基于CC—Link的網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)構(gòu)建研究

陳敬之

文章編號：2095-6835（2016）13-0095-02

摘 要：CC-Link現(xiàn)場總線是目前在工業(yè)自動化領(lǐng)域應(yīng)用最為廣泛的現(xiàn)場總線通訊技術(shù)之一。重點(diǎn)對CC-1ink總線技術(shù)在自動化生產(chǎn)線控制網(wǎng)絡(luò)中的運(yùn)用進(jìn)行了研究，同時闡述了自動化生產(chǎn)線控制層網(wǎng)絡(luò)設(shè)計及參數(shù)設(shè)置、自動化生產(chǎn)線設(shè)備層網(wǎng)絡(luò)設(shè)計及其參數(shù)配置，對高效節(jié)能系統(tǒng)的發(fā)展和推廣具有一定的意義。

關(guān)鍵詞：總線技術(shù)；網(wǎng)絡(luò)搭建；CC-Link；通訊技術(shù)

中圖分類號：TP273 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2016.13.095

1 CC-Link總線技術(shù)說明

1.1 CC-Link IE控制層網(wǎng)絡(luò)概述

CC-Link IE網(wǎng)絡(luò)是一種基于以太網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)，它的目標(biāo)是使系統(tǒng)控制層之間能夠?qū)崿F(xiàn)無縫通信，改善企業(yè)系統(tǒng)的連通性，降低工程成本，提高通信效率。CC-Link IE控制層網(wǎng)絡(luò)可以將三菱電動機(jī)Q系列PLC連接起來，實現(xiàn)高速、大容量的控制層網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)通信，同時可以降低光纖使用量，并且提供了極其形象的可視化診斷界面。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)故障時，可以非常方便、快速地定位到故障點(diǎn)。

1.2 CC-Link現(xiàn)場總線通信網(wǎng)絡(luò)概述

作為開放式現(xiàn)場總線，CC-Link是起源于亞洲地區(qū)的現(xiàn)場總線。CC-Link具有通信速度快、數(shù)據(jù)容量大、使用簡單、通信穩(wěn)定性高、使用范圍廣泛等特點(diǎn)。網(wǎng)絡(luò)中的主站由三菱電FX系列以上的PLC擔(dān)當(dāng)，子站可以是遠(yuǎn)程I/O模塊、帶有PLC的本地站、人機(jī)界面、變頻器、機(jī)器人以及各種測量儀表、閥門、數(shù)控系統(tǒng)等現(xiàn)場儀表設(shè)備。

2 自動化生產(chǎn)線控制層網(wǎng)絡(luò)設(shè)計及參數(shù)設(shè)置

2.1 控制層網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)架構(gòu)

圖1所示為控制層網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)架構(gòu)。使用光纖（GI）將主控臺單元、立體倉庫單元、傳送帶單元的CC-Link IE控制網(wǎng)絡(luò)模塊（QJ71GP21-SX）按照雙環(huán)的連接方式串聯(lián)起來組成網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，主站控臺單元、立體庫單元、傳送帶單元之間可以實現(xiàn)高速及大容量的數(shù)據(jù)通信。

2.2 控制層網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的循環(huán)傳送

自動化生產(chǎn)線控制層數(shù)據(jù)傳送采用CC-Link IE數(shù)據(jù)循環(huán)傳送方式中的LB/LW通信方式，在整個網(wǎng)絡(luò)中，主控臺單元、立體倉庫單元、傳送帶單元將數(shù)據(jù)寫入到鏈接軟元件（LB/LW）的各站發(fā)送范圍中，并將其發(fā)送到同一網(wǎng)絡(luò)中的主控臺單元、立體庫單元、傳送帶單元中進(jìn)行循環(huán)數(shù)據(jù)傳送。各單元的PLC軟元件與其對應(yīng)CC-Link IE控制層網(wǎng)絡(luò)模塊鏈接軟元件鏈接刷新，使各單元的PLC軟元件可以讀寫鏈接軟元件的數(shù)據(jù)。

