论文部分内容阅读
摘 要：本文主要介绍了CC-Link总线网络在轮胎均匀性试验系统中的应用。通过网络通信的系统配置，介绍了模块软硬件的设置。
关键词：CC-Link； PLC； 主站； 远程I/O； 本地站
一、CC-Link概述
CC-Link（Control & Communication Link）总线是三菱电机推出的开放式现场总线，是一个适用性强的网络系统。适用范围从较高的管理层网络到较低的传感器网络，解决的工业现场配线复杂的问题，同时还有较高的兼容性和抗干扰的性能。
CC-Link总线网络系统由主站、本地站和远程站组成。其中，主站控制连接在CC-Link网络上的所有子站，每个CC-link系统中必须要有一个主站，还可以有一个备用主站；本地站是有一个PLC的CPU并能够与主站和其他本地站进行通信的站；远程站是远程I/O站和远程装置站的统称，远程I/O站是只处理位数据（开关量）的远程站，而远程设备站可以实现开/关量（位数据）和数字量（字数据）的相互交换。通过CC-Link专用电缆将主站模块、本地站模块、智能功能模块和远程控制模块依次连接起来，利用总线技术实现PLC与智能设备站之间、远程I/O之间的数据交换；实现PLC对现场设备的监控（如实现信号采集、系统各分部间设备的协调控制以及报警处理、故障等）。
在CC-Link网络中，主站PLC与其他本地站PLC和远程I/O组成的远程站之间能够通过瞬时传输和循环传输两种方式来执行数据通信。通信分为三个阶段：初始循环、刷新循环和恢复循环。第一阶段是建立主、从站数据链接的过程，即在刚上电之后，主站轮询，从站给出响应，作为总线系统的传输测试；第二个阶段执行主站和从站的数据通信；恢复循环是指对未建立数据连接的从站建立数据连接。主站对该从站执行测试传输，该从站给出响应。
二、CC-Link系统在轮胎均匀性试验机中的作用
YLJP-J1326型轿车轮胎均匀性试验机由五个工位组成：第一工位为入口分隔工位，第二工位为润滑工位，第三工位为均匀性测试工位，第四工位为打标工位，第五工位为分级工位。在轮胎均匀性试验机中各个工位都能独立完成本部分的控制任务，但如果彼此之间没有通信，就会产生下列问题：
（1）前一工位是否已经完成工作，后面的工位无法判断，导致各工位之间无法顺畅连接，必须人为的进行操作和干预，不能实现整个机器的自动化控制。
（2）单个轮胎在各工位的工作时间不同，如果各工位之间不能通信，不能实现机器整体上的协调控制，不能达到各工位工作节奏的统一。
（3）如果某一工位出现故障，需要前面的工位停机直至故障排除。如果各工位之间没有通信，则故障信息不能在各工位之间传递，致使故障不能及时解决而造成更大的损失。
（4）测试机中的远程输入、输出模块和PLC之间要实现现场的开关量输入（传感器）、开关量输出（开关器件、电磁阀）采集和传输。
综上所述，为了更好的实现各工位之间的通信，实现整个机器的联动和协调运行，需要构建CC-Link总线系统。
三、系统配置
YLJP-J1326型轿车轮胎均匀性试验机PLC系统采用日本三菱电机Q系列高性能PLC和运动控制173HCPU共同控制设备的各个动作过程，实现入口分隔、润滑、测试和打标等功能。现场信号采集、控制采用三菱公司的现场总线控制系统即CC-Link总线来实现，CC-Link总线控制9个现场I/O分站：1#、2#分站安装于主操作箱中，该箱安装有触摸屏、控制按钮和指示灯，用于显示系统状态，显示测试结果，控制系统运行方式。该箱安装在现场系统一侧，便于边观察系统运行，边进行操作；3#分站安装于润滑工位分线箱、8#打标/分级工位分线箱中，用于实时采集现场的光电开关、接近开关、磁性开关等开关量信号、完成控制功能，且便于现场接线；6#、7#分站用于液压伺服控制器的定位控制；10#、11#、12#，13#分站为阀岛，4个阀岛均安装在气控柜中，用于控制挡块、定中心支臂等气缸驱动设备。 为实现CC-Link网络的通信，需要对系统进行运行的设置。包括硬件设置和软件设置。
