关于CC—Link通讯在教学中的设计与实现

宋浏洋+++邱利军+++秦海蛟

摘 要：CC-Link控制与通信链路系统，是一种可以同时高速处理控制和信息数据的现场网络系统，可以提供高效、一体化的工厂和过程自动化控制。为了实现三菱PLC之间CC-Link通讯，在教学中，笔者选择一台Q00UCPU系列PLC为主站、2台FX-3UPLC为从站，通过MCGSS触摸屏控制主站与从站之间的通讯。

关键词：现场总线 CC-Link通讯 变频器 模拟量

在网络高速发展的今天，网络通讯尤为重要。三菱机电产品在职业院校中占有一席之地。本文就笔者在日常教学中实现三菱3台PLC之间CC-Link通讯的加以探讨。

一、CC-Link通讯现状及其发展趋势

20世纪90年代，CC-Link通讯被日本的马自达、五十铃、雅马哈、通用、铃木等汽车行业使用，在国内诸多重大的工程项目以及典型设备中也得到了广泛的应用。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具有更高的性价比，可以很好地适应不同客户群体的需求。现场分布式网络的应用，使得CC-Link在技术层面变得更加完美，推动了CC-Link通讯的进一步发展。

CC-Link通讯广泛用于纺织行业。为了提高劳动生产率和产品质量，减轻工人劳动强度，纺织业完成了基于CC-Link总线控制并条生产车间设备联网，从而提高自动化生产程度。

一、三菱三台PLC之间CC-Link通讯的设计方案

在教学中，笔者以亚龙公司推出的158GA1为教学载体，具体配置如下：选择1台Q00UCPU系列PLC为主站、2台FX-3UPLC为从站，实现3台PLC之间CC-Link通讯。在此，通过MCGSS触摸屏控制主站与从站之间的通讯。具体通讯方案如下。

第一，利用GX-Developer软件分别编写三台PLC的程序。

第二，利用MCGS安装包_7.7.1.1_V1.4软件组态MCGS画面。

第三，MCGSS触摸屏直接和主站的Q00UPLC建立连接。

第四，在MCGSS触摸屏上控制Q00UPLC的运行。

第五，主站Q00U的PLC直接命令作为从站2的FX-3U-32MT（晶体管输出）PLC延时5s接通。

第六，FX3U-32MT的PLC再延时5s将信号反馈给Q00U的PLC，Q00U的PLC再将信号传给作为从站1的FX-3U-32MR的PLC。

第七，在从站1的FX3U-32MR基本模块上添加FX3U-3A-ADP模拟两模块，控制三菱变频器FR-E740-0.75K-CH状态和速度，带动电机的运行。以上步骤的实现是在CC-Link通讯的基础工作的，足以证明CC-Link通讯是成功的。

二、三菱三台PLC之间CC-Link通讯的硬件设计

1.三菱主站CC-Link通讯接口模块

三菱主站CC-Link通讯选用QJ61BT11通讯模块。该通讯模块是控制和通信链接系统主/本地模块。

2.三菱从站CC-Link通讯接口模块

FX2N-32CCL作为CC-LINK的远程I/O站进行使用， 连线采用屏蔽双绞电缆。

3.QJ61BT11N 和FX2N-32CCL的连接

为了保证CC-LINK通讯成功，通讯线连接至关重要，通常使用雙绞屏蔽电缆把QJ61BT11N和FX2N-32CCL连接起来。QJ61BT11N和FX2N-32CCL模块中的3个端子，3个DB端子和3个DG端子分别进行连接。FX2N-32CCL拥有两个DA端子和两个DB端子，其主要作用是方便连接下一个站点。3个站的SLD端子和专用通讯线的屏蔽层相连。每个站点的连线可从任一站点连接，接线不受站点编号限制。除了连接通讯线外，还需要设置各站的站号、各站所占用的站数和通讯速率。主站的CC-LINK通讯接口模块QJ61BT11的站点编号必须设置为“00”，传送速率/模式设置开关设置为“0”，即传送速率为156kbps。与从站1（FX3U-32MT晶体管输出的PLC）CC-LINK通讯接口模块FX2N-32CCL的站号设置为“5”，传送速率/模式设置开关设置为“0”，即传送速率为156kbps，占用站数选为“4”，即此从站与主站交换数据的缓冲区有128点。

