CC-Link現場總線的通信初始化設置方法和應用比較分析

CC-Link現場總線是日本三菱電機公司主推的一種基于PLC系統的現場總線，這是目前在世界現場總線市場上唯一的源于亞洲、又占有一定市場份額的現場總線。它在實際工程中顯示出強大的生命力，特別是在制造業得到廣泛的應用。

在CC-Link現場總線的應用過程中，最為重要的一部分便是對系統進行通信初始化設置。目前CC-Link通信初始化設置的方法有三種，本文將對這三種不同的初始化設置方法進行比較和分析，以期尋求在不同的情況下如何來選擇最簡單有效的通信初始化設置方法。這對CC-Link現場總線在實際工程中的使用具有重要的現實意義，一則為設計人員在保證設計質量的前提下減少工作量和節省時間，二則也試圖探索一下是否可以進一步發揮和挖掘CC-Link的潛力。

實驗系統簡述

為了便于比較通信初始化設置方法，我們首先在實驗室中建立了這樣一個小型的CC-Link現場總線系統.整個系統的配置如圖1所示。

圖1 系統配置

在硬件連接設置無誤之后，就可開始進行通信初始化設置。

三種設置方法的使用

圖2 通信初始化程序的流程

首先采用的是最基本的方法,即通過編程來設置通信初始化參數。編制通信初始化程序的流程如圖2所示。首先在參數設定部分，將整個系統連接的模塊數，重試次數，自動返回模塊數以及當CPU癱瘓時的運行規定（停止）以及各站的信息寫入到存儲器相應的地址中。在執行刷新指令之后緩沖存儲器內的參數送入內部寄存區，從而啟動數據鏈接。如果緩沖存儲器內參數能正常啟動數據鏈接，這說明通信參數設置無誤，這時就可通過寄存指令將參數寄存到E²PROM。這是因為一旦斷電內部寄存區的參數是不會保存的，而E²PROM中的參數即使斷電仍然保存。同時通信參數必須一次性地寫入E²PROM，即僅在初始化時才予以執行。此后CPU運行就通過將E²PROM內的參數送入內部寄存區去啟動數據鏈接。值得注意的是，如果通信參數設置有誤（如參數與系統所采用的硬件不一致，或參數與硬件上的設置不一致），數據鏈接將無法正常啟動，但通常并不顯示何處出錯，要糾正只有靠自己細心而又耐心地檢查，別無它法。反過來，如果通信參數設置正確而硬件上的設置有錯，CC-Link通信控制組件會提供出錯信息，一般可通過編程軟件包的診斷功能發現錯誤的類型和錯在哪里。

第二種通信初試化設置的方法是使用CC-Link 通信配置的組態軟件GX-Configurator for CC-Link。該組態軟件可以對A系列和QnA系列的PLC進行組態，實現通信參數的設置。

整個組態的過程十分簡單，在選擇好主站型號之后就可以進行主站的設置，此后再陸續添加所連接的從站，并進行從站的設置，包括從站的型號和其所占用站的個數。最后組態完成的畫面如圖3所示。

在組態過程中的各個模塊的基本信息都會顯示在組態完成的畫面上，整個畫面簡單直觀，系統配置一目了然。然而在組態完成后啟動數據鏈接時出現了問題。

圖3 組態完成畫面

當選擇“Download master parameter file”之后，彈出一對話框，要求選擇是將參數寫到E²PROM還是緩沖存儲器。無論選擇其中任何一種，軟件都會提示“是否現在執行數據鏈接?”，如果選擇“是”，各站點的LED燈指示正常。然而當把此時運行正常的PLC復位后重新運行，各站點均出錯。這種情況說明組態文件并未能真正寫入到E²PROM中，也就是說該組態軟件并不具備將參數寫入E²PROM這部分功能。因此在這種情況下為了能使用E²PROM啟動數據鏈接，就必須在主站中再寫入“參數寄存到E²PROM”這段程序，靠組態和編程共同作用來正常啟動數據鏈接。顯而易見，這種方法是利用組態軟件包設置通信參數，再利用編程將這些參數寫E²PROM，這才得以完成數據鏈接所必須的最后步驟。當然這在實際使用時會帶來某些不便，但它畢竟可以省略將通信參數寫入緩沖寄存區的一段程序，在這個意義上也給CC-Link的使用者帶來許多便利。

