CC-Link 現(xiàn)場總線在汽車總裝配廠的應(yīng)用

師錦航，陳春輝，王軍建，高曉斌

（陜西重型汽車有限公司，陜西 西安 710200）

1 CC-Link 現(xiàn)場總線概述

CC-Link 現(xiàn)場總線是現(xiàn)今唯一一個產(chǎn)生自亞洲的工業(yè)現(xiàn)場總線標(biāo)準(zhǔn)，它的全稱是Control & Communication Link，即控制與通信鏈路系統(tǒng)。CC-Link 現(xiàn)場總線最初在汽車行業(yè)得到了應(yīng)用，早在上世紀(jì)80 年代隨著日本汽車逐步進(jìn)入中國市場，CC-Link 現(xiàn)場總線也進(jìn)入了中國汽車行業(yè)并得到了廣泛推廣?，F(xiàn)如今，CC-Link 現(xiàn)場總線已經(jīng)不再局限于汽車行業(yè)，在化工、水處理、鋼鐵等領(lǐng)域也有較好的發(fā)展。

CC-Link 現(xiàn)場總線的優(yōu)勢在于其較大的數(shù)據(jù)傳輸容量，以及通信速度可在156k～10M bps 之間選擇，當(dāng)通信速度為156k bps 時，其傳輸距離可達(dá)1200 米。

2 CC-Link 現(xiàn)場總線通信方式

CC-Link 現(xiàn)場總線網(wǎng)絡(luò)由主站與遠(yuǎn)程從站組成，PLC 作為主站時需要安裝CC-Link 主站模塊，對于三菱的Q 系列PLC，其CC-Link 主站模塊為QJ61BT11N。從站可以是遠(yuǎn)程I/O 模塊，也可以是人機(jī)界面、變頻器以及各種測量儀表等設(shè)備，另外，PLC 也可以作為遠(yuǎn)程設(shè)備站與主站進(jìn)行CC-Link 通信。

CC-Link 物理層沿用RS-485 串行通信標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)定的傳輸介質(zhì)除了雙絞線，還可使用光纖。在網(wǎng)絡(luò)布線時，應(yīng)使用CC-Link 專用電纜，并對屏蔽線進(jìn)行可靠連接，以避免工業(yè)現(xiàn)場的電磁干擾。

CC-Link 主站可以通過循環(huán)通訊或瞬時傳送的方式與從站通信。循環(huán)通訊是一種周期性地傳送遠(yuǎn)程I/O 和遠(yuǎn)程寄存器內(nèi)容的通信方式。瞬時傳送是在主站、本地站及智能裝置站之間，可在任意時刻下都執(zhí)行1：1 通信的一種方式。瞬時傳送時不會對循環(huán)通信的時間產(chǎn)生影響，這種通信方式需要通過FROM/TO 指令來完成。主站與遠(yuǎn)程站之間具有相應(yīng)的通信關(guān)系，其通信關(guān)系如圖1 所示。

主站與遠(yuǎn)程站之間的通信原理如下：

（1）當(dāng)PLC 系統(tǒng)的電源被接通時，PLC CPU 將用戶配置的網(wǎng)絡(luò)參數(shù)傳送到主站模塊，CC-Link 網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)隨之啟動。

（2）主站的“遠(yuǎn)程輸入RX”緩沖存儲器自動存儲來自遠(yuǎn)程站的遠(yuǎn)程輸入RX。

（3）“遠(yuǎn)程輸入RX”緩沖存儲器中的輸入狀態(tài)儲存到CPU 的軟元件（通過自動刷新參數(shù)設(shè)置）中。

（4）CPU 軟元件（通過自動刷新參數(shù)設(shè)置）的開/關(guān)數(shù)據(jù)被存儲到“遠(yuǎn)程輸出 RY”緩沖存儲器中。

（5）主站模塊將“遠(yuǎn)程輸出 RY”緩沖存儲器中的輸出狀態(tài)刷新到遠(yuǎn)程站的輸出RY（每次鏈接掃描時自動設(shè)定為ON或OFF）。