1.硬件设置包括硬件测试、连接电缆和设置开关。
第一步是硬件测试是检查模块自身是否能正常工作，每个模块在接线前也要进行测试。
首先是将作为主/本地模块附件终端电阻接在DA和DB之间。
然后接通电源之前检查模块的安装状态、输入电源电压，验证CPU的“RUN/STOP”开关打在“STOP”上，CPU的“RESET”开关打在中间位置。
然后将主模块/本地模块的“传送速率/模式设置”开关设置“A到E”，本系统中选用的A，保持传送速率与系统运行时一样。
然后接通电源，将“RESET”开关打在“RESET”侧后再打到中间位置，这时“MST”LED灯会闪烁，表示正在进行测试。测试后如果CPU“ERR”LED闪烁则是正常，如果“MST”LED亮起且“ERR”LED闪烁则是异常。
第二步是线路连接，使用CC-Link专用电缆完成主模块与远程I/O之间的连线及24V直流电源的线路连接。
第三步是在主模块、本地模块和远程模块上设置开关，包括站号设置和传送速率/模式设置。
2.软件设置包括参数和程序。
进行完硬件连接后，需要进行相关参数设置才能完成通信过程。参数包括网络参数和自动刷新参数。网络参数是在主模
块上设置连接模块数、重试次数，自动恢复模块数等。数据是在CC-Link的软元件（RX/RY等）和CPU软元件（X/Y/M/D等）之间更新的，这需要设置自动刷新参数。自动刷新参数和网络参数在编程软件中设置。
这些参数的设置使得实际通信中，本地站PLC控制的远程I/O地址在CC-Link网络中得以统一设置。同时，对于远程I/O的状态，主站PLC可直接采集和控制。但本地站PLC程序中控制的远程I/O数据则需要通过本地站与主站的CC-Link通信传送得到。本系统中用到的通信是在CC-Link主站与CC-Link远程I/O站之间，以及CC-Link主站和CC-Link本地站之间。
参考文献
[1] 三菱电机自动化课程 天津大学电气与自动化工程学院 张靖宇
[2] 开放式现场总线CC-Link在计量配料中的应用
[3] CC-Link网络及其应用 庄志慧
关键词：CC-Link； PLC； 主站； 远程I/O； 本地站
一、CC-Link概述
CC-Link（Control & Communication Link）总线是三菱电机推出的开放式现场总线，是一个适用性强的网络系统。适用范围从较高的管理层网络到较低的传感器网络，解决的工业现场配线复杂的问题，同时还有较高的兼容性和抗干扰的性能。
CC-Link总线网络系统由主站、本地站和远程站组成。其中，主站控制连接在CC-Link网络上的所有子站，每个CC-link系统中必须要有一个主站，还可以有一个备用主站；本地站是有一个PLC的CPU并能够与主站和其他本地站进行通信的站；远程站是远程I/O站和远程装置站的统称，远程I/O站是只处理位数据（开关量）的远程站，而远程设备站可以实现开/关量（位数据）和数字量（字数据）的相互交换。通过CC-Link专用电缆将主站模块、本地站模块、智能功能模块和远程控制模块依次连接起来，利用总线技术实现PLC与智能设备站之间、远程I/O之间的数据交换；实现PLC对现场设备的监控（如实现信号采集、系统各分部间设备的协调控制以及报警处理、故障等）。
在CC-Link网络中，主站PLC与其他本地站PLC和远程I/O组成的远程站之间能够通过瞬时传输和循环传输两种方式来执行数据通信。通信分为三个阶段：初始循环、刷新循环和恢复循环。第一阶段是建立主、从站数据链接的过程，即在刚上电之后，主站轮询，从站给出响应，作为总线系统的传输测试；第二个阶段执行主站和从站的数据通信；恢复循环是指对未建立数据连接的从站建立数据连接。主站对该从站执行测试传输，该从站给出响应。
二、CC-Link系统在轮胎均匀性试验机中的作用
YLJP-J1326型轿车轮胎均匀性试验机由五个工位组成：第一工位为入口分隔工位，第二工位为润滑工位，第三工位为均匀性测试工位，第四工位为打标工位，第五工位为分级工位。在轮胎均匀性试验机中各个工位都能独立完成本部分的控制任务，但如果彼此之间没有通信，就会产生下列问题：
