLC 串行通讯

CMM

串行通讯模块

HoneywellYakogawa

DCS

主站从站

Modbus RTU

• 利用 CMM 的 RTU 协议，各种 DCS 系统可与作为从站的系列 90 PLC 建立通讯

从站站号

功能码信息段 CRC16

响应帧功能码： 1 - 读从站输出变量2 - 读从站输入变量3 - 读从站寄存器

主站

从站…...



系列 90 PLC 现场总线通讯

An Overview of Field Bus Communication for Series 90 PLCs

系列 90 PLC 的现场总线通讯




成千上百根布线电缆

JunctionBox

I/O

I/O I/O

I/O

I/O

JunctionBox

RemoteI/O

Station

OperatorsPanel

• 传统的集中型控制方案，需要大量的布线




屏蔽双绞线Junction

Boxs

PushbuttonStation

OperatorsPanel

CPU

• 采用现场总线的控制方案，只需要一根双绞线



主站

从站

从站+ - / + -TX RX 从站

双绞线

• Profibus 在网络物理层采用 RS-485 或者星型光纤传输技术

• Profibus 在网络传输层采用令牌 +主从协议

• Profibus 的三个协议子集： DP / FMS / PA的 MAC帧兼容

• 多个子集共存

• 利用中继器扩展

• 开放的系统

系列 90 Profibus 现场总线通讯 GE GE 工业系统集团工业系统集团


• DP 与 FMS均采用 RS485 传输技术

• 每个网站应提供 9针 D 型连接器作为总线接口，实际有用的只有 4根针

• 每个网站 9针 D 型连接器中 3 号针串连在一起， 8 号针也串连在一起

• 总线电缆的两端须安装有源终端电阻来保证总线通讯的可靠

Profibus 的物理层 GE GE 工业系统集团工业系统集团


• 中继器 (Repeator)的作用是将传输信号放大、整形，中继器的引入不可避免会引起位传输的延迟

中继器

Profibus DP

Profibus 的物理层 GE GE 工业系统集团工业系统集团

• SDA: 发送数据并要求回复确认

• SDN: 发送数据不要求确认

• SRD: 发送数据并要求对方再回送一段数据



主站

从站

从站+ - / + -TX RX 从站

双绞线

• Profibus DP 按照主从方式完成数据通讯

主站

从站 1

从站 2

从站 3

1 by

te2

byte

s 3 bytes5 bytes

主从

• 主站应知道所有从站的 I/O 配置信息 , 正常数据交换之前 , 主站要核对每个从站的配置

• 主站与从站之间以固定长度的格式交换数据

• 通常的总线循环周期在 10ms 左右

• GSD文件，“即插即用”



Profibus DP 协议流程 GE GE 工业系统集团工业系统集团

主站从站DDLM_Set_Prm 帧(检查、设置从站参数）

1.主站向从站发 DDLM_Set_Prm数据帧，最长 32 个字节字节 0 -- 字节 7 由系统生成，其中的字节 4 、 5为从站的 ID（ PTO）字节 7 以后由从站设备制造商定义以上信息来自从站的 GSD文件

Byte0 Byte5 Byte7Byte4 Byte31

最长处 32 个字节

2.

主站从站DDLM_Chk_Cfg 帧

(检查、设置从站 I/O 配置）

Byte0 Byte7Byte4

从站第 1 个模块 I/O类型编码

主站向从站发 DDLM_Chk_Cfg数据帧从站的每个 I/O模块占一个字节，字节的编码按 Profibus 定义

3. 主站

从站 1 从站 21

byte

2 by

tes

3 bytes

5 bytes主站与从站进入 DDLM_Data_Exchange 方式，调用 SRD服务

31 5 0 6 031 -- 2 byte I/O

50 -- 1 word In60 -- 1 word Out


典型 GSD文件分析 GE GE 工业系统集团工业系统集团GSD_Revision = 1Vendor_Name = "GE Fanuc"Model_Name = "Field Control BIU"Revision = "3.20"Ident_Number = 0x0534

