宋瀏洋+++邱利軍+++秦海蛟

摘 要：CC-Link控制與通信鏈路系統(tǒng)，是一種可以同時高速處理控制和信息數(shù)據(jù)的現(xiàn)場網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，可以提供高效、一體化的工廠和過程自動化控制。為了實現(xiàn)三菱PLC之間CC-Link通訊，在教學(xué)中，筆者選擇一臺Q00UCPU系列PLC為主站、2臺FX-3UPLC為從站，通過MCGSS觸摸屏控制主站與從站之間的通訊。

關(guān)鍵詞：現(xiàn)場總線 CC-Link通訊 變頻器 模擬量

在網(wǎng)絡(luò)高速發(fā)展的今天，網(wǎng)絡(luò)通訊尤為重要。三菱機(jī)電產(chǎn)品在職業(yè)院校中占有一席之地。本文就筆者在日常教學(xué)中實現(xiàn)三菱3臺PLC之間CC-Link通訊的加以探討。

一、CC-Link通訊現(xiàn)狀及其發(fā)展趨勢

20世紀(jì)90年代，CC-Link通訊被日本的馬自達(dá)、五十鈴、雅馬哈、通用、鈴木等汽車行業(yè)使用，在國內(nèi)諸多重大的工程項目以及典型設(shè)備中也得到了廣泛的應(yīng)用。近年三菱公司又推出了CC-Link/LT、CC-Link Ver.2.0.CC-Link/LT。它比CC-Link具有更高的性價比，可以很好地適應(yīng)不同客戶群體的需求。現(xiàn)場分布式網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用，使得CC-Link在技術(shù)層面變得更加完美，推動了CC-Link通訊的進(jìn)一步發(fā)展。

CC-Link通訊廣泛用于紡織行業(yè)。為了提高勞動生產(chǎn)率和產(chǎn)品質(zhì)量，減輕工人勞動強(qiáng)度，紡織業(yè)完成了基于CC-Link總線控制并條生產(chǎn)車間設(shè)備聯(lián)網(wǎng)，從而提高自動化生產(chǎn)程度。

一、三菱三臺PLC之間CC-Link通訊的設(shè)計方案

在教學(xué)中，筆者以亞龍公司推出的158GA1為教學(xué)載體，具體配置如下：選擇1臺Q00UCPU系列PLC為主站、2臺FX-3UPLC為從站，實現(xiàn)3臺PLC之間CC-Link通訊。在此，通過MCGSS觸摸屏控制主站與從站之間的通訊。具體通訊方案如下。

第一，利用GX-Developer軟件分別編寫三臺PLC的程序。

第二，利用MCGS安裝包_7.7.1.1_V1.4軟件組態(tài)MCGS畫面。

第三，MCGSS觸摸屏直接和主站的Q00UPLC建立連接。

第四，在MCGSS觸摸屏上控制Q00UPLC的運行。

第五，主站Q00U的PLC直接命令作為從站2的FX-3U-32MT（晶體管輸出）PLC延時5s接通。

第六，F(xiàn)X3U-32MT的PLC再延時5s將信號反饋給Q00U的PLC，Q00U的PLC再將信號傳給作為從站1的FX-3U-32MR的PLC。

第七，在從站1的FX3U-32MR基本模塊上添加FX3U-3A-ADP模擬兩模塊，控制三菱變頻器FR-E740-0.75K-CH狀態(tài)和速度，帶動電機(jī)的運行。以上步驟的實現(xiàn)是在CC-Link通訊的基礎(chǔ)工作的，足以證明CC-Link通訊是成功的。

二、三菱三臺PLC之間CC-Link通訊的硬件設(shè)計

1.三菱主站CC-Link通訊接口模塊

三菱主站CC-Link通訊選用QJ61BT11通訊模塊。該通訊模塊是控制和通信鏈接系統(tǒng)主/本地模塊。

2.三菱從站CC-Link通訊接口模塊

FX2N-32CCL作為CC-LINK的遠(yuǎn)程I/O站進(jìn)行使用， 連線采用屏蔽雙絞電纜。

3.QJ61BT11N 和FX2N-32CCL的連接

為了保證CC-LINK通訊成功，通訊線連接至關(guān)重要，通常使用雙絞屏蔽電纜把QJ61BT11N和FX2N-32CCL連接起來。QJ61BT11N和FX2N-32CCL模塊中的3個端子，3個DB端子和3個DG端子分別進(jìn)行連接。FX2N-32CCL擁有兩個DA端子和兩個DB端子，其主要作用是方便連接下一個站點。3個站的SLD端子和專用通訊線的屏蔽層相連。每個站點的連線可從任一站點連接，接線不受站點編號限制。除了連接通訊線外，還需要設(shè)置各站的站號、各站所占用的站數(shù)和通訊速率。主站的CC-LINK通訊接口模塊QJ61BT11的站點編號必須設(shè)置為“00”，傳送速率/模式設(shè)置開關(guān)設(shè)置為“0”，即傳送速率為156kbps。與從站1（FX3U-32MT晶體管輸出的PLC）CC-LINK通訊接口模塊FX2N-32CCL的站號設(shè)置為“5”，傳送速率/模式設(shè)置開關(guān)設(shè)置為“0”，即傳送速率為156kbps，占用站數(shù)選為“4”，即此從站與主站交換數(shù)據(jù)的緩沖區(qū)有128點。

