三菱Q系列与FX系列PLC基于CC-Link的通讯.doc

1、姜占平 ，女， 吉林扶余人 ， 硕士 研究生， 讲师， 主要从事 机械电子控制，机 械设计，故障检测等 。电话15215001386， E-mail： 。 1 三菱 Q 系列与 FX 系列 PLC 基于 CC-Link 的通讯 在扳手生产线中的应用 摘要： 在基于 CC-Link 的网络系统的环境下，通过对硬件的连接设置，对软件的设计，实现了三菱 Q 系列 PLC 与 FX 系列 PLC 之间数字量、模拟量的传输通讯。详细介绍了该通讯系统在扳手生产线中的实际应用，并且通过仿真，从而验证了该系统的可行性与方便性。 关键词： 三菱； PLC； CC-Link；扳手生产线 The Communica

2、tion of Mitsubishi Q series PLC and FX series PLC based on CC-Link and Application in Wretch Production Line JIANG Zhanping (Chongqing University of SciencePLC;CC-Link;Wrench production line 1 引言 在扳手自动化生产流水线设备的控制系统设计过程中，会出现同一通讯系统使用了不同型号和不同系列的 PLC，能否组建好通讯网络是整个控制系统设计的关键。 CC-Link 开放式现场总线设备网是三菱公司工业控制网络产

3、品里最具代表性的网络之一。一般工业控制领域分为管理层、控制层和设备层。 CC-Link 是以设备层为主的网络， 同时也覆盖有较高层次的控制层 1。 在 CC-Link网络系统下对三菱 Q系列与FX 系列 PLC 通讯的研究，从而实现数模信号和数据传输具有重要的意义。所以，本文对这一通讯网络系统设计，并且在扳手生产线中的实际应用进行了详细介绍。 2 硬件系统设计与组建 2.1 CC-Link网络特点 CC-Link 是三菱公司开发的一种现场总线， CC-Link 具有高速的传输速度，最高达 10Mb/s。通常 CC-Link 主要采用广播 -轮询的方式进行通讯，同时也支持主站和设备站之间的瞬时通

4、讯 2。 姜占平 ，女， 吉林扶余人 ， 硕士 研究生， 讲师， 主要从事 机械电子控制，机 械设计，故障检测等 。电话15215001386， E-mail： 。 2 整个生产线采用 CC-Link 现场总 线，可快速的将扳手生产线的数据传输到主站进行管理。上位机（触摸屏）将操作指令通过主站 Q02H CPU传送给 FX3U PLC执行单元 ,远程设备站执行单元又可以将设备的工作状态信息通过从站 FX3U PLC 传送给上位机。上位机（触摸屏）将车间中所有控制的工作状态 (开、关、报警 )信息显示出来供操作人员监控。 2.2 CC-Link网络的组建 PLC 是整个控制系统的核心，在某些复杂

5、的控制系统中，可能需要同时应用到三菱公司的 FX 小型 PLC 以及 Q 系列的中型 PLC，它们之间组建通讯网络遵循的是现场总线CC-Link 通讯协议 3。 下面以一个 Q 系列 PLC，两个 FX 系列 PLC为例，组建 CC-Link 通讯网络： 图 1 CC-Link 网络系统 CC-Link 的通讯网络组建如上图 1 所示，Q02H 为较高端系列的 PLC，所以选择其为该网络系统的主站，主站通过 QJ61BT11N 扩展模块连接到 CC-Link 总线上。 FX3U-16M PLC通过 FX3U-64CCL 接口模块挂接在 CC-Link总线上作为系统的从站，即远程设备站。触摸屏作

6、为上位机，通过 RS422 串行总线连接到 Q 系列 PLC 上，实现 对数据的显示和信号的发送。主 站C C - L i n k 总 线Q 0 2 H C P UQ J 6 1 B T 1 1 NF X 3 U 6 4 C C LF X 3 U - 1 6 MF X 3 U 6 4 C C LF X 3 U - 1 6 M从 站 1从 站 2X 轴 Y 轴 Z 轴 X 轴 Y 轴 Z 轴M R - E - 1 0 0 AH F - K E 1 3图 2 系统结构图 如上图 2 所示，对扳手生产线中使用到的直角坐标机械手，是采用三个伺服电机对机械手在 X、 Y、 Z 三个方向的运动实现控制。因

7、为单个三菱 FX3U 系列 PLC 能控制三台电 机，所以可直接将伺服电机驱动器连接到FX3U 系列 PLC 上，进而可以通过编写 PLC程序来实现对 X、 Y、 Z 轴上的三个伺服电机的运动控制。 姜占平 ，女， 吉林扶余人 ， 硕士 研究生， 讲师， 主要从事 机械电子控制，机 械设计，故障检测等 。电话15215001386， E-mail： 。 3 2.3 CC-Link网络系统接口模块 FX3U-64CCL端的设定 在 CC-Link 网络系统连接好后，需要对接口模块 FX3U-64CCL 进行如下的设定，如下图 3 所示： 图 3 FX3U-64CCL 模块 1.从站站号和站数的设

