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開放式現(xiàn)場(chǎng)總線CC-Link 綜述

時(shí)間:2007-06-27 16:44:00來(lái)源:shixiang

導(dǎo)語(yǔ):?介紹CC-Link有關(guān)技術(shù)和應(yīng)用情況
前言 雖然CC-Link在中國(guó)的市場(chǎng)表現(xiàn)良好,國(guó)內(nèi)已經(jīng)存在大量廣泛的應(yīng)用和一些合作伙伴,但是關(guān)于CC-Link的全貌的介紹相對(duì)較少。作為包容了現(xiàn)場(chǎng)總線最新技術(shù)的CC-Link,其先進(jìn)的技術(shù)性能和特點(diǎn)非常鮮明。有必要逐步向廣大的用戶和合作伙伴及中國(guó)的工程技術(shù)人員,介紹CC-Link有關(guān)技術(shù)和應(yīng)用情況。使CC-Link的技術(shù)為更多的業(yè)內(nèi)人士所了解,為中國(guó)的現(xiàn)場(chǎng)總線的發(fā)展,提供有益的參考。 一、開放式現(xiàn)場(chǎng)總線CC-Link技術(shù)背景和CLPA 在1996年11月,以三菱電機(jī)為主導(dǎo)的多家公司以“多廠家設(shè)備環(huán)境、高性能、省配線”理念開發(fā)、公布和開放了現(xiàn)場(chǎng)總線CC-Link,第一次正式向市場(chǎng)推出了CC-Link這一全新的多廠商、高性能、省配線的現(xiàn)場(chǎng)網(wǎng)絡(luò)。并于1997年獲得日本電機(jī)工業(yè)會(huì)(JEMA)頒發(fā)的杰出技術(shù)成就獎(jiǎng)。 CC-Link是Control& Communication Link (控制與通信鏈路系統(tǒng))的簡(jiǎn)稱。即:在工控系統(tǒng)中,可以將控制和信息數(shù)據(jù)同時(shí)以10Mbps高速傳輸?shù)默F(xiàn)場(chǎng)網(wǎng)絡(luò)。CC-Link具有性能卓越、應(yīng)用廣泛、使用簡(jiǎn)單、節(jié)省成本等突出優(yōu)點(diǎn)。作為開放式現(xiàn)場(chǎng)總線,CC-Link是唯一起源于亞洲地區(qū)的總線系統(tǒng),CC-Link的技術(shù)特點(diǎn)尤其適合亞洲人的思維習(xí)慣。 于1998年,汽車行業(yè)的馬自達(dá)、五十鈴、雅馬哈、通用、鈴木等也成為了CC-Link的用戶,而且CC-Link迅速進(jìn)入中國(guó)市場(chǎng)。1999年,銷售的實(shí)績(jī)已超過(guò)17萬(wàn)個(gè)節(jié)點(diǎn),2001年達(dá)到了72萬(wàn)個(gè)節(jié)點(diǎn),到2001年累計(jì)量達(dá)到了150萬(wàn),其增長(zhǎng)勢(shì)頭迅猛,在亞洲市場(chǎng)占有份額超過(guò)15%(據(jù)美國(guó)工控專業(yè)調(diào)查機(jī)構(gòu)ARC調(diào)查),受到亞、歐、美、日等客戶的高度評(píng)價(jià)。 為了使用戶能更方便地選擇和配置自己的CC-Link系統(tǒng),2000年11月,CC-Link協(xié)會(huì)(CC-Link Partner Association簡(jiǎn)稱CLPA)在日本成立。主要負(fù)責(zé)CC-Link在全球的普及和推進(jìn)工作。為了全球化的推廣能夠統(tǒng)一進(jìn)行,CLPA(CC-Link協(xié)會(huì))在全球設(shè)立了眾多的駐點(diǎn),分布在美國(guó)、歐洲、中國(guó)、中國(guó)臺(tái)灣、新加坡、韓國(guó)等國(guó)家和地區(qū),負(fù)責(zé)在不同地區(qū)在各個(gè)方面推廣和支持CC-Link用戶和成員的工作。 CLPA現(xiàn)在有“Woodhead”、“Contec”、“Digital”、“NEC”、“松下電工”、“idec”和“三菱電機(jī)” 等7個(gè)常務(wù)理事會(huì)員。到2002年4月底,CLPA在全球擁有250多家會(huì)員公司,其中包括浙大中控、中科軟大等等幾家中國(guó)大陸地區(qū)的會(huì)員公司。 