PLC网络系统配置指南：CC-Link简介

1.CC-Link组成

CC-Link可由1个主站和多达64个从站组成，它采用总线方式连接各个站点。还可通过网关实现从CC-Link到ASI、CC-Link、LT等网络的连接。

（1）主站

为配置有CC-Link主站模块的PLC或配置有CC-Link接口卡的计算机。主站用以管理网络。一个网络需要1个主站，也只能有一个主站。但可以设置备用主站。主站通常需要进行CC-Link用网络参数的设定。在安装于主站的主站模块上设定的CC-Link用的站号为0。

网络通信主要由主站管理与发起，从站接收管理与响应。主站可对所有从站进行循环传送（与本地站可进行N∶N通信），对本地站、现场设备站还可进行瞬时传送（通信）。

备用主站具有主站功能。主站正常工作时它作为本地站（从站的一种）。主站因发生异常导致不能正常工作时，备用主站转为主站。一旦主站工作恢复正常。备用站又作为本地站。

（2）从站

有本地站、现场设备站及远程站（含远程I/O站与远程设备站）。

本地站（Local station，L）为配置有CC-Link主模块（Q型机）或CC-Link连接模块（对FX型机）的PLC。可与主站及其他本地站进行循环（n∶n链接）通信。前者还可与主站进行瞬时通信。

远程站含远程I/O站与远程设备站，只能与主站循环通信。运程I/O站（Remote I/O station，RIO）只能传送位数据，只占一个站号。用以连接数字模块等I/O设备；远程设备站（Remote Device Station，RD）可传送位及字数据，可连接数字模块、模拟量模块。

现场设备站（Intelligence Device station）既可与主站循环通信，又可与主站瞬时通信。

在CC-Link系统中，每个从站的位信息输入、输出点数各32点，字信息的输入输出点数各4点。如果传输的信息量大、超过上述限制，可增加占有的站数。具体是：本地模块由用户根据与其他站之间的信息交换情况决定对应必要点数的占有站数（1站～4站）。远程I/O站只占有1站。具有特殊功能的远程设备站、现场设备站则根据与其他站交换的信息量决定各模块的占有站数。

这样虽说一个CC-Link网络最多可以连接64个从站，实际连接的站点数与各个从站占用的逻辑站数有关。具体计算如下：

（1×a）+（2×b）+（3×c）+（4×d）≤64站

这里，a为占用1个逻辑站的数；b为占用2个逻辑站的数；c为占用3个逻辑站的数；d为占用4个逻辑站的数。

此外，计算时还要考虑PLC具体CPU所能管理的I/O点数及具体主站模块性能的限制。

（3）电缆、终端电阻及其他附件

电缆为专用三芯的。其中2根用以传输信号，一根用以信号屏蔽。建议使用CC-Link专用电缆。如果使用CC-Link专用电缆之外的其他电缆，将则不能保证CC-Link系统的性能。

终端电阻110Ω、1/2W，是必不可少的。分布在最远处的网络两端。此外，还有中继器、分支器，转换器可根据需要配置，以扩展站点距离或建立分支结构。

2.CC-Link网络结构

CC-Link定义的网络结构较简单，仅定义3层，即：物理层、数据链路层及应用层。

（1）物理层

沿用RS-485标准。但规定的传输介质除了双绞线，还可使用光纤。图4-2所示为它根据RS-485协议网络接线简图。与CC-Link/LT不同的是主站不要求一定安装在网络的首末端。

图4-2 CC-Link根据RS-485协议接线简图

注：连接端子的连接与断开必须在该站电源断开时进行，否则不能保证数据传输。

CC-Link专用电缆的屏蔽线连接到每一个模块的“SLD”端子上，屏蔽线的两端都通过“FG”与工厂的接地点连接（D型接地（第3种接地））。

SLD与FG应各有独立的接线端子，并应在模块内部连接。

（2）数据链路层

规定的帧格式如图4-3所示：

图4-3 CC-Link帧格式

这里，F为一个字节前置码标志段，首尾为0，中间6个位为1；A1为发送方地址信息，含义见表4-1；A2为接收方地址信息，含义见表4-1；ST1为状态信息1，其各位含义见图4-4；ST2为状态信息2，其各位含义见图4-5；DATA为传输实际数据；CRC为16位循环校验码。对从A1开始到DATA结束之间的数据做计算。

表4-1 发送方（A1）、接收方（A2）地址信息

图4-4 ST1各位的含义

除了上述还规定：作为发送站，在连续发送5个“1”之后要插入一个“0”；作为接收站，在连续收到5个“1”之后要的“0”要删除；在刷新循环之间，主站许发送空信号（重复方式为1010…）；等等。

（3）应用层

规定CC-Link为主从网络。通信都是有主站发起，从站响应。规定主站的具体功能有：基本功能，改善系统可靠性的功能，方便功能。只是这些功能与所配置的主站模块及其连接的主机有关。有的可能没有这么多功能。