8、定 通过 FX3U-64CCL 上的旋转开关选择FX3U系列 PLC在 CC-Link网络中占用的从站的编号，将按钮旋转到相应位置即可。从站最大数为 64 个，设定从站的站数意味着从站号开始连续占用几个站号。此处可设定为0，代表占用一个站号。 2.传输速率的设定 网络传输速率的设定也是通过接口模块 FX3U-64CCL 上的旋转开关，网络传输速率的设定必须保证整个 CC-Link网络的传输速率一致，从站对网络传输速率的设定必须与主站一致，总线越长，网络 传输速率应设定的越低。结合扳手生产线实际情况，考虑到从站数目较多，总线长度较长，所以我们选择 625kbps 档。 2.4 CC-Link网络

9、通讯的实现 对于上述组建的 CC-Link 网络系统，可将从站 1 的 FX3U-16M PLC 的站号设为 1，由设定的站数为 1 个，所以该远程设备站FX3U-16M PLC 占用该 CC-Link 网络的 1#这一 个 站号 。 同理 ，另 一个 远 程设 备 站FX3U-16M PLC 占用 2#这一个站号。如下图 4所示： 主 站C C - L i n k 总 线Q 0 2 H C P UQ J 6 1 B T 1 1 NF X 3 U 6 4 C C LF X 3 U - 1 6 MF X 3 U 6 4 C C LF X 3 U - 1 6 M1 # 远 程 设 备 站2 # 远

10、 程 设 备 站. . .图 4 组建的 CC-Link 网络图 主站与远程设备站之间 CC-Link的通讯形式主要是循环通讯，即各种类型数据（包括远程输入 RX、远程输出 RY、远程寄存器RWr、 RWw）不停的进行交换。 在组建的 CC-Link 网络系统下，主站通过 CC-Link 扩展模块 QJ61BT11N，采用链路扫描方式与各远程设备站进行数据链接，它们之间通过缓冲存储器自动映射完成 4。各接口模块 FX3U-64CCL 与主单元 FX3U-16M的缓冲存储器之间是通过 FROM/TO专用指令读 /写数据 5。 主站 Q02H PLC 与 FX3U PLC 之间 CC-Link 通

11、讯原理如下图 5：姜占平 ，女， 吉林扶余人 ， 硕士 研究生， 讲师， 主要从事 机械电子控制，机 械设计，故障检测等 。电话15215001386， E-mail： 。 1 图 5 Q 系列 PLC 与 FX3U 系列 PLC 基于 CC-Link 的数据通讯原理图 在上图所示的通讯中 , FX3U-64CCL 接口模块是通过由缓冲存储器充当的从站与CC-Link 系统的主站 Q 系列 PLC 之间进行数据通讯的。缓冲存储器由写专用存储器和读专用存储器组成 6。由上图通讯过程所示，通过 TO 指令，将扳手生产线上的电机运行参数等数据从 FX 系列 PLC 写入写专用存储器，然后将这些数据反

12、馈给主站；通过 FROM指令， FX 系列 PLC 可以从读专 用存储器中将主站传来的数据、信号指令等读出到 FX 系列 PLC 中，进而来控制伺服电机的运动。 3 软件设计与实现 3.1 主站软元件的分配 对主站 Q02H PLC 的软件进行设置。对RX、 RY、 RWr、 RWw 作出分配时，应当注意不 要与其它软元件发生冲突，由上述通讯原理 图可以看出，本例设置为 X100、 Y100、 D100、D0。如下表 1 所示： 表 1 系统主站软元件分配 3.2 主从站通讯程序设计 如下图 6 所示，利用 GX Developer 工程软件进行设置，在“参数 /网络参数/CC-Link”菜单

13、下对 RX、 RY、 RWr、 RWw、 SB、SW 等软元件进行分配。 软元件 分配的位置 远程输入（ RX）刷新软元件 远程输出（ RY）刷新软元件 远程寄存器（ RWr）刷新软元件 远程寄存器（ RWw）刷新软元件 X100 Y100 D100 D0 X 1 0 0 X 1 0 F主 站Q 0 2 H C P UX 1 1 0 X 1 1 FY 1 0 0 Y 1 0 FY 1 1 0 Y 1 1 FD 0D 1D 2D 3D 1 0 0D 1 0 1D 1 0 2D 1 0 3R X 0 0 R X 0 F主 站 扩 展 模 块Q J 6 1 B T 1 1 NR X 1 0 R X

14、1 FR Y 0 0 R Y 0 FR Y 1 0 R Y 1 FR W w 0R W w 1R W w 2R W w 3R W r 0R W r 1R W r 2R W r 3自 动 刷 新F R O M自 动 刷 新T OT O自 动 刷 新自 动 刷 新F R O M网 络 参 数 网 络 参 数自 动 刷 新 网 络 参 数远 程 输 入 （ R X ）远 程 输 出 （ R Y ）远 程 寄 存 器 （ R W w ）远 程 寄 存 器 （ R W r ）缓 冲 寄 存 器R X 0 0 R X 0 FR X 1 0 R X 1 FR Y 0 0 R Y 0 FR Y 1 0 R Y

