基于CC—Link的網絡控制系統構建研究

陳敬之

文章編號：2095-6835（2016）13-0095-02

摘 要：CC-Link現場總線是目前在工業自動化領域應用最為廣泛的現場總線通訊技術之一。重點對CC-1ink總線技術在自動化生產線控制網絡中的運用進行了研究，同時闡述了自動化生產線控制層網絡設計及參數設置、自動化生產線設備層網絡設計及其參數配置，對高效節能系統的發展和推廣具有一定的意義。

關鍵詞：總線技術；網絡搭建；CC-Link；通訊技術

中圖分類號：TP273 文獻標識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2016.13.095

1 CC-Link總線技術說明

1.1 CC-Link IE控制層網絡概述

CC-Link IE網絡是一種基于以太網的網絡，它的目標是使系統控制層之間能夠實現無縫通信，改善企業系統的連通性，降低工程成本，提高通信效率。CC-Link IE控制層網絡可以將三菱電動機Q系列PLC連接起來，實現高速、大容量的控制層網絡數據通信，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。當網絡出現故障時，可以非常方便、快速地定位到故障點。

1.2 CC-Link現場總線通信網絡概述

作為開放式現場總線，CC-Link是起源于亞洲地區的現場總線。CC-Link具有通信速度快、數據容量大、使用簡單、通信穩定性高、使用范圍廣泛等特點。網絡中的主站由三菱電FX系列以上的PLC擔當，子站可以是遠程I/O模塊、帶有PLC的本地站、人機界面、變頻器、機器人以及各種測量儀表、閥門、數控系統等現場儀表設備。

2 自動化生產線控制層網絡設計及參數設置

2.1 控制層網絡系統架構

圖1所示為控制層網絡系統架構。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控制網絡模塊（QJ71GP21-SX）按照雙環的連接方式串聯起來組成網絡系統，主站控臺單元、立體庫單元、傳送帶單元之間可以實現高速及大容量的數據通信。

2.2 控制層網絡數據的循環傳送

自動化生產線控制層數據傳送采用CC-Link IE數據循環傳送方式中的LB/LW通信方式，在整個網絡中，主控臺單元、立體倉庫單元、傳送帶單元將數據寫入到鏈接軟元件（LB/LW）的各站發送范圍中，并將其發送到同一網絡中的主控臺單元、立體庫單元、傳送帶單元中進行循環數據傳送。各單元的PLC軟元件與其對應CC-Link IE控制層網絡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據。

2.3 控制層網絡CC-Link IE模塊參數的設置

2.3.1 管理站（1號站）參數設置

管理站（1號站）參數設置步驟為：①打開GXWorks2軟件，在工程數據列表窗口中依次選擇“參數”“網絡參數”“以太網/CCIE/MELSECNET”，對網絡類型、起始I/O號、站號、模式進行設置；②點擊參數設置界面中“網絡范圍分配”，“位”的通信和“字”的通信分別用LB和LW來實現，同時分配好各站的發送范圍；③點擊參數設置界面中的“刷新參數”，刷新軟元件數目為整個網絡內所有站的鏈接軟元件的總和，主站單元的CPU軟元件與其對應的CC-Link IE控制層網絡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據。

2.3.2 立體倉庫單元等網絡參數的設置

在立體倉庫單元、傳送帶單元網絡參數的設置過程中，各站網絡號需保持一致，站號不能設置相同的數值，刷新軟元件數目為整個網絡內所有站的鏈接軟元件數目的總和，其他單元的PLC軟元件與其對應CC-Link IE控制層網絡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據（與管理站的刷新參數設置相同）。

3 自動化生產線設備層網絡設計及其參數配置

3.1 自動化生產線能量監控現場網絡

自動化生產線能量柜（能量監控單元）分別用來監測生產線總電源、加工中心電源、數控車床電源、立體庫電源及其他單元電源。能量監控單元可以讀出各個單元當前的三相電壓、電流等。但為了能讓總控臺能量監控計算機實時顯示各個單元當前的三相電壓、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連接起來進行數據傳送，再通過MES接口模塊將各個單元儀表監測到的數據傳輸到計算機監測系統中，使其能夠實時顯示各個單元的電子測量儀表監測到的數據。

3.2 自動化生產線傳送帶單元現場網絡

采用CC-Link現場總線通信方式將傳送單元的變頻器串聯起來，由傳送帶單元控制柜中的PLC對變頻器進行控制，減少了配線，提高了通信效率，起到高速的輸入、輸出響應的效果，即使出現故障，也能夠在最短時間內恢復網絡系統。

3.3 CC-Link通信模塊（QJ61BT11）參數的設置

CC-Link通信模塊（QJ61BT11）參數的設置步驟為：①打開GXWorks2軟件，在工程數據列表窗口中依次選擇“參數”“網絡參數”“CC-Link”，分別對起始I/O號、類型、模式、總連接臺數等進行設置；②點擊參數設置界面的“中站信息”，對站類型、占用站數、遠程站點進行設置；③設置設備層網絡數據的刷新參數。

設備層網絡數據的刷新參數的設置主要分為以下兩步。

3.3.1 遠程輸入和遠程輸出的設定

在網絡參數設置對話框中，將遠程輸入（RX）刷新軟元件設置為X100，遠程輸出（RY）刷新軟元件設置為Y100，且各遠程設備站都為32點，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地址設置為0000，且為32點，所有1號站遠程輸入范圍為RX00～RX10，遠程輸出范圍為RY00～RY10，其他各站依次類推。主站QCPU和遠程設備站相互傳送狀態時，首先主站（QJ61BT11N）和遠程設備站要進行鏈接掃描，將遠程設備站輸入、輸出刷新軟元件中的狀態值傳送到主站輸入、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值傳送到主站QCPU輸入、輸出軟元件中。

3.3.2 遠程寄存器的設定

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

4 結束語

總之，CC-Link總線技術使用簡單、性能卓越。合理地運用該技術能夠切實提高生產線的生產效率。在實際應用中，該技術總的表現為自動化生產線成本降低，可靠性提高；具體表現為CC-Link總線搭建的控制網絡具有高可靠性和互操作的特點，增強了生產線的可維護性，提高了數據采集的智能化，提升了自動化生產線各個自動化設備單元間通信的實時性和準確性，使得自動生產線的生產效率得到了顯著提高，很好地完成預定的控制任務。本文作此研究，為基于CC-Link 總線的技術在自動化生產領域更大范圍的運用奠定基礎。

參考文獻

[1]余貞金.基于CC-LINK現場總線的PLC控制系統研究與設計[D].武漢：武漢理工大學，2010.

[2]范金玲，王月芹.基于CC-LINK現場總線的自動化生產線組網[J].內江科技，2013（02）.

〔編輯：劉曉芳〕