二、CC-Link的通訊原理 CC-Link的底層通訊協(xié)議遵循RS485,具體的通訊方式請(qǐng)參照下圖. [align=center] 圖:通信原理[/align] CC-Link提供循環(huán)傳輸和瞬時(shí)傳輸2種通信方式。一般情況下,CC-Link主要采用廣播-輪詢(循環(huán)傳輸)的方式進(jìn)行通訊。具體的方式是:主站將刷新數(shù)據(jù)(RY/RWw)發(fā)送到所有從站,與此同時(shí)輪詢從站1;從站1對(duì)主站的輪詢作出響應(yīng)(RX/RWr),同時(shí)將該響應(yīng)告知其它從站;然后主站輪詢從站2(此時(shí)并不發(fā)送刷新數(shù)據(jù)),從站2給出響應(yīng),并將該響應(yīng)告知其它從站;依此類推,循環(huán)往復(fù)。廣播-輪詢時(shí)的數(shù)據(jù)傳輸幀格式請(qǐng)參照下圖,該方式的數(shù)據(jù)傳輸率非常高。 除了廣播-輪詢方式以外,CC-Link也支持主站與本地站、智能設(shè)備站之間的瞬時(shí)通訊。從主站向從站的瞬時(shí)通訊量為150字節(jié)/數(shù)據(jù)包,由從站向主站的瞬時(shí)通訊量為34字節(jié)/數(shù)據(jù)包。瞬時(shí)傳輸時(shí)的數(shù)據(jù)傳輸幀格式請(qǐng)參照下圖,由此可見(jiàn)瞬時(shí)傳輸不會(huì)對(duì)廣播輪詢的循環(huán)掃描時(shí)間造成影響。
所有主站和從站之間的通訊進(jìn)程以及協(xié)議都由通訊用LSI-MFP(Mitsubishi Field Network Processor)控制,其硬件的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)決定了CC-Link的高速穩(wěn)定的通訊。 [align=center] MFP構(gòu)成圖[/align] 三、CC-Link的卓越性能 一般工業(yè)控制領(lǐng)域的網(wǎng)絡(luò)分為3到4個(gè)層次,分別是上位的管理層,控制層和部件層。部件層也可以再細(xì)分為設(shè)備層和傳感器層,CC-Link是一個(gè)以設(shè)備層為主的網(wǎng)絡(luò),同時(shí)也可以覆蓋較高層次的控制層和較低層次的傳感器層。 1、CC-Link的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu) 現(xiàn)場(chǎng)總線CC-Link的一般系統(tǒng)構(gòu)成如圖所示: [align=center] 圖: CC-Link系統(tǒng)構(gòu)成[/align] 一般情況下,CC-Link整個(gè)一層網(wǎng)絡(luò)可由1個(gè)主站和64個(gè)子站組成,它采用總線方式通過(guò)屏蔽雙絞線進(jìn)行連接。網(wǎng)絡(luò)中的主站由三菱電機(jī)FX系列以上的PLC或計(jì)算機(jī)擔(dān)當(dāng),子站可以是遠(yuǎn)程I/O模塊、特殊功能模塊、帶有CPU的PLC本地站、人機(jī)界面、變頻器、伺服系統(tǒng)、機(jī)器人以及各種測(cè)量?jī)x表、閥門、數(shù)控系統(tǒng)等現(xiàn)場(chǎng)儀表設(shè)備。如果需要增強(qiáng)系統(tǒng)的可靠性,可以采用主站和備用主站冗余備份的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)構(gòu)成方式。采用第三方廠商生產(chǎn)的網(wǎng)關(guān)還可以實(shí)現(xiàn)從CC-Link到ASI、S-Link、Unit-wire等等網(wǎng)絡(luò)的連接。 2、CC-Link的傳輸速度和距離 CC-Link具有高速的數(shù)據(jù)傳輸速度,最高可以達(dá)到10Mbps,其數(shù)據(jù)傳輸速度隨距離的增長(zhǎng)而逐漸減慢,傳輸速度和距離的具體關(guān)系如下表所示。 [align=center]表:傳輸速度和距離的對(duì)應(yīng)關(guān)系 [/align] CC-Link的中繼器目前有多種:一種為T型分支中繼器AJ65SBT-RPT,每增加一個(gè)距離延長(zhǎng)一倍。