Modular_Station = 1Max_Module = 17 ; Max Number of I/O modules connected to the slaveMax_Input_Len = 130 ; Max length = max length of Input Buffers transmitted to modulesMax_Output_Len = 130 ; Max length = max length of Output Buffers transmitted to modulesMax_Data_Len = 260 ; The sum of Input and Output bufferMax_Diag_Data_Len = 9Slave_Family = 3User_Prm_Data_Len = 2User_Prm_Data = 0x00,0x01 ;Motorola Mode , to switch to Intel change last entry 0x01 to 0x00

Module = "IC670PBI001 Profibus BIU Slot0" 0x31EndModuleModule = "IC670MDL643,5/12VDC,In,16pt" 0x50EndModuleModule = "IC670MDL640,24VDC,In,16pt" 0x50EndModule

从站的识别码 (ID)

从站设备制造商定义的参数

Bit 7Bit 6Bit 5Bit 4 Bit 3Bit 2 Bit 1 Bit 0

Byte/word

01: input10: output11: input/output

00 -- 16, 数据长度

模块I/O

类型编

码



最多 32 个站

GeniusBlock

PS

SCANNER

PS

CPU

EXP

GENBC

• Genius 即是一种现场总线型的通讯网络

• 令牌环的传输机制，对等网络 --- 每个站都可获得令牌

• 常用双绞线，也可使用光纤传输

远程扩展机

架

分散

I/O




Genius Genius

双绞线

站耦合总线信号

• Genius 总线采用调频信号 (FSK) 调制方式

• 常用波特率： 153.6K ， 76.8K ， 38.4K

• 使用双绞线，最大传输距离 2.3 公里

• 多点连接，不需要专用的连接器将站设备接入


终端电阻



POWER SUPPLY

SERIES 90-70

LOGIC POWEROK CH 1 OK

CPU 731 BUS TRANS- MITTER

GENIUS BUS

CONTROL- LER GE Fanuc

MABLE

INPUT 120 VAC

OUTPUT 120VAC,O5A

INPUT 120 VAC

INPUT 120 VAC

OUTPUT 120VAC,O5A

ENABLEDRUNOK PGMR

BUS

PROGRAM-

CONTROLLER

OK CH 1 OK

GENIUS BUS

CONTROL- LER

Genius Genius

GE FanucFIELD CONTROL

Genius 通讯是通过态建立的，远程 I/O地址也是组态分配的




• Genius I/O 模块独立、分散安装

• 8 / 16 / 32 I/O 通道

• 可组态每个通道是输入还是输出

• 强大的诊断功能

• IP 65 防护等级





Series 90-70 Series 90-30

上位监视 /控制器

Genius 总线

Field ControlTM 系统构成


减少接线成本

• Field Control 相比 Genius I/O 模块，具有 I/O 容量大、带本地逻辑处理功能等优点




Field Control I/O




I/O BLOCKS

G

B

C

GBC

GBC


Field Control

• Genius 通讯支持双总线： PLC 插有两块 GBC ，带出两根双总线

• 每个 I/O 模块都挂在两根总线上，两根总线互为备用

双总线




• 系列 90 PLC 支持的其他现场总线通讯– Interbus-S – LonWorks – World Fip– Device Net– Profibus

I/O BLOCKS I/O BLOCKS & CONTROL

GBC

TERMINAL BOARD

TO FIELD DEVICES

GBC

分散式 I/O 带逻辑处理的分散 I/O



系列 90 PLC 以太网通讯

An Overview of Ethernet Products for Series 90 PLCs

系列 90 PLC 的以太网通讯



网络分层结构

• ISO( 国际标准化组织 ) 定义的 OSI( 开放系统互连 ) 参考模型包含如下七个层次：

物理层

数据链路层

网络层

运输层

会话层

表示层

应用层

用户

物理层

数据链路层

网络层

运输层

会话层

表示层

应用层

用户

主机 A 主机 B

表示层协议

网络层协议

数据链路层协议

物理层协议

应用层协议

运输层协议

会话层协议

层次

7

6

5

4

3

2

1

物理层连接 ( 传输介质 )



