如何在教學(xué)中實(shí)現(xiàn)CC—Link網(wǎng)絡(luò)通訊

邱利軍+師寧

摘 要：本文就日常教學(xué)中，如何解決CC-Link網(wǎng)絡(luò)通訊問(wèn)題進(jìn)行了分析，從硬件、軟件等方面論述了實(shí)現(xiàn)CC-Link網(wǎng)絡(luò)通訊的方法，并總結(jié)了該方法給教學(xué)帶來(lái)的優(yōu)勢(shì)。文章對(duì)網(wǎng)絡(luò)通訊方向的課程教學(xué)提供一定的借鑒性。

關(guān)鍵詞：CC-Link 主站 從站 網(wǎng)絡(luò)通訊

CC-Link網(wǎng)絡(luò)通訊是日本三菱電機(jī)公司主推的一種基于PLC系統(tǒng)的現(xiàn)場(chǎng)總線，它的功能遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于N：N網(wǎng)絡(luò)通訊，在實(shí)際工程中顯示出強(qiáng)大的生命力，特別是在制造業(yè)得到廣泛的應(yīng)用。為了適應(yīng)社會(huì)的需要，實(shí)現(xiàn)教學(xué)與工作崗位的無(wú)縫對(duì)接，CC-Link網(wǎng)絡(luò)通訊的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)納入了高級(jí)維修電工教學(xué)的內(nèi)容。在課堂有限的時(shí)間內(nèi)盡快讓學(xué)生學(xué)懂、會(huì)用，是教學(xué)設(shè)計(jì)的主要任務(wù)。CC-Link網(wǎng)絡(luò)通訊是建立在N：N網(wǎng)絡(luò)通訊的基礎(chǔ)上，因此學(xué)會(huì)N：N網(wǎng)絡(luò)通訊是至關(guān)重要的。由N：N網(wǎng)絡(luò)通訊可知，不同的網(wǎng)絡(luò)通訊需要有相應(yīng)的硬件鏈接、參數(shù)設(shè)置、軟件設(shè)置等事項(xiàng)。

一、CC-Link網(wǎng)絡(luò)通訊硬件鏈接

1.CC-Link網(wǎng)絡(luò)通訊的硬件選用

N：N網(wǎng)絡(luò)通訊的硬件是建立在RS485-BD板基礎(chǔ)上的通信連接，F(xiàn)X1N、FX2N、FX3U的PLC都有各自的RS485-BD通信板進(jìn)行互相鏈接，實(shí)現(xiàn)半雙工通信方式。CC-Link網(wǎng)絡(luò)通訊是全雙工通信方式，通訊硬件比RS485-BD板復(fù)雜。

在教學(xué)中，選用Q系列PLC擔(dān)任，兩臺(tái)是FX3U系列PLC擔(dān)任從站，實(shí)現(xiàn)三臺(tái)PLC之間的主從通訊。CC-Link網(wǎng)絡(luò)通訊主站通訊模塊硬件選用QJ61BT11，兩從站CC-Link網(wǎng)絡(luò)通訊接口模塊硬件采用FX2N-32CCL網(wǎng)絡(luò)通訊接口模塊。

2.QJ61BT11N 和FX2N-32CCL網(wǎng)絡(luò)通訊接口模塊的連接

硬件選擇確定后，保證正確接線是實(shí)現(xiàn)CC-LINK網(wǎng)絡(luò)通訊關(guān)鍵。在教學(xué)中重點(diǎn)要強(qiáng)調(diào)，采用三芯絞屏蔽電纜把它們連接起來(lái)。用普通導(dǎo)線連接在實(shí)驗(yàn)室通訊可以，但在工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)由于電磁干擾等因素，會(huì)導(dǎo)致無(wú)法通訊。QJ61BT11N、FX2N-32CCL模塊中的接線端子，分別有DA端子、DB端子、DG端子和SLD端子。筆者采用三芯屏蔽電纜把QJ61BT11N、FX2N-32CCL通訊模塊DA端子與DA端子相連接，DB 端子與DB端子相連接，DG端子與DG端子相連接，SLD端子通過(guò)三芯屏蔽電纜的屏蔽層連接在一起。為了提高通訊的可靠性，在QJ61BT11N網(wǎng)絡(luò)通訊主站接口模塊和最后一個(gè)從站FX2N-32CCL網(wǎng)絡(luò)通訊接口模塊的DA端子與DB端子之間接入一個(gè)110歐姆或330歐姆的專(zhuān)用通訊電阻；中間的從站FX2N-32CCL網(wǎng)絡(luò)通訊接口模塊不用接入專(zhuān)用通訊電阻。