（1）前一工位是否已经完成工作，后面的工位无法判断，导致各工位之间无法顺畅连接，必须人为的进行操作和干预，不能实现整个机器的自动化控制。
（2）单个轮胎在各工位的工作时间不同，如果各工位之间不能通信，不能实现机器整体上的协调控制，不能达到各工位工作节奏的统一。
（3）如果某一工位出现故障，需要前面的工位停机直至故障排除。如果各工位之间没有通信，则故障信息不能在各工位之间传递，致使故障不能及时解决而造成更大的损失。
（4）测试机中的远程输入、输出模块和PLC之间要实现现场的开关量输入（传感器）、开关量输出（开关器件、电磁阀）采集和传输。
综上所述，为了更好的实现各工位之间的通信，实现整个机器的联动和协调运行，需要构建CC-Link总线系统。
三、系统配置
YLJP-J1326型轿车轮胎均匀性试验机PLC系统采用日本三菱电机Q系列高性能PLC和运动控制173HCPU共同控制设备的各个动作过程，实现入口分隔、润滑、测试和打标等功能。现场信号采集、控制采用三菱公司的现场总线控制系统即CC-Link总线来实现，CC-Link总线控制9个现场I/O分站：1#、2#分站安装于主操作箱中，该箱安装有触摸屏、控制按钮和指示灯，用于显示系统状态，显示测试结果，控制系统运行方式。该箱安装在现场系统一侧，便于边观察系统运行，边进行操作；3#分站安装于润滑工位分线箱、8#打标/分级工位分线箱中，用于实时采集现场的光电开关、接近开关、磁性开关等开关量信号、完成控制功能，且便于现场接线；6#、7#分站用于液压伺服控制器的定位控制；10#、11#、12#，13#分站为阀岛，4个阀岛均安装在气控柜中，用于控制挡块、定中心支臂等气缸驱动设备。 为实现CC-Link网络的通信，需要对系统进行运行的设置。包括硬件设置和软件设置。
1.硬件设置包括硬件测试、连接电缆和设置开关。
第一步是硬件测试是检查模块自身是否能正常工作，每个模块在接线前也要进行测试。
首先是将作为主/本地模块附件终端电阻接在DA和DB之间。
然后接通电源之前检查模块的安装状态、输入电源电压，验证CPU的“RUN/STOP”开关打在“STOP”上，CPU的“RESET”开关打在中间位置。
然后将主模块/本地模块的“传送速率/模式设置”开关设置“A到E”，本系统中选用的A，保持传送速率与系统运行时一样。
然后接通电源，将“RESET”开关打在“RESET”侧后再打到中间位置，这时“MST”LED灯会闪烁，表示正在进行测试。测试后如果CPU“ERR”LED闪烁则是正常，如果“MST”LED亮起且“ERR”LED闪烁则是异常。
第二步是线路连接，使用CC-Link专用电缆完成主模块与远程I/O之间的连线及24V直流电源的线路连接。
第三步是在主模块、本地模块和远程模块上设置开关，包括站号设置和传送速率/模式设置。
2.软件设置包括参数和程序。
进行完硬件连接后，需要进行相关参数设置才能完成通信过程。参数包括网络参数和自动刷新参数。网络参数是在主模
块上设置连接模块数、重试次数，自动恢复模块数等。数据是在CC-Link的软元件（RX/RY等）和CPU软元件（X/Y/M/D等）之间更新的，这需要设置自动刷新参数。自动刷新参数和网络参数在编程软件中设置。
这些参数的设置使得实际通信中，本地站PLC控制的远程I/O地址在CC-Link网络中得以统一设置。同时，对于远程I/O的状态，主站PLC可直接采集和控制。但本地站PLC程序中控制的远程I/O数据则需要通过本地站与主站的CC-Link通信传送得到。本系统中用到的通信是在CC-Link主站与CC-Link远程I/O站之间，以及CC-Link主站和CC-Link本地站之间。
参考文献
[1] 三菱电机自动化课程 天津大学电气与自动化工程学院 张靖宇
[2] 开放式现场总线CC-Link在计量配料中的应用
[3] CC-Link网络及其应用 庄志慧