圖1 主站與遠(yuǎn)程站之間通信關(guān)系示意

3 CC-Link 現(xiàn)場總線在汽車總裝配廠的應(yīng)用

汽車總裝配生產(chǎn)線總長度在400 多米，包含了車橋裝配、發(fā)動機(jī)裝配、駕駛室裝配以及輪胎裝配等32 個裝配工位。主控制系統(tǒng)采用了三菱Q 系列PLC，網(wǎng)絡(luò)使用三菱CC-Link 現(xiàn)場總線，現(xiàn)場所有的急停、求援按鈕、工位指示燈都連接至CC-Link 現(xiàn)場總線的遠(yuǎn)程IO 站。整個生產(chǎn)線由4 臺三菱變頻器驅(qū)動，4 臺變頻器也作為CC-Link 遠(yuǎn)程設(shè)備站與主控PLC進(jìn)行CC-Link 通信。

3.1 網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成

整個CC-Link 現(xiàn)場總線網(wǎng)絡(luò)包括1 個主站模塊、27 個遠(yuǎn)程IO 模塊與4 個遠(yuǎn)程設(shè)備（變頻器），網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成如圖2 所示。

圖2 網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成

表1 CC-Link 現(xiàn)場總線網(wǎng)絡(luò)的硬件構(gòu)成

3.2 硬件構(gòu)成

CC-Link現(xiàn)場總線網(wǎng)絡(luò)的硬件構(gòu)成如表1所示，包括CPU模塊、主站模塊、遠(yuǎn)程IO 站模塊等。

3.3 網(wǎng)絡(luò)配置

（1）三菱PLC 編程軟件WORKS2 內(nèi)置CC-Link 網(wǎng)絡(luò)配置功能，如圖3 所示，打開WORKS2 編程軟件，在軟件左側(cè)的工程導(dǎo)航欄內(nèi)依次打開“參數(shù)”→“網(wǎng)絡(luò)參數(shù)”，雙擊“CC-Link”，打開CC-Link 網(wǎng)絡(luò)配置窗口。

圖3 CC-Link 網(wǎng)絡(luò)配置窗口

（2）如圖4 所示，在CC-Link 網(wǎng)絡(luò)配置窗口進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)參數(shù)的配置，其中“起始I/O 號”用于設(shè)置主站模塊在PLC基板上的安裝位置（以主站模塊的起始I/O 號表示），“總連接臺數(shù)”用于設(shè)置實際的連接站數(shù)量。

圖4 網(wǎng)絡(luò)參數(shù)的配置

（3）在CC-Link 網(wǎng)絡(luò)配置窗口點擊“站信息”按鈕，進(jìn)行站信息設(shè)置，詳細(xì)設(shè)置如圖5 所示，注意變頻器作為CC-Link 遠(yuǎn)程站時的站類型為遠(yuǎn)程設(shè)備站。

圖5 站信息設(shè)置

3.4 編程

圖6

圖7

根據(jù)CC-Link 網(wǎng)絡(luò)配置參數(shù)可知，遠(yuǎn)程輸入的起始地址為X200，遠(yuǎn)程輸出的起始地址為Y200，在編程時可直接使用如下所示，X200 即是站地址為1 的遠(yuǎn)程I/O 站的一個輸入，Y220 是站地址為2 的遠(yuǎn)程I/O 站的一個輸出。

在與變頻器進(jìn)行遠(yuǎn)程通信控制時，需要給遠(yuǎn)程寄存器寫入監(jiān)視代碼，并啟動監(jiān)視器指令，如圖7 所示。

4 結(jié)束語

CC-Link 現(xiàn)場總線的使用，實現(xiàn)了現(xiàn)場設(shè)備的遠(yuǎn)距離、網(wǎng)絡(luò)化控制，不僅節(jié)省了設(shè)備的安裝與后期維護(hù)費用，同時也提升了設(shè)備的運行可靠性，為后續(xù)汽車總裝配廠設(shè)備的信息化與網(wǎng)絡(luò)化建設(shè)奠定了基礎(chǔ)。