3.參數(shù)的設(shè)置

CC-Link網(wǎng)絡(luò)通訊接口模塊除了接線要保證正確外，還需要設(shè)置通訊參數(shù)，包括各站的站號(hào)參數(shù)、各站所占用的站數(shù)參數(shù)和通訊速率參數(shù)。CC-LINK 現(xiàn)場(chǎng)總線通訊主站接口模塊QJ61BT11站點(diǎn)編號(hào)必須設(shè)置為“00”，傳送速率/模式設(shè)置開(kāi)關(guān)可以設(shè)置為“0”（傳送速率/模式設(shè)置開(kāi)關(guān)比須與后面各從站選擇在同一當(dāng)上，否則無(wú)法通訊），即傳送速率為156kbps。CC-LINK網(wǎng)絡(luò)通訊從站1的站號(hào)為“1”，從站2的接口模塊FX2N-32CCL的站號(hào)設(shè)置，要取決于主站與從站數(shù)據(jù)交換緩沖區(qū)的大小。如果數(shù)據(jù)交換緩沖區(qū)為64點(diǎn)，從站1接口模塊FX2N-32CCL的站號(hào)設(shè)置為“3”；占用站數(shù)選為“2”，即一個(gè)站為32點(diǎn)，64點(diǎn)交換數(shù)據(jù)，就是占用了2個(gè)站點(diǎn)。如果通訊時(shí)交換數(shù)據(jù)量較大，數(shù)據(jù)交換緩沖區(qū)為128點(diǎn)，從站2的站號(hào)就要設(shè)置為“5”，傳送速率/模式設(shè)置開(kāi)關(guān)設(shè)置為“0”，即傳送速率為156kbps，占用站數(shù)選為“4”。所以CC-Link現(xiàn)場(chǎng)總線通訊的PLC個(gè)數(shù)取決于每個(gè)從站于主站的交換數(shù)據(jù)的大小，由于主站最大交換數(shù)據(jù)緩沖區(qū)位4096點(diǎn)，因此限制了CC-Link現(xiàn)場(chǎng)總線通訊的PLC最多是64臺(tái)PLC。

二、CC-Link網(wǎng)絡(luò)通訊軟件設(shè)置

1.參數(shù)設(shè)置

CC-Link網(wǎng)絡(luò)通訊的硬件接口模塊選擇正確、接線無(wú)誤、參數(shù)設(shè)置完成后就要考慮軟件設(shè)置。軟件設(shè)置包括在編程軟件中設(shè)置站地址、定義數(shù)據(jù)緩存區(qū)的范圍以及各站接收、發(fā)送信號(hào)的首地址。

