如何在教學中實現CC—Link網絡通訊

邱利軍+師寧

摘 要：本文就日常教學中，如何解決CC-Link網絡通訊問題進行了分析，從硬件、軟件等方面論述了實現CC-Link網絡通訊的方法，并總結了該方法給教學帶來的優勢。文章對網絡通訊方向的課程教學提供一定的借鑒性。

關鍵詞：CC-Link 主站 從站 網絡通訊

CC-Link網絡通訊是日本三菱電機公司主推的一種基于PLC系統的現場總線，它的功能遠遠優于N：N網絡通訊，在實際工程中顯示出強大的生命力，特別是在制造業得到廣泛的應用。為了適應社會的需要，實現教學與工作崗位的無縫對接，CC-Link網絡通訊的設計與實現納入了高級維修電工教學的內容。在課堂有限的時間內盡快讓學生學懂、會用，是教學設計的主要任務。CC-Link網絡通訊是建立在N：N網絡通訊的基礎上，因此學會N：N網絡通訊是至關重要的。由N：N網絡通訊可知，不同的網絡通訊需要有相應的硬件鏈接、參數設置、軟件設置等事項。

一、CC-Link網絡通訊硬件鏈接

1.CC-Link網絡通訊的硬件選用

N：N網絡通訊的硬件是建立在RS485-BD板基礎上的通信連接，FX1N、FX2N、FX3U的PLC都有各自的RS485-BD通信板進行互相鏈接，實現半雙工通信方式。CC-Link網絡通訊是全雙工通信方式，通訊硬件比RS485-BD板復雜。

在教學中，選用Q系列PLC擔任，兩臺是FX3U系列PLC擔任從站，實現三臺PLC之間的主從通訊。CC-Link網絡通訊主站通訊模塊硬件選用QJ61BT11，兩從站CC-Link網絡通訊接口模塊硬件采用FX2N-32CCL網絡通訊接口模塊。

2.QJ61BT11N 和FX2N-32CCL網絡通訊接口模塊的連接

硬件選擇確定后，保證正確接線是實現CC-LINK網絡通訊關鍵。在教學中重點要強調，采用三芯絞屏蔽電纜把它們連接起來。用普通導線連接在實驗室通訊可以，但在工業現場由于電磁干擾等因素，會導致無法通訊。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網絡通訊主站接口模塊和最后一個從站FX2N-32CCL網絡通訊接口模塊的DA端子與DB端子之間接入一個110歐姆或330歐姆的專用通訊電阻；中間的從站FX2N-32CCL網絡通訊接口模塊不用接入專用通訊電阻。

3.參數的設置

CC-Link網絡通訊接口模塊除了接線要保證正確外，還需要設置通訊參數，包括各站的站號參數、各站所占用的站數參數和通訊速率參數。CC-LINK 現場總線通訊主站接口模塊QJ61BT11站點編號必須設置為“00”，傳送速率/模式設置開關可以設置為“0”（傳送速率/模式設置開關比須與后面各從站選擇在同一當上，否則無法通訊），即傳送速率為156kbps。CC-LINK網絡通訊從站1的站號為“1”，從站2的接口模塊FX2N-32CCL的站號設置，要取決于主站與從站數據交換緩沖區的大小。如果數據交換緩沖區為64點，從站1接口模塊FX2N-32CCL的站號設置為“3”；占用站數選為“2”，即一個站為32點，64點交換數據，就是占用了2個站點。如果通訊時交換數據量較大，數據交換緩沖區為128點，從站2的站號就要設置為“5”，傳送速率/模式設置開關設置為“0”，即傳送速率為156kbps，占用站數選為“4”。所以CC-Link現場總線通訊的PLC個數取決于每個從站于主站的交換數據的大小，由于主站最大交換數據緩沖區位4096點，因此限制了CC-Link現場總線通訊的PLC最多是64臺PLC。

二、CC-Link網絡通訊軟件設置

1.參數設置

CC-Link網絡通訊的硬件接口模塊選擇正確、接線無誤、參數設置完成后就要考慮軟件設置。軟件設置包括在編程軟件中設置站地址、定義數據緩存區的范圍以及各站接收、發送信號的首地址。

