一種支持CC-Link總線協(xié)議 的解決方案
文:東莞市李群自動化技術有限公司 談沛2020年第四期
導語:CC-Link是一種開放式現(xiàn)場總線協(xié)議,其數(shù)據(jù)容量大,通信速度多級可選,是工控領域常用的總線協(xié)議之一,但在復雜的現(xiàn)場應用環(huán)境中,有些工控設備不支持CC-Link總線協(xié)議,本文提供一種支持CC-Link總線協(xié)議的解決方案,用于解決現(xiàn)場應用中的“痛點”。
1 CC-Link介紹
CC-Link(Control&Communication 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,而且它是一個以設備層為主的網(wǎng)絡,同時也可覆蓋較高層次的控制層和較低層次的傳感層。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10Mb/s。CC-Link的底層通信協(xié)議遵循RS485,一般情況下,CC-Link主要采用廣播-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。
圖1 多產(chǎn)品通過 CC-Link 總線鏈接示意圖
2 硬件說明(如表1所示)。
表1 配置清單
3 硬件接線說明
轉(zhuǎn)換模塊的CC-Link接口引腳定義如圖3所示,與CC-Link主站的DA、DB、DG、SLD、FG一一完成接線即可。
CC-Link主站模塊的STATION中的設置為CC-Link站號。站號要與轉(zhuǎn)換模塊中設置的站號不一致。CC-Link主站MODE中的設置為波特率,需要和轉(zhuǎn)換模塊軟件中設置的波特率一致。
轉(zhuǎn)換模塊的ADR中的設置為CC-Link站號。站號要與CC-Link主站模塊中設置的站號不一致。
圖2 實物圖&各模塊連接示意圖
圖3 CC-Link轉(zhuǎn)換模塊接口引腳定義
圖4 轉(zhuǎn)換模塊配置
4 參數(shù)配置
從擴展CC-Link總線協(xié)議解決方案來看,一共有三大部分需要進行參數(shù)設置:三菱PLC、CC-Link轉(zhuǎn)Modbus TCP模塊、設備。
對于三菱PLC需要進行CC-Link主站的參數(shù)設置,對于CC-Link轉(zhuǎn)Modbus TCP模塊需要進行CC-Link從站的參數(shù)設置、Modbus TCP從站的參數(shù)設置以及對應的輸入信號、輸出信號以及寄存器的映射,對于機器人而言,需要將PLC的輸入信號、輸出信號進行映射,并使用Modbus TCP接口函數(shù)即可。
注意:保證三菱PLC、CC-Link轉(zhuǎn)Modbus TCP模塊、設備處于同一網(wǎng)段內(nèi)。
4.1 轉(zhuǎn)換模塊設置
CC-Link轉(zhuǎn)Modbus TCP模塊選用的是德國赫優(yōu)訊的NT50-CC-EN網(wǎng)關;
● 步驟1:安裝SYCONnet軟件驅(qū)動程序,打開Ethernet Device Setup。點擊Search Devices按鈕,搜索網(wǎng)關。如果網(wǎng)關的IP Address為0.0.0.0,則點擊Configure進行修改;
● 步驟2:選擇Device Assignment。點擊Scan按鈕,掃描到網(wǎng)關軟件后,勾選網(wǎng)關,并點擊Apply按鈕保存,選擇Settings。Primary network(PortX2)為CC-Link Slave,Secondary network(PortX3)為Open Modbus/TCP。此時在Available Firmware中需要下載對應的固件,點擊Download下載固件(如果在AvailableFirmware中沒有顯示對應的固件,需要點擊Browse手動加載對應的固件,然后點擊Download下載固件)。固件下載完成后,點擊OK按鈕。此時將會彈出警告對話框,如果IP地址變回0.0.0.0,則固件下載成功,如果IP地址沒變回0.0.0.0,則固件下載不成功。固件下載成功后,需要選在Ethernet Device Setup重新為網(wǎng)關設置IP;
