【摘要】 本文介紹CC-Link網絡基本常識,和如何利用三菱Q系列PLC與德國萬可電子公司750-310模塊組建CC-Link網絡,實現生產中的自動化控制。 【關鍵詞】 CC-Link PLC 從站 自動控制
1CC-Link 簡介 CC-Link是Control & Communication Link(控制與通信鏈路系統)的簡稱,是一種可以同時高速處理控制和信息數據的現場網絡系統,可以提供高效、一體化的工廠和過程自動化控制。在1996年11月,以三菱電機為主導的多家公司以"多廠家設備環境、高性能、省配線"理念開發、公布和開放了現場總線CC-Link,并第一次正式向市場推出了CC-Link這一全新的多廠商、高性能、省配線的現場網絡。由于CC-Link研發和公布的時間相對較晚,在業內的硬件和軟件的基礎相對較為完善和先進,故在技術層面上有其得天獨厚的優勢。 1998年,汽車行業的馬自達、五十鈴、雅馬哈、通用、鈴木等也都成為了CC-Link的用戶,而且CC-Link迅速進入中國市場,目前在中國許多重大的工程項目和典型設備中有大量的應用。隨著技術的發展和進步,根據客戶的需求和市場的需要,分別于2002年推出了CC-Link/LT,2003年初推出了CC-Link Ver.2.0. CC-Link/LT是比CC-Link更低端,價格更便宜,更能滿足現場分布式應用的網絡,它使CC-Link在技術層面上更加豐滿,使用上更加簡單方便。CC-Link Ver.2.0是在CC-Link的基礎上將數據容量擴大了8倍,使得它更適合于半導體制造等需要大容量和穩定的數據通訊領域。 1.1CC-Link特性 1.減少配線,提高效率 和其它總線一樣,總線的使用減少了配線和安裝設備的時間費用,減少配線時間,更有利于維護,大大提高生產效率。 2.廣泛的多廠商設備使用環境 可以從廣泛的CC-Link產品群中選擇適合您自動化控制的最佳設備。 ·CC-Link會員生產廠商:已經超過506家 ·CC-Link兼容產品:已經超過490多種 在電磁閥,傳感器,轉換器,溫度控制器,傳輸設備,條形碼閱讀器,ID系統,網關,機器人,伺服驅動器,PLC等多種產品類型都有對應總線的產品。 3.高速的輸入輸出響應 CC-Link實現了最高為10Mbps的高速通訊速度,輸入輸出響應可靠,并且響應時間快,可靠和具有確定性。 4.距離延長自由自在 CC-Link的最大總延長距離可達1.2km(156kbps).另外,通過使用中繼器(T型分支)或光纖中繼器,可進一步延長傳輸距離,適用于網絡擴張時需遠距離設置的設備。 5.豐富的RAS功能 RAS是Reliability(可靠性)、Availability(有效性)、Serviceability(可維護性)的縮寫。總線具有備用主站功能、在線更換功能、通信自動恢復功能、網絡監視功能、網絡診斷功能提供了一個可以信賴的網絡系統,幫助用戶在最短時間內恢復網絡系統。 2產品介紹 2.1三菱主站及軟件介紹 2.1.1三菱主站 三菱Q系列介紹:基本型QCPU是以小規模系統為對象的,最適合于簡單而又緊湊的控制系統。所支持的最大I/O點數為1024點,軟元件的存儲器約為19K字,且允許軟元件在16K字范圍內任意分配,Q00/Q01CPU還可將32K字的文件寄存器存入內置的標準RAM中。基本型QCPU內部都含有閃存ROM,所以能在不使用存儲卡的情況下對ROM進行操作?梢允褂锰菪螆D、語句表、ST(結構化文本,類高級語言)、SFC、FB等5種編程語言對基本型QCPU進行編程。Q00/Q01CPU內置串行通訊功能,CPU的RS-232接口能與使用MC通訊協議的外部設備進行通訊。 2.1.2三菱軟件介紹 要使用三菱PLC,必須先安裝三菱PLC控制軟件GX Developer8.31。首先安裝運行環境,運行相應目錄下的\GPPW8.31-C\GX Developer 8C\EnvMEL\SETUP.EXE。再安裝相應目錄下的\GPPW8.31-C\GX Developer 8C\ SETUP.EXE。不選任何復選框,一路“下一步”。完成軟件的安裝。運行編程軟件GX Developer8.31,首先選擇與試驗設備相同的PLC類型,在本項目中是Q02系列PLC。建立新的工程項目。