与从站2（FX3U-32MR继电器输出的PLC）CC-LINK 通讯接口模块FX2N-32CCL的站号设置为“5”，传送速率/模式设置开关设置为“0”，即传送速率为156kbps，占用站数选为“4”，即此从站与主站交换数据的缓冲区有128点。设定2位旋转开为关站号，站号设定根据需要在1～64，不能超出此范围，否则会报错。根据前面笔者设置的CC-LINK通讯相关规定可以看出，QJ61BT11和FX-2N-32CCL通讯接口参数设置主站必须站号为“0”，从站站号分别为“1”“5”。这样主站就有128个内部继电器能将主站的状态传送给从站1，从站1就有128个对应的内部继电器接收主站的状态；从站1还有另外128个内部继电器能将从站1的状态传送给主站，主站就有128个相对应的内部继电器接收从站1的状态；从站2同理。也就是说从站1、2两个站分有256个内部继电器是和主站进行状态交换。除了这256个内部继电器外的其他继电器，才是从站1或从站2自己使用的内部继电器。另外，每个从站还有16个数据交换区，所以，主站要有512个内部继电器用于与两个从站交换状态，32个数据区与两个从站交换数据。

三、三菱三台PLC之间CC-Link通讯的软件设计

1.Q系列PLC的编程

组态Q00J CPU的步骤如下。

第一，点击打开“MELSOFT Gppw”软件，选择创建工程，选择PLC型号。endprint

第二，点击“确定”就进入编程环节，先组态PLC 参数，单击“I/O分配”，点击“读取PLC数据”，在此时“输出”“起始Y”那栏填上“0020”地址，在“智能”的“起始XY”写入00A0。

第三，点击“检查”核实无误之后，点击“结束设置”接着组态“网络参数”，选择CC-Link。

第四，组态“网络参数”里的数值，其中组态“站信息设置”里的“站信息”，最后单击“检查”确认无误后单击“结束设置”。

第五，“网络参数”组态完后，在单击“检查”确认无误后单击“结束设置”这样PLC的通信组态就完成了，然后点击下载。

第六，编写程序。

上述步骤已经分配好I/O，可以根据任务里的要求来编写程序。三菱Q系列PLC在这里是主站，负责MCGS触摸屏通讯和与两台FX3U的PLC间的数据交换，程序很简单。编写的三菱Q系列PLC程序，其中，M100是连接MCGS触摸屏的启动按钮，M101是连接MCGS触摸屏的停止按钮；M528是主站与从站2的内部数据的交换；M400是主站与从站1的内部数据的交换；M241是从站2传回主站的数据。

2.从站2 PLC的编程

FX3UMT的PLC接收主站的命令，编写的程序如图4所示。其中FROM、K0、K0、K4M300 K8是主站传给从站2的数据从M300接收，M300接通从站2PLC的Y001，同时延时5s接通M501。T0、K0、K0、K4M500、K8是从站2从M500开始传回主站的数据；M501的数据应该传到M241。

3.从站1 PLC的编程

FX3UMR的PLC接收主站的命令，编写的的程序如图5所示。其中FROM、K0、K0、K4M300、K8是主站传给从站1的数据从M300接收，M300接通从站1的PLC的Y001。T0、K0、K0、K4M600、K8是从站1从M600开始传回主站的数据。FROM、K0、K8、D300、K16是主站传给从站1的数据，T0、K0、K8、D200、K16是从站1传回主站的数据。特殊内部继电器M8262、M8266是通过FX-3UMR的PLC上3A-ADP模拟量1通道的电压信号输出给FR-E740型变频器的2端子和5端子，最后通过D区数据再反馈到触摸屏。完成模拟量电压输入的控制，可在触摸屏数据输入的数值框更改传输给变频器的数值，如原来是30Hz，现在更改为50Hz；根据电机转速的计算公式n=（1-s）60f/P，改变f可改变电机转速。