與從站2（FX3U-32MR繼電器輸出的PLC）CC-LINK 通訊接口模塊FX2N-32CCL的站號設(shè)置為“5”，傳送速率/模式設(shè)置開關(guān)設(shè)置為“0”，即傳送速率為156kbps，占用站數(shù)選為“4”，即此從站與主站交換數(shù)據(jù)的緩沖區(qū)有128點。設(shè)定2位旋轉(zhuǎn)開為關(guān)站號，站號設(shè)定根據(jù)需要在1～64，不能超出此范圍，否則會報錯。根據(jù)前面筆者設(shè)置的CC-LINK通訊相關(guān)規(guī)定可以看出，QJ61BT11和FX-2N-32CCL通訊接口參數(shù)設(shè)置主站必須站號為“0”，從站站號分別為“1”“5”。這樣主站就有128個內(nèi)部繼電器能將主站的狀態(tài)傳送給從站1，從站1就有128個對應(yīng)的內(nèi)部繼電器接收主站的狀態(tài)；從站1還有另外128個內(nèi)部繼電器能將從站1的狀態(tài)傳送給主站，主站就有128個相對應(yīng)的內(nèi)部繼電器接收從站1的狀態(tài)；從站2同理。也就是說從站1、2兩個站分有256個內(nèi)部繼電器是和主站進(jìn)行狀態(tài)交換。除了這256個內(nèi)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(nèi)部繼電器。另外，每個從站還有16個數(shù)據(jù)交換區(qū)，所以，主站要有512個內(nèi)部繼電器用于與兩個從站交換狀態(tài)，32個數(shù)據(jù)區(qū)與兩個從站交換數(shù)據(jù)。

三、三菱三臺PLC之間CC-Link通訊的軟件設(shè)計

1.Q系列PLC的編程

組態(tài)Q00J CPU的步驟如下。

第一，點擊打開“MELSOFT Gppw”軟件，選擇創(chuàng)建工程，選擇PLC型號。endprint

第二，點擊“確定”就進(jìn)入編程環(huán)節(jié)，先組態(tài)PLC 參數(shù)，單擊“I/O分配”，點擊“讀取PLC數(shù)據(jù)”，在此時“輸出”“起始Y”那欄填上“0020”地址，在“智能”的“起始XY”寫入00A0。

第三，點擊“檢查”核實無誤之后，點擊“結(jié)束設(shè)置”接著組態(tài)“網(wǎng)絡(luò)參數(shù)”，選擇CC-Link。

第四，組態(tài)“網(wǎng)絡(luò)參數(shù)”里的數(shù)值，其中組態(tài)“站信息設(shè)置”里的“站信息”，最后單擊“檢查”確認(rèn)無誤后單擊“結(jié)束設(shè)置”。

第五，“網(wǎng)絡(luò)參數(shù)”組態(tài)完后，在單擊“檢查”確認(rèn)無誤后單擊“結(jié)束設(shè)置”這樣PLC的通信組態(tài)就完成了，然后點擊下載。

第六，編寫程序。

上述步驟已經(jīng)分配好I/O，可以根據(jù)任務(wù)里的要求來編寫程序。三菱Q系列PLC在這里是主站，負(fù)責(zé)MCGS觸摸屏通訊和與兩臺FX3U的PLC間的數(shù)據(jù)交換，程序很簡單。編寫的三菱Q系列PLC程序，其中，M100是連接MCGS觸摸屏的啟動按鈕，M101是連接MCGS觸摸屏的停止按鈕；M528是主站與從站2的內(nèi)部數(shù)據(jù)的交換；M400是主站與從站1的內(nèi)部數(shù)據(jù)的交換；M241是從站2傳回主站的數(shù)據(jù)。

2.從站2 PLC的編程

FX3UMT的PLC接收主站的命令，編寫的程序如圖4所示。其中FROM、K0、K0、K4M300 K8是主站傳給從站2的數(shù)據(jù)從M300接收，M300接通從站2PLC的Y001，同時延時5s接通M501。T0、K0、K0、K4M500、K8是從站2從M500開始傳回主站的數(shù)據(jù)；M501的數(shù)據(jù)應(yīng)該傳到M241。