15、 1 FR W w 0R W w 1R W w 2R W w 3R W r 0R W r 1R W r 2R W r 3I / O 缓 冲 存 储 器（ 写 专 用 ）接 口 模 块F X 3 U - 6 4 C C LI / O 缓 冲 存 储 器（ 读 专 用 ）数 据 缓 冲 存 储 器（ 读 专 用 ）数 据 缓 冲 存 储 器（ 写 专 用 ）占 用 1 个 站C C - L i n k链 接 扫 描C C - L i n k链 接 扫 描C C - L i n k链 接 扫 描C C - L i n k链 接 扫 描内 部 继 电 器 ，I / O 继 电 器 等M 0 M 3 1

16、D 0D 1D 2D 3远 程 读 出 （ R W w ）F X 3 U - 1 6 M P L C主 站 系 统远 程 写 入 （ R X ）内 部 继 电 器 ，I / O 继 电 器 等M 1 0 0 M 1 3 1远 程 读 出 （ R Y ）F X P L C 主 单 元数 据（ 字 ）软 元 件等远 程 写 入 （ R W r ）D 1 0 0D 1 0 1D 1 0 2D 1 0 3数 据（ 字 ）软 元 件等1 # 从 站 系 统T O 指 令F R O M指 令F R O M指 令T O 指 令主 站 主 站 扩 展 模 块自 动 刷 新自 动 刷 新自 动 刷 新自 动 刷

17、 新网 络 参 数 网 络 参 数自 动 刷 新 网 络 参 数远 程 输 入 （ ）远 程 输 出 （ ）远 程 寄 存 器 （ ）远 程 寄 存 器 （ ）缓 冲 寄 存 器缓 冲 存 储 器（ 写 专 用 ）接 口 模 块缓 冲 存 储 器（ 读 专 用 ）数 据 缓 冲 存 储 器（ 读 专 用 ）数 据 缓 冲 存 储 器（ 写 专 用 ）占 用 个 站链 接 扫 描链 接 扫 描链 接 扫 描链 接 扫 描内 部 继 电 器 ，继 电 器 等远 程 读 出 （ ）主 站 系 统远 程 写 入 （ ）内 部 继 电 器 ，继 电 器 等远 程 读 出 （ ）主 单 元数 据（ 字 ）

18、软 元 件等远 程 写 入 （ ）数 据（ 字 ）软 元 件等从 站 系 统指 令指 令指 令指 令姜占平 ，女， 吉林扶余人 ， 硕士 研究生， 讲师， 主要从事 机械电子控制，机 械设计，故障检测等 。电话15215001386， E-mail： 。 2 图 6 GX Developer 中软元件分配图 根据上表，我们以远程寄存（ RWr）为例， D100 表示 FX3U PLC 所占用的 RWr 是从D100 起，每一个分站都对应 4 个远程寄存器，所以 1#远程设备站对应的为 D100D103， 2#远程设备站对应 D104 D107.依次类推，可得 n#远程 设备站为： 41-n1

19、0 0 ）（： NDN 同理可得， FX3U PLC 对应的 RX、 RY、RWw 分别为 X100 X131、 Y100 Y131、 D0D3。上述例子的 FX3U 远程设备站对应有 64个远程输入点和 64 个远程输出点，写远程寄存器和读远程寄存器各 4 个 7。 Q02H PLC 主站通讯程序如下： ( R X 0 1 )( R Y 0 0 )( R Y 0 2 )( R W w 0 )( R W r 0 )FX3U PLC 从 站 通 讯 程 序 如 下 ：( R X 0 0 )( R Y 0 0 )( R W r 0 )( R W r 0 )( R W w 0 )4 该 CC-Lin

20、k 网络系统在扳手生产线中 的实际应用 扳手生产线自动控制系统的研究是针对该套生产线设备的关键设备桁架式直角坐标机械手的控制，我们研究出了机械手的控制系统。本文介绍了在扳手生产线上用到多个 FX3U PLC 来控制多个伺服电机的情况下，如何实现各伺服电机之间数据的交换传输，对此问题我们用到的就是上述所讲的基于 CC-Link现场总线的 FX PLC与 Q系列 PLC之间的通讯系统，所以该通讯系统的设计具有十分重要的意义。 5 结束语 在扳手生产线中，运用不同的通讯方式时，还要对整个系统进行设计。成功组建基于 CC-Link 现场总线的三菱 Q 系列和 FX系列 PLC 之间通讯的网络，是整个扳

21、手生产线控制系统的关键部分。整个扳手生产线控制系统设计具有触摸屏界面操作简单、控制性能良好，产生了一定的经济效益。 姜占平 ，女， 吉林扶余人 ， 硕士 研究生， 讲师， 主要从事 机械电子控制，机 械设计，故障检测等 。电话15215001386， E-mail： 。 3 参考文献 1 郭鹏 ,李悦 ,高文彬 .三菱 Q系列和 FX系列 PLC 基于 CC-Link 通讯在轮胎设备中的应用 J. 橡 胶 科 技 市场 ,2007(2):13-16. 1GUO Peng,LI Yue,Gao Wenbin. The Communication of Mitsubishi Q series PL

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