2.3 控制層網(wǎng)絡(luò)CC-Link IE模塊參數(shù)的設(shè)置

2.3.1 管理站（1號站）參數(shù)設(shè)置

管理站（1號站）參數(shù)設(shè)置步驟為：①打開GXWorks2軟件，在工程數(shù)據(jù)列表窗口中依次選擇“參數(shù)”“網(wǎng)絡(luò)參數(shù)”“以太網(wǎng)/CCIE/MELSECNET”，對網(wǎng)絡(luò)類型、起始I/O號、站號、模式進(jìn)行設(shè)置；②點(diǎn)擊參數(shù)設(shè)置界面中“網(wǎng)絡(luò)范圍分配”，“位”的通信和“字”的通信分別用LB和LW來實現(xiàn)，同時分配好各站的發(fā)送范圍；③點(diǎn)擊參數(shù)設(shè)置界面中的“刷新參數(shù)”，刷新軟元件數(shù)目為整個網(wǎng)絡(luò)內(nèi)所有站的鏈接軟元件的總和，主站單元的CPU軟元件與其對應(yīng)的CC-Link IE控制層網(wǎng)絡(luò)模塊鏈接軟元件鏈接刷新，從而使主站單元的CPU軟元件可以讀寫鏈接軟元件的數(shù)據(jù)。

2.3.2 立體倉庫單元等網(wǎng)絡(luò)參數(shù)的設(shè)置

在立體倉庫單元、傳送帶單元網(wǎng)絡(luò)參數(shù)的設(shè)置過程中，各站網(wǎng)絡(luò)號需保持一致，站號不能設(shè)置相同的數(shù)值，刷新軟元件數(shù)目為整個網(wǎng)絡(luò)內(nèi)所有站的鏈接軟元件數(shù)目的總和，其他單元的PLC軟元件與其對應(yīng)CC-Link IE控制層網(wǎng)絡(luò)模塊鏈接軟元件鏈接刷新，從站單元的PLC軟元件可以讀寫鏈接軟元件的數(shù)據(jù)（與管理站的刷新參數(shù)設(shè)置相同）。

3 自動化生產(chǎn)線設(shè)備層網(wǎng)絡(luò)設(shè)計及其參數(shù)配置

3.1 自動化生產(chǎn)線能量監(jiān)控現(xiàn)場網(wǎng)絡(luò)

自動化生產(chǎn)線能量柜（能量監(jiān)控單元）分別用來監(jiān)測生產(chǎn)線總電源、加工中心電源、數(shù)控車床電源、立體庫電源及其他單元電源。能量監(jiān)控單元可以讀出各個單元當(dāng)前的三相電壓、電流等。但為了能讓總控臺能量監(jiān)控計算機(jī)實時顯示各個單元當(dāng)前的三相電壓、電流等，可以通過CC-Link模塊（QJ61BT11N）將各個單元電源的電子測量儀表與主站單元QPLC連接起來進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送，再通過MES接口模塊將各個單元儀表監(jiān)測到的數(shù)據(jù)傳輸?shù)接嬎銠C(jī)監(jiān)測系統(tǒng)中，使其能夠?qū)崟r顯示各個單元的電子測量儀表監(jiān)測到的數(shù)據(jù)。

3.2 自動化生產(chǎn)線傳送帶單元現(xiàn)場網(wǎng)絡(luò)

采用CC-Link現(xiàn)場總線通信方式將傳送單元的變頻器串聯(lián)起來，由傳送帶單元控制柜中的PLC對變頻器進(jìn)行控制，減少了配線，提高了通信效率，起到高速的輸入、輸出響應(yīng)的效果，即使出現(xiàn)故障，也能夠在最短時間內(nèi)恢復(fù)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。

3.3 CC-Link通信模塊（QJ61BT11）參數(shù)的設(shè)置

CC-Link通信模塊（QJ61BT11）參數(shù)的設(shè)置步驟為：①打開GXWorks2軟件，在工程數(shù)據(jù)列表窗口中依次選擇“參數(shù)”“網(wǎng)絡(luò)參數(shù)”“CC-Link”，分別對起始I/O號、類型、模式、總連接臺數(shù)等進(jìn)行設(shè)置；②點(diǎn)擊參數(shù)設(shè)置界面的“中站信息”，對站類型、占用站數(shù)、遠(yuǎn)程站點(diǎn)進(jìn)行設(shè)置；③設(shè)置設(shè)備層網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的刷新參數(shù)。