以三臺PLC通訊為例，假設主站占號為“0”，兩個從站站號分別為“1”“3”。這樣主站就有64個內部繼電器實時能將主站的狀態傳送給從站1，從站1就有64個對應的內部繼電器接收主站的狀態；從站1還有另外64個內部繼電器能將從站1的狀態傳送給主站，主站就有64個相對應的內部繼電器接收從站1的狀態；從站2同理。也就是說從站1、2兩個站分別有128個內部繼電器是和主站進行狀態交換。除了這128個內部繼電器外的其他繼電器，才是從站1或從站2自己使用的內部繼電器。另外，每個從站還有8個數據交換區。所以，主站要有256個內部繼電器用于與兩個從站交換狀態，16個數據區與兩個從站交換數據。交換數據緩存區的范圍需要在主站編程時預先設置。

總結如下：N：N網絡通信的站號、設置刷新范圍模式都在軟件中設置；CC-LINK網絡通訊的站號、數據的緩存區的范圍等信息在加硬件、軟件中都要設置，且軟、硬件設置要統一。

2.數據交換緩存區首地址的設置

編寫出通訊程序時，主站與從站1、從站2交換數據的緩存區的范圍與硬件設置同一，交換數據的緩存區的起始點要求與CC-Link“網絡參數”中設置的起始點相統一。

（1）主站數據交換緩存區地址設置。例如在從站網絡通訊接口模塊FX2N-32CCL上分別設置兩個從站站號分別為“1” “3”，則在CC-Link“網絡參數”的“站信息”就要設置為“2”。主站交換數據的緩存區的遠程輸入RX起始地址設置為M112，遠程輸出RY起始地址設置為M400，表示從M112開始的64個點接收從站1的信號，從M176開始的64個點接收從站2的信號，主站M400開始的64個點信號發送到從站1，主站M464開始的64個點信號發送到從站2。這樣主站就可以和從站之間進行主從通訊了。endprint

（2）從站1數據交換緩存區地址設置。通訊時，選擇FX3UMR-16的PLC作為從站1，接收主站的命令。編寫的程序，其中FROM K0 K0 K4M200 K4是主站傳給從站1的數據從M200接收，主站M400開始的64個點信號狀態對應地發送到接從站1PLC的M200開始的64點信號。T0 K0 K0 K4M500 K4是從站1從M500開始的64個點信號狀態對應地傳回主站M112開始的64點信號。

（3）從站2數據交換緩存區地址設置。選擇FX3UMT-16的PLC作為從站2，接收主站的命令。編寫的程序FROM K0 K0 K4M200 K4是主站傳給從站2的數據從M200接收，M200對應地接收主站M464開始的64點信號狀態。T0 K0 K0 K4M600 K4是從站2從M600開始傳回主站M176開始的64個點的狀態，M501的數據應該傳到M241。

綜上所述，主站的X0接通主站的內部繼電器M400，則從站1的M200接通，M200再控制從站的輸出點即實現主站控制從站1的功能。同理，可實現主站控制從站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網絡通訊未能實現的主要原因

CC-Link網絡通訊不能成功，主要應查找以下原因：檢查硬件接口選擇是否正確，檢查硬件接口站地址、傳輸速率設置以及硬件接線是否正確，檢查CC-Link網絡通訊軟件中參數設置與硬件參數設置是否匹配，檢查各站數據交換緩存區首地址設置是否正確。

通訊接口選擇正確，接線無誤，參數設置合理，CC-Link網絡通訊還是簡單易行的。

四、小結

通過CC-Link網絡通訊的軟件、硬件的對比不難看出，CC-LINK網絡通訊從通訊速率、通訊范圍、通訊功能等方面遠遠優于N：N網絡通訊。

在教學中有效地解決了下幾個問題。

第一，按照教學的螺旋上升規律，先講清楚N：N網絡通訊且實現后再講CC-Link網絡通訊，前者是網絡通訊的基礎。

第二，CC-Link網絡通訊傳輸速率可根據需要調整，能實現全雙工通訊，最多64臺PLC同時通訊，應用領域更加廣泛。N：N網絡通訊簡單、易學，操作很容易實現，成本低廉，但傳輸速率固定為38400pbs，只能實現半雙工通訊，且僅限于8臺PLC之間的通訊。

第三，CC-Link網絡通訊的數據交換存儲區是該網絡通訊實現全雙工通訊的基礎，也是此項目教學中的重點和難點。學生一旦弄明白CC-Link網絡通訊，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，軟件是核心。有效地利用軟件控制硬件部分，是保證CC-Link網絡通訊成功的關鍵。

總之，可以根據學生的具體情況和學時數調整教學內容。

參考文獻：

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[2]張豪.三菱PLC應用案例解析[M].北京：中國電力出版社，2012.

[3]李江全.三菱PLC通信與控制應用編程實例[M].北京：中國電力出版社，2012.

（作者單位：北京電子科技職業學院機電工程學院）endprint