最后一種方法是通過CC-Link網絡參數來實現通信參數設定。由于這是小Q系列的PLC新增的功能，而A系列和QnA系列PLC并不具備這項功能。因而在進行這種設置方法的實驗就必須將原先使用的主站模塊換成Q系列的PLC。

整個設置的過程相當方便。只要在GPPW軟件的網絡配置菜單中，設置相應的網絡參數，遠程I/O信號就可自動刷新到CPU內存，還能自動設置CC-Link遠程元件的初始參數。如下圖所示。如果整個CC-Link現場總線系統是由小Q 系列和64個遠程I/O模塊構成的，甚至不須設置網絡參數即可自動完成通信設置的初試化。

比較和分析

在使用過這三種不同的方法之后，對它們的優點和弊端都有了一個更為全面地認識和理解。

編制傳統的梯形圖順控程序來設置通信參數最為復雜，編程時耗費的時間長。并且在調試時一旦發現錯誤，就需要一條條指令校對，尋找出錯誤所在，因此有著很大的工作量。然而它仍然有著其他方法所沒有的優勢。首先，在編完整個設置的程序之后就能非常清晰的了解整個設置過程，掌握PLC是如何運作，啟動數據鏈接的。其次，整個編程的思路非常清晰，而且要編制正確的程序必須建立在熟練的掌握各種軟元件的使用條件的基礎之上，因而在這個過程中能夠對各個軟元件的功能，接通條件都能有非常好的理解，并能熟練使用。對初學且有志牢固掌握CC-Link通信設計者最好從這里入手。

采用的組態軟件進行設置的最大的優勢就在于簡單直觀，在畫面上能夠明了地看到整個系統的配置，包括主站所連接的從站個數，各從站的規格和性能，一目了然。而且一旦發生錯誤或是要更改參數，都能夠很快地完成，節省了很多時間和工作量。然而它也有一個最大的缺陷，就是無法將參數寄存到E²PROM中，在復位之后，剛寫入的組態內容將不復存在。倘若在實際的應用中，現場的情況錯綜復雜，會遇到很多預想不到的問題，如果中途需要復位，那么組態軟件將無能為力，必需重新設置再寫入，這樣會影響工作進度。因此，在這種情況下采用組態軟件，并輔以將通信參數從緩沖積存區寫入E²PROM的程序，就能完成整個系統的初始化設置。此外，組態軟件目前還不支持小Q系列的PLC。

最后，利用網絡參數設置的方法簡單有效，只要按規定填寫一定量的參數之后就能夠很好的取代繁冗復雜的順控程序。在發生錯誤或是需要修改參數時，同組態軟件一樣，也能很快地完成，減少設置時間。然而它的不足之處，在于設置過程中跳過了很多重要的細節，從而無法真正掌握PLC的內部的運作過程，比較抽象。例如在填寫了眾多參數之后，雖然各站的數據鏈路能正常執行，但是卻無法理解這些參數之間是如何聯系的，如何作用的，如何使得各站的數據鏈接得以正常完成。

小結

總之，三種方法各有千秋，適用于在不同的目的和不同的情況下（譬如不同的PLC系列）供使用者靈活選用。如果旨在清晰地了解PLC內部的運作，可以用編程的方法；如果旨在節省設計人員的工作量，減少設計調試時間，可以用網絡參數的方法。組態軟件的方法可以算是這兩種的結合。在實際的應用中，通過網絡參數來進行通信初始化設置的方法不失為一種最為優越的方法，方便、可靠、功能全面這三點就已經很好的滿足了系統的需求，縮短了CC-Link現場總線在應用于各種不同的工控場合時設計和調試的時間，降低了工作的難度，更方便了以后的故障檢修和維護。遺憾的是它只適用于小Q系列PLC。

隨著通信技術和控制技術的發展，相信在不久的將來現場總線技術及其相關技術將發展得更為成熟和完善，并將出現更為便利且功能強大的通信設置的方法，使將來的現場總線技術更好地應用于現場。