一層網(wǎng)絡(luò)最多可以使用10個(gè)。第二種為光中繼器AJ65SBT-RPS或AJ65SBT-RPG,用光纜延長(zhǎng),因此在一些比較容易受干擾的環(huán)境可以采用。光中繼器要成對(duì)使用,每一對(duì)AJ65SBT-RPS之間的延長(zhǎng)距離為1公里,最多可以使用4對(duì);每一對(duì)AJ65SBT-RPG之間的延長(zhǎng)距離為2公里,最多可以使用2對(duì)。第三種為空間光中繼器AJ65BT-RPI-10A/AJ65BT-RPI-10B,采用紅外線無(wú)線傳輸?shù)姆绞?,在布線不方便,或者連接設(shè)備位置會(huì)移動(dòng)的場(chǎng)合使用??臻g光中繼器也必須成對(duì)使用,兩者之間的距離不能超過(guò)200米,還有一些方便接線的中繼器和與其他網(wǎng)絡(luò)相連的網(wǎng)關(guān)和網(wǎng)橋。 CC-Link提供了110歐姆和130歐姆兩種終端電阻,用于避免因在總線的距離較長(zhǎng)、傳輸速度較快的情況下,由于外界環(huán)境干擾出現(xiàn)傳輸信號(hào)的奇偶校驗(yàn)出錯(cuò)等傳輸質(zhì)量下降的情況。 3、 CC-Link實(shí)現(xiàn)高速大容量的數(shù)據(jù)傳輸 CC-Link提供循環(huán)傳輸和瞬時(shí)傳輸2種方式的通信。 每個(gè)內(nèi)存站循環(huán)傳送數(shù)據(jù)為24字節(jié),其中8字節(jié)(64位)用于位數(shù)據(jù)傳送,16字節(jié)(4點(diǎn)RWr、4點(diǎn)RWw)用于字傳送。一個(gè)物理站最大占用4個(gè)內(nèi)存站,故一個(gè)物理站的循環(huán)傳送數(shù)據(jù)為96個(gè)字節(jié)。 對(duì)于CC-Link整個(gè)網(wǎng)絡(luò)而言,其循環(huán)傳輸每次鏈接掃描的最大容量是2048位和512字。 在循環(huán)傳輸數(shù)據(jù)量不夠用的情況下,CC-Link提供瞬時(shí)傳輸功能,可將960字節(jié)的數(shù)據(jù),用指令傳送給目標(biāo)站。 CC-Link在連接64個(gè)遠(yuǎn)程I/O站、通信速度為10Mbps的情況下,循環(huán)通信的鏈接掃描時(shí)間為3.7毫秒。穩(wěn)定快速的通信速度是CC-Link的最大優(yōu)勢(shì)。 4、 CC-Link豐富的功能 1)自動(dòng)刷新功能、預(yù)約站功能 CC-Link網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)從網(wǎng)絡(luò)模塊到CPU是自動(dòng)刷新完成,不必有專用的刷新指令;安排預(yù)留以后需要掛接的站,可以事先在系統(tǒng)組態(tài)時(shí)加以設(shè)定,當(dāng)此設(shè)備掛接在網(wǎng)絡(luò)上時(shí),CC-Link可以自動(dòng)識(shí)別,并納入系統(tǒng)的運(yùn)行,不必重新進(jìn)行組態(tài),保持系統(tǒng)的連續(xù)工作,方便設(shè)計(jì)人員設(shè)計(jì)和調(diào)試系統(tǒng)。 2)完善的RAS功能 RAS是Reliability(可靠性)、Availability(有效性)、Serviceability(可維護(hù)性)的縮寫。例如故障子站自動(dòng)下線功能、修復(fù)后的自動(dòng)返回功能、站號(hào)重疊檢查功能、故障無(wú)效站功能、網(wǎng)絡(luò)鏈接狀態(tài)檢查功能、自診斷功能等等,提供了一個(gè)可以信賴的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng),幫助用戶在最短時(shí)間內(nèi)恢復(fù)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。 3)互操作性和即插即用功能 CC-Link提供給合作廠商描述每種類型產(chǎn)品的數(shù)據(jù)配置文檔。