基于CC―Link網(wǎng)絡(luò)的PLC控制系統(tǒng)

0 引 言
隨著計(jì)算機(jī)信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的飛速發(fā)展，以PLC為核心的工業(yè)控制系統(tǒng)也向著大規(guī)模、網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展。各PLC生產(chǎn)企業(yè)都開(kāi)發(fā)有自己的網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品，并不斷增強(qiáng)其網(wǎng)絡(luò)的聯(lián)接能力。三菱公司的工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品很豐富，可以構(gòu)成各種檔次的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，以適用于各種層次的工業(yè)自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)的不同需求。其最具代表性的三種網(wǎng)絡(luò)為：信息與管理層的以太網(wǎng)(Ethernet)、管理與控制層的局域令牌網(wǎng)(ELSECNET／H)、CC一Link開(kāi)放式現(xiàn)場(chǎng)總線設(shè)備網(wǎng)。本文僅對(duì)CC―Link開(kāi)放式現(xiàn)場(chǎng)總線設(shè)備網(wǎng)進(jìn)行研究。

1 CC―Link網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)及功能
1．1 CC―Link網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)
CC―Link(ControlCommurlication Link，控制與通信鏈路系統(tǒng))，是三菱電機(jī)新近推出的開(kāi)放式現(xiàn)場(chǎng)總線，其數(shù)據(jù)容量大，通信速度多級(jí)可選擇，而且它是一個(gè)復(fù)合的、開(kāi)放的、適應(yīng)性強(qiáng)的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，能夠適應(yīng)于較高的管理層網(wǎng)絡(luò)到較低的傳感器層網(wǎng)絡(luò)的不同范圍。CC―Link是一個(gè)以設(shè)備層為主的網(wǎng)絡(luò)，一般情況下，CC―Link整個(gè)一層網(wǎng)絡(luò)可由1個(gè)主站和64個(gè)從站組成。網(wǎng)絡(luò)中的主站由PLC擔(dān)當(dāng)，從站可以是遠(yuǎn)程I／O模塊、特殊功能模塊、帶有CPU和PLC本地站、人機(jī)界面、變頻器及各種測(cè)量?jī)x表、閥門(mén)等現(xiàn)場(chǎng)儀表設(shè)備。且可實(shí)現(xiàn)從CC―Link到AS―I總線的聯(lián)接。CC―Link具有高速的數(shù)據(jù)傳輸速度，最高可達(dá)10 Mb／s。CC―Link的底層通信協(xié)議遵循RS 485，一般情況下，CC―Link主要采用廣播一輪詢的方式進(jìn)行通信，CC―Link也支持主站與本地站、智能設(shè)備站之間的瞬間通信。
1．2 CC―Link網(wǎng)絡(luò)的功能
CC―Link網(wǎng)絡(luò)具有完善的RAS(Reliability，A―vailability，Serviceability)功能。即自動(dòng)返回、切斷從站、通過(guò)鏈接繼電器／寄存器的錯(cuò)誤檢測(cè)功能。

2 CC―Link總線通信
2．1 CC―Link的通信原理
CC―Link的通信形式可分為2種方式：循環(huán)通訊和瞬時(shí)傳送。循環(huán)通訊意味著不停地進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。各種類型的數(shù)據(jù)交換即遠(yuǎn)程輸入RX，遠(yuǎn)程輸出RY和遠(yuǎn)程寄存器RWr，RWw。一個(gè)從站可傳遞的數(shù)據(jù)容量依賴于所占據(jù)的虛擬站數(shù)。占據(jù)一個(gè)從站意味著適合32位RX和／或RY，并以每4個(gè)字進(jìn)行重定向。如果一個(gè)裝置占據(jù)兩個(gè)虛擬站，那么它的數(shù)據(jù)容量就擴(kuò)大了一倍。除了循環(huán)通信，CC―Link還提供主站、本地站及智能裝置站之間傳遞信息的瞬時(shí)傳送功能。信息從主站傳遞到從站，信息數(shù)據(jù)將以150 B為單位分割，并以每批150 B傳遞。若從從站傳遞到主站或其他從站，每批信息數(shù)據(jù)最大為34 B。瞬時(shí)傳送需要由專用指令FROM／TO來(lái)完成，瞬時(shí)傳送不會(huì)影響循環(huán)通信的時(shí)間。限于篇幅，本文只介紹了主站與遠(yuǎn)程設(shè)備站之間的通信關(guān)系，其通信關(guān)系如圖1所示。主站與遠(yuǎn)程設(shè)備站之間的通信原理如下：
(1)PLC系統(tǒng)電源接通時(shí)，PLC CPU中的網(wǎng)絡(luò)參數(shù)傳送到主站，CC―Link系統(tǒng)自動(dòng)啟動(dòng)；
(2)遠(yuǎn)程設(shè)備站的遠(yuǎn)程輸入RX自動(dòng)儲(chǔ)存在主站的“遠(yuǎn)程輸入RX”緩沖存儲(chǔ)器中；
(3)儲(chǔ)存在“遠(yuǎn)程輸入RX”緩沖存儲(chǔ)器中的輸入狀態(tài)儲(chǔ)存到用自動(dòng)刷新參數(shù)設(shè)置的CPU軟元件中；
(4)用自動(dòng)刷新參數(shù)設(shè)置的CPU軟元件開(kāi)／關(guān)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在“遠(yuǎn)程輸出RY”緩沖存儲(chǔ)器中；
(5)根據(jù)“遠(yuǎn)程輸出RY”緩沖存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)的輸出狀態(tài)，遠(yuǎn)程輸出RY自動(dòng)設(shè)定為開(kāi)／關(guān)(每次鏈接掃描的時(shí)候)；
(6)用自動(dòng)刷新參數(shù)設(shè)置的CPU軟元件的傳送數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在“遠(yuǎn)程寄存器RWw”緩沖存儲(chǔ)器中；
(7)存儲(chǔ)在“遠(yuǎn)程寄存器RWw”緩沖存儲(chǔ)器中的數(shù)據(jù)自動(dòng)送到每個(gè)遠(yuǎn)程設(shè)備站的遠(yuǎn)程寄存器RWw中；
(8)遠(yuǎn)程設(shè)備站的遠(yuǎn)程寄存器RWr的數(shù)據(jù)自動(dòng)存儲(chǔ)在主站的“遠(yuǎn)程寄存器RWr”緩沖存儲(chǔ)器中；
(9)存儲(chǔ)在“遠(yuǎn)程寄存器RWr”緩沖存儲(chǔ)器中的遠(yuǎn)程設(shè)備站的遠(yuǎn)程寄存器RWr數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在用自動(dòng)刷新參數(shù)設(shè)置的CPU軟元件中。
2．2 CC―Link通信的初始化
CC―Link通信的初始化實(shí)際上就是指CC―Link的網(wǎng)絡(luò)參數(shù)設(shè)置。網(wǎng)絡(luò)參數(shù)指：站的信息和站號(hào)。通信的初始化對(duì)于啟動(dòng)數(shù)據(jù)鏈接非常重要，CC―Link通信初始化設(shè)置方法只要在三菱GPPW編程軟件的網(wǎng)絡(luò)配置菜單中設(shè)置相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)參數(shù)，遠(yuǎn)程I／O信號(hào)就可自動(dòng)刷新到CPU內(nèi)存，還能自動(dòng)設(shè)置CC―Link遠(yuǎn)程元件的初始參數(shù)。