圖1,建立新工程
2.2德國萬可電子從站 WAGO公司是德國專業從事以獨創的彈簧壓力技術為特征的電連接器、電子模塊和現場總線輸入/輸出系統的跨國公司。創建于1951年,總部座落于德國的MINDEN市。在全球擁有50多家子公司及分銷商,目前公司的業務遍布歐洲、北美、拉丁美洲和亞洲等國家和地區。德國WAGO公司設計和生產由其首創的以"籠式彈簧夾持"技術(CAGE CLAMP)為特征的接線端子和連接器。籠式彈簧夾持單元(CAGE CLAMP)這種革新的接線方式以其優良的特性從根本上解決了導線連接的可靠性問題,受到全世界業內人士的廣泛歡迎。其具有的高可靠,抗振動、免維護和高工效等特點,又使得WAGO公司在這個領域中一直保持世界領先地位。此外,由WAGO公司首創的"緊湊型籠式彈簧夾持單元"(CAGE CLAMP COMPACT),繼承了原產品的優點,而且體積更小,更節約空間。 2.2.1德國萬可電子750系列模塊 WAGO公司率先研制了現場總線分布式輸入/輸出自動化控制系統 WAGO-I/O-SYSTEM750。近年來,在WAGO-I/O-SYSTEM 750的基礎上,WAGO公司相繼發展了AGO-I/O-SYSTEM 750可編程現場總線控制器以及WAGO-I/O-SYSTEM 755 IP67等硬件產品和相應的軟件產品。WAGO公司的現場總線輸入/輸出系統不僅支持CC-Link,PROFIBUS-DP/FMS,DeviceNet,Modbus, Interbus, CANBus, LonWorks, Ethernet 等多種現場總線,還支持串行接口的通訊等。在這里我們詳細介紹CC-Link總線的750-310模塊。 2.2.2德國萬可電子750-310從站模塊 帶有CC-Link總線適配器的WAGO-I/O-SYSTEM 750-310模塊在CC-Link現場總線系統上作為一個從站。 該總線適配器能支持所有I/O模塊并自動配置、生成包括數字量模塊、模擬量模塊及特殊功能模塊的本地過程映象,模擬量模塊和特殊功能模塊以字或字節的形式傳輸數據而數字量模塊以位的形式傳輸數據。 CC-Link 允許過程映象存儲在相應的主控單元(PLC,Y PC或NC)中。本地過程映象分為數據接收和數據發送兩個區域。過程數據通過CC-Link 現場總線發送到PLC、PC或NC做進一步處理,并通過CC-Link 從現場接收數據。 模擬量模塊的數據被存儲在按照模塊排列順序而自動建立的過程映象區中。數字量模塊的位以字節的形式排列在模擬量數據后面。如果數字量總數超過8位則總線適配器會自動從下一個新的字節開始識別。

圖2,750-310外觀及電氣簡圖
3組網過程介紹 利用三菱Q系列PLC與德國萬可電子公司750-310模塊組建CC-Link網絡,實現生產中的自動化控制。 3.1硬件連接 首先進行硬件的連接,在萬可電子750-310模塊上的波特率模式設置選擇“5”,地址依據實際設計選擇,在本項目中選1。

3.2設置主站網絡 在參數-網絡參數-CC-Link項目下設置通訊模塊和保存網絡設置: 通訊模塊數量是1個,故選擇模塊數量為1,模式設置是“遠程網絡Ver.1模式”。
圖4,設置主站網絡 出現上圖所示的設置,將下列各項設置如下: ·起始I/O號:[00A0]三菱通訊模塊的地址 ·總鏈接數:[1]分站的數量 ·遠程輸入(RX):[X1000]分站數字量輸入地址 ·遠程輸出(RY):[Y1000]分站數字量輸出地址 ·遠程寄存器(RWr)刷新軟元件:[D0]分站模擬量輸入地址 ·遠程寄存器(RWw)刷新軟元件:[D100]分站模擬量輸出地址 說明: 實際程序中,數字量輸入地址RX1000對應第一個開關量輸入點,RX1001對應第二個開關量點;數字量輸出地址RY1000對應第一個開關量輸出點,RY1001對應第二個開關量輸出點。模擬量輸入地址D0對應第一路模擬量,D1對應第二路模擬量,模擬量輸出地址D100對應第一路模擬量輸出,D101對應第二路模擬量輸出。 三菱通訊模塊的地址由主站PLC分配而來。在本項目中,模塊地址為A0。如下圖。
圖5,主站地址分配表 3.3設置從站網絡 接下來進行遠程模塊的設置。單擊“站信息”按鈕,出現“CC-Link站信息模塊”設定
圖6,設置從站網絡 設置為“遠程設備站”,占用站數:4個站;保留站(預約/無效站指定):無設置。單擊“結束設置”。說明一下,遠程設備站就是可以同時使用位數據和字數據的站(例如模擬模塊和指示器)縮寫RD(Remote Device)。 3.4編寫激活遠程設備站程序 在上電或硬件復位時,需要依據750-310激活的時序圖,進行激活。
圖7,750-310激活的時序圖 說明:在RX(n+1)8中,(n+1)8表示(n+10+8),n表示遠程輸入(RX)的地址1000,在本項目中n=1000。所以RX(n+1)8=X1018,案例程序如下:

圖8,750-310激活的程序 還可以在“遠程設備站初始化指定”項下點擊“初始設置”進行直接設置: 點擊初始設置后,顯示遠程軟元件初始化注冊對話框,在目標站號即“相關站號”中輸入我們的硬件站地址“1”,然后單擊“登錄順序”,顯示“順序登錄”將輸入格式改為16進制。再依據激活時序圖進行設置。

圖9,遠程設備站的初始化設置 3.5下載程序 選擇程序和參數選項,將程序和PLC參數下載。
圖10,程序下載選項

圖11,程序下載過程及結束 4聯機情況

圖12,聯機實物圖 聯機成功后,L RUN燈、SD燈、RD燈和I/O燈均會常亮。如果硬件連接不正確,或主站沒有設定正確,L RUN燈不會點亮。設置正確后,L RUN燈會常亮,不運行750-310激活程序,I/O會閃亮,閃亮頻率是站地址。下載運行激活程序后,I/O會常亮。 5結束語 二十一世紀網絡時代的到來,各種總線成百花齊開的事實。我們就自控系統網絡設計、建設過程,各個廠家產品互聯,總結出些經驗,在此僅做拋磚引玉的作用。希望大家多提寶貴意見,以提高我們在自控領域中的應用水平。
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