這種文檔稱為內(nèi)存映射表,用來(lái)定義控制信號(hào)和數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)單元(地址)。然后,合作廠商按照這種映射表的規(guī)定,進(jìn)行CC-Link兼容性產(chǎn)品的開發(fā)工作。以模擬量I/O開發(fā)工作表為例,在映射表中位數(shù)據(jù)RX0被定義為“讀準(zhǔn)備好信號(hào)”,字?jǐn)?shù)據(jù)RWr0被定義為模擬量數(shù)據(jù)。由不同的A公司和B公司生產(chǎn)的同樣類型的產(chǎn)品,在數(shù)據(jù)的配置上是完全一樣的,用戶根本不需要考慮在編程和使用上A公司與B公司的不同,另外,如果用戶換用同類型的不同公司的產(chǎn)品,程序基本不用修改??蓪?shí)現(xiàn)“即插即用”連接設(shè)備 4)循環(huán)傳送和瞬時(shí)傳送功能
CC-Link的2種通信的模式:循環(huán)通信和瞬時(shí)通信。循環(huán)通信是數(shù)據(jù)一直不停地在網(wǎng)絡(luò)中傳送,數(shù)據(jù)是安站的不同類型,可以共享的,由CC-Link核心芯片MFP自動(dòng)完成;瞬時(shí)通信是在循環(huán)通信地?cái)?shù)據(jù)量不夠用,或需要傳送比較大的數(shù)據(jù)(最大960字節(jié)),可以用專用指令實(shí)現(xiàn)一對(duì)一的通信。 5)優(yōu)異抗噪性能和兼容性 為了保證多廠家網(wǎng)絡(luò)的良好的兼容性,一致性測(cè)試是非常重要的。通常只是對(duì)接口部分進(jìn)行測(cè)試。而且,CC-Link的一致性測(cè)試程序包含了抗噪音測(cè)試。因此,所有CC-Link兼容產(chǎn)品具有高水平的抗噪性能。正如我們所知,能做到這一點(diǎn)的只有CC-Link。除了產(chǎn)品本身具有卓越的抗噪性能以外,光纜中繼器給網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)提供了更加可靠、更加穩(wěn)定的抗噪能力。至今還未收到過(guò)關(guān)于噪音引起系統(tǒng)工作不正常的報(bào)告。 四、應(yīng)用特點(diǎn)簡(jiǎn)介 由于CC-Link可以直接連接各種流量計(jì)、電磁閥、溫控儀等現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備,降低了配線成本,并且便于接線設(shè)計(jì)的更改;通過(guò)中繼器可以在4.3公里以內(nèi)保持10M的高速通訊速度,因此廣泛用于半導(dǎo)體生產(chǎn)線、自動(dòng)化傳送線、食品加工線以及汽車生產(chǎn)線等各個(gè)現(xiàn)場(chǎng)控制領(lǐng)域。在中國(guó)國(guó)內(nèi),也已經(jīng)有不少地方使用了CC-Link?,F(xiàn)將其應(yīng)用特色歸納如下: a) 便于組建價(jià)格低廉的簡(jiǎn)易控制網(wǎng) 作為現(xiàn)場(chǎng)總線網(wǎng)絡(luò)的CC-Link不僅可以連接各種現(xiàn)場(chǎng)儀表,而且還可以連接各種本地控制站PLC作為智能設(shè)備站。在各個(gè)本地控制站之間通訊量不大的情況下,采用CC-Link可以構(gòu)成一個(gè)簡(jiǎn)易的PLC控制網(wǎng),與真正的控制網(wǎng)相比,價(jià)格極為低廉。 例如青島海爾的空調(diào)測(cè)試生產(chǎn)線。該生產(chǎn)線的每個(gè)測(cè)試工位都采用了一套獨(dú)立的PLC(三菱電機(jī)的FX2N PLC),來(lái)控制該測(cè)試工位的測(cè)試任務(wù)。為了使管理層的人員能夠及時(shí)了解生產(chǎn)線各工位的工作情況,所以采用CC-Link將各個(gè)獨(dú)立的控制站連接成為一個(gè)網(wǎng)絡(luò),通過(guò)與主站(三菱電機(jī)的A1SJHCPU)連接的上位機(jī)來(lái)監(jiān)控整個(gè)測(cè)試線的工作情況。