基于CC―Link網(wǎng)絡的PLC控制系統(tǒng)

0 引 言
隨著計算機信息網(wǎng)絡技術(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)絡化方向發(fā)展。各PLC生產(chǎn)企業(yè)都開發(fā)有自己的網(wǎng)絡產(chǎn)品，并不斷增強其網(wǎng)絡的聯(lián)接能力。三菱公司的工業(yè)控制網(wǎng)絡產(chǎn)品很豐富，可以構(gòu)成各種檔次的網(wǎng)絡系統(tǒng)，以適用于各種層次的工業(yè)自動化網(wǎng)絡的不同需求。其最具代表性的三種網(wǎng)絡為：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開放式現(xiàn)場總線設備網(wǎng)。本文僅對CC―Link開放式現(xiàn)場總線設備網(wǎng)進行研究。

1 CC―Link網(wǎng)絡的特點及功能
1．1 CC―Link網(wǎng)絡的特點
CC―Link(ControlCommurlication Link，控制與通信鏈路系統(tǒng))，是三菱電機新近推出的開放式現(xiàn)場總線，其數(shù)據(jù)容量大，通信速度多級可選擇，而且它是一個復合的、開放的、適應性強的網(wǎng)絡系統(tǒng)，能夠適應于較高的管理層網(wǎng)絡到較低的傳感器層網(wǎng)絡的不同范圍。CC―Link是一個以設備層為主的網(wǎng)絡，一般情況下，CC―Link整個一層網(wǎng)絡可由1個主站和64個從站組成。網(wǎng)絡中的主站由PLC擔當，從站可以是遠程I／O模塊、特殊功能模塊、帶有CPU和PLC本地站、人機界面、變頻器及各種測量儀表、閥門等現(xiàn)場儀表設備。且可實現(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行通信，CC―Link也支持主站與本地站、智能設備站之間的瞬間通信。
1．2 CC―Link網(wǎng)絡的功能
CC―Link網(wǎng)絡具有完善的RAS(Reliability，A―vailability，Serviceability)功能。即自動返回、切斷從站、通過鏈接繼電器／寄存器的錯誤檢測功能。

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)通訊和瞬時傳送。循環(huán)通訊意味著不停地進行數(shù)據(jù)交換。各種類型的數(shù)據(jù)交換即遠程輸入RX，遠程輸出RY和遠程寄存器RWr，RWw。一個從站可傳遞的數(shù)據(jù)容量依賴于所占據(jù)的虛擬站數(shù)。占據(jù)一個從站意味著適合32位RX和／或RY，并以每4個字進行重定向。如果一個裝置占據(jù)兩個虛擬站，那么它的數(shù)據(jù)容量就擴大了一倍。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。瞬時傳送需要由專用指令FROM／TO來完成，瞬時傳送不會影響循環(huán)通信的時間。限于篇幅，本文只介紹了主站與遠程設備站之間的通信關(guān)系，其通信關(guān)系如圖1所示。主站與遠程設備站之間的通信原理如下：
(1)PLC系統(tǒng)電源接通時，PLC CPU中的網(wǎng)絡參數(shù)傳送到主站，CC―Link系統(tǒng)自動啟動；
(2)遠程設備站的遠程輸入RX自動儲存在主站的“遠程輸入RX”緩沖存儲器中；
(3)儲存在“遠程輸入RX”緩沖存儲器中的輸入狀態(tài)儲存到用自動刷新參數(shù)設置的CPU軟元件中；
(4)用自動刷新參數(shù)設置的CPU軟元件開／關(guān)數(shù)據(jù)存儲在“遠程輸出RY”緩沖存儲器中；
(5)根據(jù)“遠程輸出RY”緩沖存儲器中存儲的輸出狀態(tài)，遠程輸出RY自動設定為開／關(guān)(每次鏈接掃描的時候)；
(6)用自動刷新參數(shù)設置的CPU軟元件的傳送數(shù)據(jù)存儲在“遠程寄存器RWw”緩沖存儲器中；
(7)存儲在“遠程寄存器RWw”緩沖存儲器中的數(shù)據(jù)自動送到每個遠程設備站的遠程寄存器RWw中；
(8)遠程設備站的遠程寄存器RWr的數(shù)據(jù)自動存儲在主站的“遠程寄存器RWr”緩沖存儲器中；
(9)存儲在“遠程寄存器RWr”緩沖存儲器中的遠程設備站的遠程寄存器RWr數(shù)據(jù)存儲在用自動刷新參數(shù)設置的CPU軟元件中。
2．2 CC―Link通信的初始化
CC―Link通信的初始化實際上就是指CC―Link的網(wǎng)絡參數(shù)設置。網(wǎng)絡參數(shù)指：站的信息和站號。通信的初始化對于啟動數(shù)據(jù)鏈接非常重要，CC―Link通信初始化設置方法只要在三菱GPPW編程軟件的網(wǎng)絡配置菜單中設置相應的網(wǎng)絡參數(shù)，遠程I／O信號就可自動刷新到CPU內(nèi)存，還能自動設置CC―Link遠程元件的初始參數(shù)。