3.從站1 PLC的編程

FX3UMR的PLC接收主站的命令，編寫的的程序如圖5所示。其中FROM、K0、K0、K4M300、K8是主站傳給從站1的數(shù)據(jù)從M300接收，M300接通從站1的PLC的Y001。T0、K0、K0、K4M600、K8是從站1從M600開始傳回主站的數(shù)據(jù)。FROM、K0、K8、D300、K16是主站傳給從站1的數(shù)據(jù)，T0、K0、K8、D200、K16是從站1傳回主站的數(shù)據(jù)。特殊內(nèi)部繼電器M8262、M8266是通過FX-3UMR的PLC上3A-ADP模擬量1通道的電壓信號輸出給FR-E740型變頻器的2端子和5端子，最后通過D區(qū)數(shù)據(jù)再反饋到觸摸屏。完成模擬量電壓輸入的控制，可在觸摸屏數(shù)據(jù)輸入的數(shù)值框更改傳輸給變頻器的數(shù)值，如原來是30Hz，現(xiàn)在更改為50Hz；根據(jù)電機(jī)轉(zhuǎn)速的計算公式n=（1-s）60f/P，改變f可改變電機(jī)轉(zhuǎn)速。

四、三菱三臺PLC之間CC-Link通訊的調(diào)試

筆者分別將在電腦上編好的主站Q00U系列PLC程序和從站1的FX3UMR的PLC程序以及從站2的FX3UMT的PLC程序下載到對應(yīng)的PLC中，再將在電腦上制作好的觸摸屏畫面下載到MCGS觸摸屏上。連接Q00U系列PLC和觸摸屏，檢查并確認(rèn)各CC-LINK通訊接口模塊上的各開關(guān)位置正確；通電后，各CC-LINK通訊接口模塊上指示燈正常，然后開始調(diào)試。

第一，在運行畫面中按下啟動按鈕，MCGS觸摸屏上的QPLC和MTPLC指示燈由暗變亮，同時MTPLC的Y001指示燈也會亮；5s后觸摸屏上的MRPLC指示燈亮，同時MRPLC的Y001指示燈也會亮。

第二，在觸摸屏上的“變頻器頻率設(shè)定”輸入框內(nèi)輸入允許范圍內(nèi)的任意頻率值，變頻器以輸入頻率開始運行，并在“變頻器輸出頻率”框內(nèi)顯示輸出該數(shù)值。由于數(shù)據(jù)傳輸?shù)脑?，兩個數(shù)值之間會有微小差別。

第三，在觸摸屏上的“變頻器頻率設(shè)定”輸入框內(nèi)輸入其他數(shù)值，變頻器以新輸入的頻率開始運行，并在“變頻器輸出頻率”框內(nèi)輸出該數(shù)值。

通過調(diào)試可以證明：MCGSS觸摸屏和主站的Q00UPLC建立連接；主站Q00U的PLC控制了作為從站2的FX-3U-32MT（晶體管輸出）PLC延時5s接通；FX3U-32MT的PLC再延時5s將信號反饋給Q00U的PLC，Q00U的PLC再將信號傳給作為從站1的FX3U-32MR（繼電器輸出）的PLC；在從站1的FX3U-32MR基本模塊上的FX3U-3A-ADP模擬量模塊，控制三菱變頻器FR-E740-0.75K-CH運行速度，帶動電機(jī)三相變頻的運行。以上主站Q00UPLC和從站FX-3U-32MT、從站2FX3U-32MR之間的連接是靠CC-Link通訊連接，足以證明CC-Link通訊成功。

五、課程總結(jié)與展望

1.課程總結(jié)

本次課程是以實際工程項目為背景展開研究，主要完成了3臺三菱PLC之間CC-Link通訊的設(shè)計、實現(xiàn)和調(diào)試。主要工作與成果簡述如下。

第一，制作了MCGSS觸摸屏的畫面，并與主站的Q00UPLC建立了連接；在MCGSS觸摸屏上控制Q00UPLC的運行。

第二，編寫了主站Q00U的PLC、從站FX3U-32MT和FX3U-32MRPLC的程序。

第三，設(shè)置了主站和從站CC-Link通訊模塊站號、通訊速率等參數(shù)。

第四，完成了主站和從站CC-Link通訊模塊的連接。

第五，完成了FX3U-32MR、FX3U-3A-ADP模擬量模塊與三菱變頻器FR-E740-0.75K-CH以及三相異步電動機(jī)的接線。

第六，完成了3臺三菱PLC之間CC-Link通訊的調(diào)試。

2.展望

1本次課程中CC-Link通訊的調(diào)試是對遠(yuǎn)程I/O站實現(xiàn)的通訊，還可以對遠(yuǎn)程設(shè)備站實現(xiàn)CC-Link通訊；通過FX3U-32MR可以對三菱變頻器FR-E740-0.75K-CH實現(xiàn)多段速等的控制。總之，可以根據(jù)學(xué)生的具體情況和學(xué)時數(shù)調(diào)整教學(xué)內(nèi)容。

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（作者單位：宋瀏洋、邱利軍，北京電子科技職業(yè)學(xué)院機(jī)電工程學(xué)院；秦海蛟，北京勞動保障職業(yè)學(xué)院）endprint