與傳統(tǒng)的RS485通訊方式相比,CC-Link不僅通訊距離長(zhǎng)、速度快,具有價(jià)格上的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì),而且由于CC-Link提供了強(qiáng)大的RAS功能,所以在上位機(jī)上可以監(jiān)控各個(gè)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試站的工作情況,及時(shí)發(fā)現(xiàn)各種異常,以及網(wǎng)絡(luò)的連線異常等。當(dāng)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試站中的某一個(gè)PLC站出現(xiàn)問(wèn)題,會(huì)自動(dòng)斷線,而不影響其他站的工作,當(dāng)該站修復(fù)后,會(huì)自動(dòng)上線。 b) 便于組建價(jià)格低廉的冗余網(wǎng)絡(luò) 在一些領(lǐng)域?qū)ο到y(tǒng)的可靠性提出了很高的要求,這時(shí)往往需要設(shè)置主站和備用主站構(gòu)成冗余系統(tǒng)。雖然CC-Link是一個(gè)現(xiàn)場(chǎng)級(jí)的網(wǎng)絡(luò),但是提供了很多高一等級(jí)網(wǎng)絡(luò)所具有的功能,如:可以對(duì)其設(shè)定主站和備用主站,由于其造價(jià)低廉,因此性價(jià)比較高。 例如在銀川的熱電廠項(xiàng)目中,采用了CC-Link的這一功能。主站、備用主站均采用三菱電機(jī)的Q2ASHCPU,通過(guò)CC-Link連接了兩個(gè)遠(yuǎn)程輸入站和遠(yuǎn)程輸出站。當(dāng)主站、備用站均正常工作時(shí),由主站對(duì)遠(yuǎn)程站進(jìn)行控制;當(dāng)主站出現(xiàn)故障時(shí),備用主站將自動(dòng)接管系統(tǒng)的控制權(quán),作為主站工作,防止了系統(tǒng)的停滯。 c) 適用于一些控制點(diǎn)分散,安裝范圍狹窄的現(xiàn)場(chǎng)。 在樓宇監(jiān)控系統(tǒng)中,如燃?xì)獗O(jiān)控系統(tǒng),其相應(yīng)的檢測(cè)點(diǎn)很多,而且比較分散。另外,高層建筑為追求設(shè)計(jì)的經(jīng)濟(jì)型,往往盡量縮小夾層和上下通道的尺寸。采用CC-Link現(xiàn)場(chǎng)網(wǎng)連接分立的遠(yuǎn)程I/O模塊,一層網(wǎng)絡(luò)最多可以控制64個(gè)地方的2048點(diǎn),總延長(zhǎng)距離可達(dá)7.6公里。小型的輸入輸出模塊體積僅為87.3x50x40mm,足以安裝在極為狹窄的空間內(nèi)。 上海西派埃實(shí)業(yè)公司測(cè)控部采用CC-Link的現(xiàn)場(chǎng)網(wǎng)絡(luò)通訊方式,與1998年上半年成功地開發(fā)了“FLD現(xiàn)場(chǎng)總線式燃?xì)庑孤┍O(jiān)控系統(tǒng)”并將其產(chǎn)品化,此產(chǎn)品已成功運(yùn)用于上海浦東國(guó)際機(jī)場(chǎng)等項(xiàng)目中。 d) 適用于直接連接各種現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備。 由于CC-Link是一個(gè)現(xiàn)場(chǎng)總線網(wǎng),因此它可以直接連接各種現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備。 例如在河北大劇院的項(xiàng)目中,使用了眾多的變頻器。原先常用的連接變頻器的方法是通過(guò)輸出接點(diǎn)、模擬量或者RS485通訊等方式進(jìn)行控制。例如采用模擬量,則針對(duì)一個(gè)變頻器,PLC需要有一個(gè)模擬量模塊的一個(gè)通道與之相對(duì)應(yīng),如果采用1個(gè)模塊8通道的D/A轉(zhuǎn)換模塊,則連接40臺(tái)變頻器需要5個(gè)這樣的模塊,而如果采用CC-Link的連接方式,PLC上安裝一個(gè)連接模塊,就可以連接42臺(tái)變頻器。采用CC-Link連接變頻器,不僅可連接的數(shù)量多,通訊距離也比RS485長(zhǎng),而且具有網(wǎng)絡(luò)通訊的總體監(jiān)控和診斷功能,通訊編程方便,這些都是RS485通訊所無(wú)法比擬的。 