設(shè)備層網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的刷新參數(shù)的設(shè)置主要分為以下兩步。

3.3.1 遠(yuǎn)程輸入和遠(yuǎn)程輸出的設(shè)定

在網(wǎng)絡(luò)參數(shù)設(shè)置對話框中，將遠(yuǎn)程輸入（RX）刷新軟元件設(shè)置為X100，遠(yuǎn)程輸出（RY）刷新軟元件設(shè)置為Y100，且各遠(yuǎn)程設(shè)備站都為32點(diǎn)，所以1號站輸入范圍為X100～X110，輸出范圍為Y100～Y110，其他各站依次類推。CC-Link通信模塊的起始I/O地址設(shè)置為0000，且為32點(diǎn)，所有1號站遠(yuǎn)程輸入范圍為RX00～RX10，遠(yuǎn)程輸出范圍為RY00～RY10，其他各站依次類推。主站QCPU和遠(yuǎn)程設(shè)備站相互傳送狀態(tài)時，首先主站（QJ61BT11N）和遠(yuǎn)程設(shè)備站要進(jìn)行鏈接掃描，將遠(yuǎn)程設(shè)備站輸入、輸出刷新軟元件中的狀態(tài)值傳送到主站輸入、輸出刷新軟元件中，然后主站QCPU和主站自動刷新，將主站輸入、輸出刷新軟元件中的狀態(tài)值傳送到主站QCPU輸入、輸出軟元件中。

3.3.2 遠(yuǎn)程寄存器的設(shè)定

為了能讀取各站儀表的數(shù)值，并將各站的監(jiān)測數(shù)據(jù)傳送給各個遠(yuǎn)程設(shè)備站，通過遠(yuǎn)程寄存器（RWr，RWw）來讀寫。在網(wǎng)絡(luò)參數(shù)設(shè)置對話框中，將遠(yuǎn)程寄存器（RWr）刷新軟元件設(shè)置為W100，遠(yuǎn)程寄存器（RWw）刷新軟元件設(shè)置為W200，所以1號站遠(yuǎn)程寄存器的范圍為W200～W203，遠(yuǎn)程寄存器的范圍為W100～W103，其他各站依次類推。由于CC-Link通信模塊的起始I/O地址設(shè)置為0000，因此，遠(yuǎn)程設(shè)備站站1的遠(yuǎn)程寄存器的范圍為RWw0～RWw3，遠(yuǎn)程設(shè)備站站1的遠(yuǎn)程寄存器的范圍為RWr0～RWr3，其他各站依次類推。要想監(jiān)測各站儀表的數(shù)值，首先在程序中定義各個站監(jiān)測項目的代碼，通過主站QCPU寄存器（W）傳送給各個遠(yuǎn)程設(shè)備站的遠(yuǎn)程寄存器，然后通過各個遠(yuǎn)程設(shè)備站的遠(yuǎn)程寄存器將儀表的數(shù)值傳送給主站QCPU寄存器。

4 結(jié)束語

總之，CC-Link總線技術(shù)使用簡單、性能卓越。合理地運(yùn)用該技術(shù)能夠切實提高生產(chǎn)線的生產(chǎn)效率。在實際應(yīng)用中，該技術(shù)總的表現(xiàn)為自動化生產(chǎn)線成本降低，可靠性提高；具體表現(xiàn)為CC-Link總線搭建的控制網(wǎng)絡(luò)具有高可靠性和互操作的特點(diǎn)，增強(qiáng)了生產(chǎn)線的可維護(hù)性，提高了數(shù)據(jù)采集的智能化，提升了自動化生產(chǎn)線各個自動化設(shè)備單元間通信的實時性和準(zhǔn)確性，使得自動生產(chǎn)線的生產(chǎn)效率得到了顯著提高，很好地完成預(yù)定的控制任務(wù)。本文作此研究，為基于CC-Link 總線的技術(shù)在自動化生產(chǎn)領(lǐng)域更大范圍的運(yùn)用奠定基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)

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〔編輯：劉曉芳〕