一種支持CC-Link總線協議 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是一種開放式現場總線協議,其數據容量大,通信速度多級可選,是工控領域常用的總線協議之一,但在復雜的現場應用環境中,有些工控設備不支持CC-Link總線協議,本文提供一種支持CC-Link總線協議的解決方案,用于解決現場應用中的“痛點”。

1 CC-Link介紹

CC-Link(Control&Communication Link,控制與通信鏈路系統),是三菱電機新近推出的開放式現場總線,其數據容量大,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整個一層網絡可由1個主站和64個從站組成。網絡中的主站由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、閥門等現場儀表設備,且可實現從CC-Link到AS-I總線的聯接。CC-Link具有高速的數據傳輸速度,最高可達10Mb/s。CC-Link的底層通信協議遵循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。

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圖1 多產品通過 CC-Link 總線鏈接示意圖

2 硬件說明(如表1所示)。

PLC.png

表1 配置清單

3 硬件接線說明

轉換模塊的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,需要和轉換模塊軟件中設置的波特率一致。

轉換模塊的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。

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圖2 實物圖&各模塊連接示意圖

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圖3 CC-Link轉換模塊接口引腳定義

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圖4 轉換模塊配置

4 參數配置

從擴展CC-Link總線協議解決方案來看,一共有三大部分需要進行參數設置:三菱PLC、CC-Link轉Modbus TCP模塊、設備。

對于三菱PLC需要進行CC-Link主站的參數設置,對于CC-Link轉Modbus TCP模塊需要進行CC-Link從站的參數設置、Modbus TCP從站的參數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接口函數即可。

注意:保證三菱PLC、CC-Link轉Modbus TCP模塊、設備處于同一網段內。

4.1 轉換模塊設置

CC-Link轉Modbus TCP模塊選用的是德國赫優訊的NT50-CC-EN網關;

● 步驟1:安裝SYCONnet軟件驅動程序,打開Ethernet Device Setup。點擊Search Devices按鈕,搜索網關。如果網關的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,掃描到網關軟件后,勾選網關,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重新為網關設置IP;

● 步驟3:配置CC-Link從站參數。右擊選擇網關圖標,在彈出的菜單欄中選擇Configuration->CC-Link Slave。在CC-Link Slave頁面進行參數配置。在配置CC—Link Slave參數頁面中,主要配置以下幾個參數:1)Baudrate(CC-Link波特率);2)CC-Link version(CC-Link版本);3)Number of stations(占用站數);4)Extension cycles(擴展循環設置);

● 步驟4:配置Modbus TCP參數。右擊選擇網關圖標,在彈出的菜單欄中選擇Configuration->Open Modbus/TCP。機器人作為Modbus TCP主站,轉換模塊作為Modbus TCP從站,在Modbus TCP參數頁面中;

● 步驟5:進行信號映射設置。右擊選擇網關,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)中會發現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)、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:將已經設置好的參數下載到轉換模塊中。右擊網關圖標,選擇Download選項。至此,轉換模塊的參數已經配置完畢,重啟轉換模塊。

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圖5 PLCCC-Link設置

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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,選擇網絡參數->CC-Link。在CC-Link頁面中,需要對以下參數進行設置:1)起始I/O號:該參數需要查詢當前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:1)站類型:需要與轉換模塊中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)擴展循環設置:需要與轉換模塊中CC-Link Slave頁面的Extension cycles(擴展循環設置)一致。Extension cycles(擴展循環設置)設置為Single(1倍),所以選擇1倍設置;3)占用站數:需要與轉換模塊中CC-Link Slave頁面的Number of stations(占用站數)一致。Number of stations(占用站數)設置為2,所以選擇占用2站;

●步驟3:PLC的參數已經配置完畢,將參數寫入PLC中并重啟PLC。

4.3 設備端設置

經過轉換模塊的轉換功能,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接口函數讀取修改PLC端的寄存器D。

5 結束語

本文提供的解決方案在實際案例中已經得到應用,可穩定地與其他CC-Link設備之間進行數據交互,已形成標準解決方案,并已經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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