五、 實(shí)際應(yīng)用實(shí)例簡(jiǎn)介 (一)梅州打葉復(fù)烤生產(chǎn)線監(jiān)控系統(tǒng)采用了CC-Link 來(lái)組建其現(xiàn)場(chǎng)的工作網(wǎng)絡(luò),并通過(guò)CC-Link對(duì)生產(chǎn)設(shè)備進(jìn)行監(jiān)控。目前該系統(tǒng)已經(jīng)正式投入運(yùn)行,工作良好。生產(chǎn)線機(jī)械部分采用北京長(zhǎng)征達(dá)奧控制工程系統(tǒng)集成有限公司和昆明船舶設(shè)備集團(tuán)有限公司生產(chǎn)的煙草機(jī)械,并由兩家公司采用三菱電機(jī)的工控產(chǎn)品進(jìn)行系統(tǒng)集成,而且系統(tǒng)的造價(jià)比已往的引進(jìn)生產(chǎn)線降低了很多。 下面就對(duì)該控制系統(tǒng)做簡(jiǎn)單的介紹,其生產(chǎn)線的系統(tǒng)概圖如圖4-1所示。 [align=center] 圖4-1 梅州煙廠系統(tǒng)圖[/align] 該生產(chǎn)線由打前預(yù)處理、打葉分風(fēng)、除塵、烤片、烤梗、預(yù)壓打包等6個(gè)工藝段組成,分別由6個(gè)三菱Q2ASCPU-S1 PLC站控制。這6個(gè)PLC站通過(guò)MELSECNET/10網(wǎng)進(jìn)行彼此間的通訊,并通過(guò)打前預(yù)處理段的PLC經(jīng)由以太網(wǎng)與上位計(jì)算機(jī)相連。兩臺(tái)上位監(jiān)控計(jì)算機(jī)采用IFIX的組態(tài)軟件對(duì)整個(gè)生產(chǎn)線進(jìn)行在線監(jiān)控,并將從現(xiàn)場(chǎng)采集到的數(shù)據(jù)存入數(shù)據(jù)庫(kù)。一臺(tái)工作站計(jì)算機(jī)可以對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)的數(shù)據(jù)進(jìn)行整理、分析、存儲(chǔ)和輸出。工程師站的計(jì)算機(jī)可以讀取現(xiàn)場(chǎng)所有6個(gè)控制站的程序,監(jiān)控其運(yùn)行狀態(tài),修改程序,或者進(jìn)行遠(yuǎn)程控制。PLC控制站上安裝有一塊CC-Link鏈接模塊A1SJ61QBT11,通過(guò)該模塊連接數(shù)臺(tái)變頻器以及1臺(tái)人機(jī)界面A985GOT。在人機(jī)界面上,可以進(jìn)行各種輸入控制和輸出監(jiān)視,并可直接控制變頻器。 為了后文的解說(shuō)方便,我們對(duì)系統(tǒng)作一下簡(jiǎn)化。假定本系統(tǒng)的CC-Link模塊插在CPU模塊右側(cè)的第一個(gè)槽上,起始地址為:H0000。通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)總線連接一臺(tái)變頻器和一臺(tái)人機(jī)界面。在人機(jī)界面?zhèn)葘?duì)變頻器進(jìn)行啟停、頻率調(diào)整和監(jiān)測(cè)、加速度調(diào)整和監(jiān)測(cè)、負(fù)載電流監(jiān)測(cè)、和復(fù)位控制。 具體使用的PLC內(nèi)部資源如下: X20:?jiǎn)?dòng) X21:停止 X22:輸入頻率;D201:存放設(shè)定的頻率值 X23:監(jiān)控頻率;D101:存放監(jiān)控的頻率值 X24:監(jiān)控電流;D100:存放監(jiān)控的電流值 X25:輸入加速度;D203:存放設(shè)定的加速度值 X26:監(jiān)控加速度;D103:存放監(jiān)控的加速度值 X27:復(fù)位 采用CC-Link連接時(shí)需要做硬件以及軟件兩方面的設(shè)置。 1. 在硬件方面。 采用屏蔽雙絞線按照總線方式連接各控制設(shè)備。雙絞線的DA/DB為兩根信號(hào)傳輸線,DG為接地線,SLD為屏蔽層,連接如圖4-2所示。然后對(duì)每個(gè)站上的站號(hào)開關(guān)和傳輸速度開關(guān)(旋鈕式或撥動(dòng)式)做設(shè)定。