OSI 7 层模型与 TCP/IP 协议

网络介质访问层第 1 层

第 2 层

第 3 层

第 4 层

第 5 层

第 6 层

第 7 层

OSI 7 层模型

网际层 (IP)

主机到主机传输层(TCP)

应用层

TCP/IP

TCP/IP

协议

以太网以太网

协议

• TCP/IP 没有实现 OSI 的全部 7 层结构



GE Fanuc 的应用层协议• TCP/IP 并没有定义应用层 ( 第七层 ) 协议

• TCP 层 ( 第四层 ) 的向上接口仅仅定义了要被传输的数据的数量，而不是数据的具体内容

• 因此，也就没有针对工厂设备之间数据交换的信息报文协议

• SRTP 提供与 SNP 协议一样的、快速的、高效的主 /从通讯功能，可实现与 PLC 的数据交换和编程

• EGD --- 以太网全局数据 (Ethernet Global Data) ，建立在 UDP之上


网络介质访问层

网际层 (IP)

TCP / UDP

SRTP / EGD

TCP/IP

应用层协议

以太网

GE Fanuc 以太网通讯模型

Modbus TCP/IP(将来 )


GE Fanuc 的以太网模块• 80486 33MHz 微处理器

• 3M 内存

• 集成有 BNC/10base2, 10baseT 和 15针 AUI 接口

– 用户可提供外接的收发器

• 集成有 RJ-11 的 RS232 接口– 用于连接本地的站管理软件 (诊断口 )

• 集成有 15针的 RS-485 接口– 用于向模块下载新的系统程序

• 4 个 LED状态指示灯

ETHERNETINTERFACE

MODULE OKLAN ONLINESERIAL ACTIVE

STATUS

RESTART

STATIONMGR

RS232

SERVICEOPTION

S/WL OAD

RS485

CONNECTION

10BASE

T

10BASE

2

OR

AUI

OR

ETHERNET

SERIAL

S

CONNECTION


CPU364


GE Fanuc 的以太网

以太网 -- 细缆 /粗缆 / 双绞线 / 光线

• GE Fanuc 的 PLC 可连接到标准的以太网（符合 802.3) 中• 以太网通常用于大量的数据的传送、大量设备的接入• 通常，以太网用于计算机和 PLC 之间的数据交换，构成生产过程监控

系统


PLC 编程画面监控


热备冗余 PLC 系统

GE Fanuc PLCHot Standby and Redundancy


系列 90 PLC 的热备冗余系统


90-70 I/O 机架分散 Genius I/O

Genius

POWER SUPPLY

SERIES 90-70

LOGIC POWER

GE Fanuc

MABLE

INPUT 120 VAC

OUTPUT 120VAC,O5A

INPUT 120 VAC

INPUT 120 VAC

OUTPUT 120VAC,O5A

PROGRAM-

CONTROLLER

INPUT 120 VAC

INPUT 120 VAC

INPUT 120 VAC

ENABLED

BUS

OK

I/O

SCANNER

POWER SUPPLY

SERIES 90-70



GENIUS BUS


MABLE

ENABLEDRUNOK PGMR

BUS

PROGRAM-

CONTROLLER

REDUN- DANCY

COMMUN- ICATIONS

LOCAL ACT

OKLOCAL RDY

REMOTE

POWER SUPPLY

SERIES 90-70



GENIUS BUS


MABLE

ENABLEDRUNOK PGMR

BUS

PROGRAM-

CONTROLLER

REDUN- DANCY

COMMUN- ICATIONS

LOCAL ACT

OKLOCAL RDY

REMOTE

90-70 热备冗余系统 GE GE 工业系统集团工业系统集团

主备 CPU同步数据通道

Genius 现场总线

主 CPU 备 CPU

系统特点：双机热备、 CPU之间数据同步、I/O 信号可以分散处理、构成分布式网络


Genius LOADLOAD

‘‘

三选二 ---- 三重化系统 GMR

Genius

Genius

LOADLOAD

Genius

GeniusGenius

Genius

Genius Single,Single,Hot StandbyHot Standby

OutputsOutputs

失效安全容错的输出

输入三选二


series 90™-30

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