以三臺(tái)PLC通訊為例，假設(shè)主站占號(hào)為“0”，兩個(gè)從站站號(hào)分別為“1”“3”。這樣主站就有64個(gè)內(nèi)部繼電器實(shí)時(shí)能將主站的狀態(tài)傳送給從站1，從站1就有64個(gè)對(duì)應(yīng)的內(nèi)部繼電器接收主站的狀態(tài)；從站1還有另外64個(gè)內(nèi)部繼電器能將從站1的狀態(tài)傳送給主站，主站就有64個(gè)相對(duì)應(yīng)的內(nèi)部繼電器接收從站1的狀態(tài)；從站2同理。也就是說(shuō)從站1、2兩個(gè)站分別有128個(gè)內(nèi)部繼電器是和主站進(jìn)行狀態(tài)交換。除了這128個(gè)內(nèi)部繼電器外的其他繼電器，才是從站1或從站2自己使用的內(nèi)部繼電器。另外，每個(gè)從站還有8個(gè)數(shù)據(jù)交換區(qū)。所以，主站要有256個(gè)內(nèi)部繼電器用于與兩個(gè)從站交換狀態(tài)，16個(gè)數(shù)據(jù)區(qū)與兩個(gè)從站交換數(shù)據(jù)。交換數(shù)據(jù)緩存區(qū)的范圍需要在主站編程時(shí)預(yù)先設(shè)置。

總結(jié)如下：N：N網(wǎng)絡(luò)通信的站號(hào)、設(shè)置刷新范圍模式都在軟件中設(shè)置；CC-LINK網(wǎng)絡(luò)通訊的站號(hào)、數(shù)據(jù)的緩存區(qū)的范圍等信息在加硬件、軟件中都要設(shè)置，且軟、硬件設(shè)置要統(tǒng)一。

2.數(shù)據(jù)交換緩存區(qū)首地址的設(shè)置

編寫(xiě)出通訊程序時(shí)，主站與從站1、從站2交換數(shù)據(jù)的緩存區(qū)的范圍與硬件設(shè)置同一，交換數(shù)據(jù)的緩存區(qū)的起始點(diǎn)要求與CC-Link“網(wǎng)絡(luò)參數(shù)”中設(shè)置的起始點(diǎn)相統(tǒng)一。

（1）主站數(shù)據(jù)交換緩存區(qū)地址設(shè)置。例如在從站網(wǎng)絡(luò)通訊接口模塊FX2N-32CCL上分別設(shè)置兩個(gè)從站站號(hào)分別為“1” “3”，則在CC-Link“網(wǎng)絡(luò)參數(shù)”的“站信息”就要設(shè)置為“2”。主站交換數(shù)據(jù)的緩存區(qū)的遠(yuǎn)程輸入RX起始地址設(shè)置為M112，遠(yuǎn)程輸出RY起始地址設(shè)置為M400，表示從M112開(kāi)始的64個(gè)點(diǎn)接收從站1的信號(hào)，從M176開(kāi)始的64個(gè)點(diǎn)接收從站2的信號(hào)，主站M400開(kāi)始的64個(gè)點(diǎn)信號(hào)發(fā)送到從站1，主站M464開(kāi)始的64個(gè)點(diǎn)信號(hào)發(fā)送到從站2。這樣主站就可以和從站之間進(jìn)行主從通訊了。endprint

（2）從站1數(shù)據(jù)交換緩存區(qū)地址設(shè)置。通訊時(shí)，選擇FX3UMR-16的PLC作為從站1，接收主站的命令。編寫(xiě)的程序，其中FROM K0 K0 K4M200 K4是主站傳給從站1的數(shù)據(jù)從M200接收，主站M400開(kāi)始的64個(gè)點(diǎn)信號(hào)狀態(tài)對(duì)應(yīng)地發(fā)送到接從站1PLC的M200開(kāi)始的64點(diǎn)信號(hào)。T0 K0 K0 K4M500 K4是從站1從M500開(kāi)始的64個(gè)點(diǎn)信號(hào)狀態(tài)對(duì)應(yīng)地傳回主站M112開(kāi)始的64點(diǎn)信號(hào)。

（3）從站2數(shù)據(jù)交換緩存區(qū)地址設(shè)置。選擇FX3UMT-16的PLC作為從站2，接收主站的命令。編寫(xiě)的程序FROM K0 K0 K4M200 K4是主站傳給從站2的數(shù)據(jù)從M200接收，M200對(duì)應(yīng)地接收主站M464開(kāi)始的64點(diǎn)信號(hào)狀態(tài)。T0 K0 K0 K4M600 K4是從站2從M600開(kāi)始傳回主站M176開(kāi)始的64個(gè)點(diǎn)的狀態(tài)，M501的數(shù)據(jù)應(yīng)該傳到M241。