變頻器設(shè)定為1號(hào)站,人機(jī)界面設(shè)定為2號(hào)站。采用5Mbps的通訊速度。注意所有設(shè)備的速度必須一致,否則L.ERR(通訊出錯(cuò))燈會(huì)點(diǎn)亮。 [align=center] 圖4-2 硬件連接圖[/align] 2. 軟件方面需要進(jìn)行如下的設(shè)置: I. 對(duì)CC-Link組態(tài)??梢酝ㄟ^(guò)編寫初始化程序,或者在參數(shù)設(shè)定畫面進(jìn)行設(shè)定來(lái)完成。(后者只有高版本的產(chǎn)品才支持。) II. 編寫相應(yīng)的通訊程序。 下面先就組態(tài)加以說(shuō)明。 在CC-Link運(yùn)行以前,需要在主站設(shè)定該系統(tǒng)連接了幾個(gè)子站,每個(gè)站都是什么設(shè)備等等。然后編寫初始化程序;如果采用參數(shù)設(shè)定畫面,則如圖4-3和4-4所示。 [align=center] 圖 4-3 圖 4-4[/align] 通訊程序主要編寫變頻器通訊所需的數(shù)據(jù)交換。 人機(jī)界面與CC-Link連接,其通訊方式有兩種。一種為循環(huán)通訊方式,需要在PLC側(cè)對(duì)通訊內(nèi)容進(jìn)行簡(jiǎn)單的編程。另一種為瞬時(shí)通訊方式,只需在人機(jī)界面?zhèn)戎苯又付ㄋ璞O(jiān)控的軟元件就可以了,但是所需的通訊時(shí)間稍長(zhǎng)一些。因此對(duì)一些實(shí)時(shí)要求不高的信息可以采用簡(jiǎn)單設(shè)定的瞬時(shí)傳輸方式。在本系統(tǒng)中人機(jī)界面主要采用了瞬時(shí)傳輸,在軟元件的設(shè)定畫面中,在“網(wǎng)絡(luò)”選項(xiàng)直接指定需要監(jiān)控的軟元件在第幾號(hào)網(wǎng)絡(luò)的第幾號(hào)站,這里指定HMI要監(jiān)控的是1號(hào)網(wǎng)絡(luò)的0號(hào)站即主站。具體設(shè)定見(jiàn)下面的圖4-5。 [align=center] 圖4-5 HMI設(shè)定[/align] 對(duì)于上述的PLC內(nèi)部資源X20/X21…D100/D103/D201等,依照此方法在人機(jī)界面上進(jìn)行相應(yīng)的設(shè)定。 (二)深圳市自來(lái)水集團(tuán)開天源自動(dòng)化有限公司在對(duì)深圳筆架山水廠泵房自動(dòng)化工程設(shè)計(jì)時(shí),經(jīng)過(guò)分析、比較時(shí)考慮到原廠已部分實(shí)現(xiàn)車間PLC控制,經(jīng)過(guò)價(jià)格及性能分析、比較確定:選用了開放式現(xiàn)場(chǎng)總線CC-LINK現(xiàn)場(chǎng)總線產(chǎn)品作為主控設(shè)備,控制硬件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如圖4-6所示。 [align=center] 圖4-6 筆架山水廠泵房控制系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)圖[/align] 圖中,主站控制一臺(tái)送水泵、兩臺(tái)真空泵和一臺(tái)排水泵,監(jiān)控與管理整個(gè)泵房CC-Link網(wǎng)絡(luò)的情況,包括: 1、 遠(yuǎn)程離線:對(duì)操作不正常的遠(yuǎn)程模塊或從站自動(dòng)和網(wǎng)絡(luò)讓其離線。 2、 自動(dòng)恢復(fù):不正常的遠(yuǎn)程模塊或從站一旦恢復(fù)正常,自動(dòng)與網(wǎng)絡(luò)接上。 3、 自動(dòng)診斷:運(yùn)用自檢功能檢查硬件及系統(tǒng)接線狀態(tài)。 4、 網(wǎng)絡(luò)監(jiān)視:將網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)儲(chǔ)存在在CPU的寄器中。 5、 負(fù)責(zé)接受來(lái)自(從站)七臺(tái)泵的開真空泵命令、轉(zhuǎn)發(fā)廠站的各泵狀態(tài)、出廠水水質(zhì)數(shù)據(jù)及傳送由廠站調(diào)度下達(dá)的開泵命令。 