四、三菱三台PLC之间CC-Link通讯的调试

笔者分别将在电脑上编好的主站Q00U系列PLC程序和从站1的FX3UMR的PLC程序以及从站2的FX3UMT的PLC程序下载到对应的PLC中，再将在电脑上制作好的触摸屏画面下载到MCGS触摸屏上。连接Q00U系列PLC和触摸屏，检查并确认各CC-LINK通讯接口模块上的各开关位置正确；通电后，各CC-LINK通讯接口模块上指示灯正常，然后开始调试。

第一，在运行画面中按下启动按钮，MCGS触摸屏上的QPLC和MTPLC指示灯由暗变亮，同时MTPLC的Y001指示灯也会亮；5s后触摸屏上的MRPLC指示灯亮，同时MRPLC的Y001指示灯也会亮。

第二，在触摸屏上的“变频器频率设定”输入框内输入允许范围内的任意频率值，变频器以输入频率开始运行，并在“变频器输出频率”框内显示输出该数值。由于数据传输的原因，两个数值之间会有微小差别。

第三，在触摸屏上的“变频器频率设定”输入框内输入其他数值，变频器以新输入的频率开始运行，并在“变频器输出频率”框内输出该数值。

通过调试可以证明：MCGSS觸摸屏和主站的Q00UPLC建立连接；主站Q00U的PLC控制了作为从站2的FX-3U-32MT（晶体管输出）PLC延时5s接通；FX3U-32MT的PLC再延时5s将信号反馈给Q00U的PLC，Q00U的PLC再将信号传给作为从站1的FX3U-32MR（继电器输出）的PLC；在从站1的FX3U-32MR基本模块上的FX3U-3A-ADP模拟量模块，控制三菱变频器FR-E740-0.75K-CH运行速度，带动电机三相变频的运行。以上主站Q00UPLC和从站FX-3U-32MT、从站2FX3U-32MR之间的连接是靠CC-Link通讯连接，足以证明CC-Link通讯成功。

五、课程总结与展望

1.课程总结

本次课程是以实际工程项目为背景展开研究，主要完成了3台三菱PLC之间CC-Link通讯的设计、实现和调试。主要工作与成果简述如下。

第一，制作了MCGSS触摸屏的画面，并与主站的Q00UPLC建立了连接；在MCGSS触摸屏上控制Q00UPLC的运行。

第二，编写了主站Q00U的PLC、从站FX3U-32MT和FX3U-32MRPLC的程序。

第三，设置了主站和从站CC-Link通讯模块站号、通讯速率等参数。

第四，完成了主站和从站CC-Link通讯模块的连接。

第五，完成了FX3U-32MR、FX3U-3A-ADP模拟量模块与三菱变频器FR-E740-0.75K-CH以及三相异步电动机的接线。

第六，完成了3台三菱PLC之间CC-Link通讯的调试。

2.展望

1本次课程中CC-Link通讯的调试是对远程I/O站实现的通讯，还可以对远程设备站实现CC-Link通讯；通过FX3U-32MR可以对三菱变频器FR-E740-0.75K-CH实现多段速等的控制。总之，可以根据学生的具体情况和学时数调整教学内容。

参考文献：

[1]栗小宽.浅谈CC-Link总线及其应用[J].科技资讯，2015（2）.

[2]薛桢毅，周斌，钟华.大和衡器EDI-801称重仪表与三菱Q系列PLC组建CC-Link网络实践[J].衡器，2013（3） .

[3]臧华东.基于PLC和CC-LINK现场总线的MPS的研制[D].苏州：苏州大学，2010.

（作者单位：宋浏洋、邱利军，北京电子科技职业学院机电工程学院；秦海蛟，北京劳动保障职业学院）endprint