● 步驟3:配置CC-Link從站參數(shù)。右擊選擇網(wǎng)關圖標,在彈出的菜單欄中選擇Configuration->CC-Link Slave。在CC-Link Slave頁面進行參數(shù)配置。在配置CC—Link Slave參數(shù)頁面中,主要配置以下幾個參數(shù):1)Baudrate(CC-Link波特率);2)CC-Link version(CC-Link版本);3)Number of stations(占用站數(shù));4)Extension cycles(擴展循環(huán)設置);
● 步驟4:配置Modbus TCP參數(shù)。右擊選擇網(wǎng)關圖標,在彈出的菜單欄中選擇Configuration->Open Modbus/TCP。機器人作為Modbus TCP主站,轉(zhuǎn)換模塊作為Modbus TCP從站,在Modbus TCP參數(shù)頁面中;
● 步驟5:進行信號映射設置。右擊選擇網(wǎng)關,在彈出的菜單欄中選擇Configuration->Gateway。在Gateway中的Navigation area菜單欄中選擇Signal Mapping。打開Signal Mapping頁面后,在PortX2(CC-Link)中會發(fā)現(xiàn)所允許通訊的輸入為24Bytes,輸出為24Bytes。這里首先要了解以下幾個單位的換算:bit(位)、byte(字節(jié))、word(字)。1word=2bytes=16bits。1個輸入信號或者1個輸出信號(I/O)等于1個位(bit),1個寄存器等于1個字(word)。
● 步驟6:將已經(jīng)設置好的參數(shù)下載到轉(zhuǎn)換模塊中。右擊網(wǎng)關圖標,選擇Download選項。至此,轉(zhuǎn)換模塊的參數(shù)已經(jīng)配置完畢,重啟轉(zhuǎn)換模塊。
圖5 PLCCC-Link設置
圖6 PLCCC-Link站信息畫面
4.2 PLC設置
● 步驟1:打開三菱PLC軟件,連接PLC后,選擇網(wǎng)絡參數(shù)->CC-Link。在CC-Link頁面中,需要對以下參數(shù)進行設置:1)起始I/O號:該參數(shù)需要查詢當前PLC的實際硬件IO后進行填寫,不能占用實際硬件IO序號;2)模式設置:設置為遠程網(wǎng)絡(Ver.2模式);3)遠程輸入(RX)、遠程輸出(RY)、遠程寄存器(RWr)、遠程寄存器(RWw):用戶根據(jù)實際情況進行填寫;
● 步驟2:在CC-Link頁面中,點擊站信息按鈕。在CC-Link站信息模塊頁面中,需要配置以下參數(shù):1)站類型:需要與轉(zhuǎn)換模塊中CC-Link Slave頁面的CC-Link version(CCLink版本)一致。CC-Link version(CC-Link版本)設置為2,所以選擇Ver.2遠程設備站;2)擴展循環(huán)設置:需要與轉(zhuǎn)換模塊中CC-Link Slave頁面的Extension cycles(擴展循環(huán)設置)一致。Extension cycles(擴展循環(huán)設置)設置為Single(1倍),所以選擇1倍設置;3)占用站數(shù):需要與轉(zhuǎn)換模塊中CC-Link Slave頁面的Number of stations(占用站數(shù))一致。Number of stations(占用站數(shù))設置為2,所以選擇占用2站;
●步驟3:PLC的參數(shù)已經(jīng)配置完畢,將參數(shù)寫入PLC中并重啟PLC。
4.3 設備端設置
經(jīng)過轉(zhuǎn)換模塊的轉(zhuǎn)換功能,設備端是可以讀取PLC端的輸出信號Y,修改PLC端的輸入信號X以及讀取修改PLC端的寄存器D。
設備可以通過Modbus TCP功能映射PLC端的輸入信號X和輸出信號Y,從而達到讀取PLC端的輸出信號Y,修改PLC端的輸入信號X的效果,但是不能映射PLC端寄存器D。
機器人可以通過Modbus TCP接口函數(shù)讀取修改PLC端的寄存器D。
5 結(jié)束語
本文提供的解決方案在實際案例中已經(jīng)得到應用,可穩(wěn)定地與其他CC-Link設備之間進行數(shù)據(jù)交互,已形成標準解決方案,并已經(jīng)應用在實際項目之中,該解決方案有很強的指導以及實踐意義。
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