1#-3#從站各自監(jiān)測(cè)和控制兩臺(tái)送水泵運(yùn)行,接受來(lái)自主站的開泵命令、發(fā)送給主站的各泵狀態(tài)數(shù)據(jù)。 4#-7#從站監(jiān)測(cè)和控制配電室。對(duì)高壓配電(合/分閘、變壓器、電容補(bǔ)償)進(jìn)行監(jiān)測(cè),對(duì)低壓配電(合/分閘、變壓器、直流電屏)進(jìn)行監(jiān)測(cè)和控制。 遠(yuǎn)程I/O站采集部分配電參數(shù)。 本應(yīng)用系統(tǒng)是針對(duì)深圳市自來(lái)水公司筆架山水廠泵房?jī)?nèi)設(shè)備。應(yīng)用CC-LINK現(xiàn)場(chǎng)總線產(chǎn)品后,最明顯的優(yōu)點(diǎn)是: ⑴ 泵房?jī)?nèi)自動(dòng)控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)速度高達(dá)2.5Mbps(100m時(shí)),數(shù)據(jù)采集速度快,系統(tǒng)響應(yīng)時(shí)間短,提高了控制精度和可靠性。 ⑵ 系統(tǒng)抗干擾能力明顯增強(qiáng)。 ⑶ 布線簡(jiǎn)單,故障診斷定位快速。 ⑷ 控制系統(tǒng)的引入,較大程度地減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度,提高了生產(chǎn)效率。 ⑸ 故障自動(dòng)隔離。當(dāng)一個(gè)從站或智能儀表故障時(shí)系統(tǒng)可自動(dòng)分離此站,不影響整個(gè)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行。 ⑹ 系統(tǒng)擴(kuò)展方便。增加站或備用站可在線連于網(wǎng)絡(luò)上,只需將其設(shè)為保留站即可。 ⑺ 與其它品牌設(shè)備互連性強(qiáng),本系統(tǒng)將CC-LIN連在MODBUS網(wǎng)絡(luò)上,顯示出網(wǎng)間連接性能穩(wěn)定,數(shù)據(jù)傳輸準(zhǔn)確及時(shí)。對(duì)于解決不同品牌設(shè)備互連的問(wèn)題提供了解決辦法。 此應(yīng)用系統(tǒng)所采用的FCS模式比以往的DCS或PLCS模式更先進(jìn)、更可靠。隨著時(shí)間的推移,相信在我國(guó)自來(lái)水行業(yè)使用現(xiàn)場(chǎng)總線模式越來(lái)越多,而CC-Link在深圳水廠的成功應(yīng)用為水處理行業(yè)應(yīng)用CC-Link提供了經(jīng)驗(yàn)借鑒。 六、CC-Link的技術(shù)發(fā)展 通過(guò)以上介紹,我們對(duì)CC-Link的特點(diǎn)和功能有了一個(gè)初步的認(rèn)識(shí),鑒于CC-Link的實(shí)際特點(diǎn)和功能,它適用于許多控制系統(tǒng),同時(shí)其自身的功能也在不斷完善和改進(jìn),可掛接現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的合作廠商也在不斷增加,以便更有利于現(xiàn)場(chǎng)。 CC-Link的技術(shù)在不斷的進(jìn)步和發(fā)展過(guò)程中,CLPA在2002年推出CC-Link家簇下端產(chǎn)品和協(xié)議CC-Link/LT,主要用于開關(guān)量數(shù)據(jù)的傳輸和通信,使CC-Link在整個(gè)結(jié)構(gòu)上更加完善和豐滿,并且其成本將更加降低。2003年初,CLPA宣布推出CC-Link V2.0版本,是原來(lái)的系統(tǒng)通信量擴(kuò)大了8倍。 總之,CC-Link是一個(gè)技術(shù)先進(jìn)、性能卓越、應(yīng)用廣泛、使用簡(jiǎn)單、成本較低的開放式現(xiàn)場(chǎng)總線,其在中國(guó)的技術(shù)發(fā)展和應(yīng)用有著廣闊的前景。

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