綜上所述，主站的X0接通主站的內(nèi)部繼電器M400，則從站1的M200接通，M200再控制從站的輸出點(diǎn)即實(shí)現(xiàn)主站控制從站1的功能。同理，可實(shí)現(xiàn)主站控制從站2以及從站1、2控制住站的功能。完成三站之間的相互控制。

三、CC-Link網(wǎng)絡(luò)通訊未能實(shí)現(xiàn)的主要原因

CC-Link網(wǎng)絡(luò)通訊不能成功，主要應(yīng)查找以下原因：檢查硬件接口選擇是否正確，檢查硬件接口站地址、傳輸速率設(shè)置以及硬件接線是否正確，檢查CC-Link網(wǎng)絡(luò)通訊軟件中參數(shù)設(shè)置與硬件參數(shù)設(shè)置是否匹配，檢查各站數(shù)據(jù)交換緩存區(qū)首地址設(shè)置是否正確。

通訊接口選擇正確，接線無(wú)誤，參數(shù)設(shè)置合理，CC-Link網(wǎng)絡(luò)通訊還是簡(jiǎn)單易行的。

四、小結(jié)

通過(guò)CC-Link網(wǎng)絡(luò)通訊的軟件、硬件的對(duì)比不難看出，CC-LINK網(wǎng)絡(luò)通訊從通訊速率、通訊范圍、通訊功能等方面遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于N：N網(wǎng)絡(luò)通訊。

在教學(xué)中有效地解決了下幾個(gè)問(wèn)題。

第一，按照教學(xué)的螺旋上升規(guī)律，先講清楚N：N網(wǎng)絡(luò)通訊且實(shí)現(xiàn)后再講CC-Link網(wǎng)絡(luò)通訊，前者是網(wǎng)絡(luò)通訊的基礎(chǔ)。

第二，CC-Link網(wǎng)絡(luò)通訊傳輸速率可根據(jù)需要調(diào)整，能實(shí)現(xiàn)全雙工通訊，最多64臺(tái)PLC同時(shí)通訊，應(yīng)用領(lǐng)域更加廣泛。N：N網(wǎng)絡(luò)通訊簡(jiǎn)單、易學(xué)，操作很容易實(shí)現(xiàn)，成本低廉，但傳輸速率固定為38400pbs，只能實(shí)現(xiàn)半雙工通訊，且僅限于8臺(tái)PLC之間的通訊。

第三，CC-Link網(wǎng)絡(luò)通訊的數(shù)據(jù)交換存儲(chǔ)區(qū)是該網(wǎng)絡(luò)通訊實(shí)現(xiàn)全雙工通訊的基礎(chǔ)，也是此項(xiàng)目教學(xué)中的重點(diǎn)和難點(diǎn)。學(xué)生一旦弄明白CC-Link網(wǎng)絡(luò)通訊，還是很容易上手的。

第四，任何通訊都由有軟件和硬件兩部分組成，其中硬件是基礎(chǔ)，軟件是核心。有效地利用軟件控制硬件部分，是保證CC-Link網(wǎng)絡(luò)通訊成功的關(guān)鍵。

總之，可以根據(jù)學(xué)生的具體情況和學(xué)時(shí)數(shù)調(diào)整教學(xué)內(nèi)容。

參考文獻(xiàn)：

[1]栗小寬.淺談CC-Link總線及其應(yīng)用[J].科技資訊，2015（2）.

[2]張豪.三菱PLC應(yīng)用案例解析[M].北京：中國(guó)電力出版社，2012.

[3]李江全.三菱PLC通信與控制應(yīng)用編程實(shí)例[M].北京：中國(guó)電力出版社，2012.

（作者單位：北京電子科技職業(yè)學(xué)院機(jī)電工程學(xué)院）endprint