1）基本功能。有两种通信模式：远程I/O网络模式和远程网络模式。而远程网络模式又有这两种模式，即循环传送及瞬时传送。用哪一种可以对主站模块设置确定。

（a）远程I/O网络模式。在本模式中，主站仅和远程I/O站执行高速循环传送。开关量数据通过远程输入三菱称为输入位的RX（32位）和远程输出位的RY（32位）传递，可以缩短链接扫描时间，输入输出响应可靠，并且响应时间快，可靠和具有确定性。图4-6所示为主站与远程I/O站通信概况。

图4-5 ST2各位的含义

图4-6a所示为数据链接基本过程。

图4-6b所示为远程输入的过程。远程I/O站的输入状态先自动存储（每次链接扫描时）在主站的“远程输入RX”缓冲存储器中，然后经PLC自动刷新再存储在用参数设定的PLC的软元件（X）中。

图4-6c所示为远程输出的过程。先是PLC自动刷新，把PLC软元件（Y）的状态存储在“远程输出RY”缓冲存储器中。后再经链接扫描，把存储在“远程输出RY”缓冲存储器中的状态输出到远程I/O站。

各小图中的各个标注箭头的含义分别为

a）PLC系统电源接通时，PLC CPU中的网络参数传送到主站，CC-Link系统自动启动。

b）远程I/O站的输入状态自动存储（每次链接扫描时）在主站的“远程输入RX”缓冲存储器中。

c）存储在“远程输入RX”缓冲存储器中的输入状态存储在用自动刷新参数设定的CPU软元件中。

d）用自动刷新参数设置的CPU软元件开/关数据存储在“远程输出RY”缓冲存储器中。

e）存储在“远程输出RY”缓冲存储器中的输出状态自动输出（每次链接扫描的时候）到远程I/O站。

从上述介绍可知，有了这样数据链接过程，PLC对远程I/O的管理其实就可通过对PLC软元件X、Y的管理实现。这与对当地I/O的管理所差的只是连接扫描引起的延迟，而从编程的角度看，两者是感觉不到差别的。

图4-6 主站与远程I/O站通信

（b）远程网络模式循环传送。在本模式中，主站可和所有站（远程I/O站、远程设备站、本地站、现场设备站和备用主站）通信。除了传送上述位数据，还要传送字（RWw、RWr，各4个字）数据。其机理和主站与远程I/O从站通信相同。只是多了使用RWw及EWr两组远程寄存器。这里不再赘述。

这里要着重介绍的是主站与本地站通信。循环传送是使用远程输入RX和远程输出RY（本地站系统中使用的位数据）以及远程寄存器RWw和远程寄存器RWr（本地站系统中使用的用于读写的字数据）以N∶N的模式进行。其过程如图4-7所示。

图中各个标注箭头的含义分别为(www.xing528.com)

a）PLC系统电源接通时，PLC CPU中的网络参数传送到主站，CC-Link系统自动启动。

b）用自动刷新参数设置的CPU软元件的开/关数据存储在本地站的“远程输出RY”缓冲存储器中。远程输出RY用作在本地站系统中的输出数据。

c）本地站“远程输出RY”缓冲存储器中的数据自动存储（每次链接扫描的时候）在主站的“远程输入RX”缓冲存储器和其他本地站中的“远程输出RY”缓冲存储器中。

d）存储在“远程输入RX”缓冲存储器中的输入状态存储在用自动刷新参数设定的CPU软元件中。远程输入RX用作本地站系统中的输入数据。

e）存储在“远程输出RY”缓冲存储器中的输入状态存储在用自动刷新参数设定的CPU软元件中。

f）用自动刷新参数设置的CPU软元件开/关数据存储在主站的“远程输出RY”缓冲存储器中。

图4-7 远程网络模式循环传送过程

g）在“远程输出RY”缓冲存储器中的数据自动存储（每次链接扫描时）在本地站的“远程输入RX”缓冲存储器中。

h）存储在缓冲存储器中的输入状态“远程输入RX”存储在用自动刷新参数设置的CPU软元件中。

i）由自动刷新参数设置的CPU软元件字数据存储在主站的“远程寄存器RWw”缓冲寄存器中。远程寄存器RWw用作本地站系统中写的字数据。

j）缓冲存储器“远程寄存器RWw”中的数据自动存储（每次链接扫描的时候）在所有本地站的缓冲存储器“远程寄存器RWr”中。远程寄存器RWr用作本地站系统中读的字数据。

k）存储在缓冲存储器“远程寄存器RWr”中的字数据存储到用自动刷新参数设置的CPU软元件中。

l）由自动刷新参数设置的字数据存储在本地站的“远程寄存器RWw”缓冲存储器中。但是，数据仅存储在与其自己的站号相对应的区域。

m）“远程寄存器RWr”缓冲存储器中的数据自动存储（每次链接扫描的时候）到主站的“远程寄存器RWr”和其他本地站的“远程寄存器RWw”中。

n）存储在“远程寄存器RWr”缓冲存储器中的字数据存储到用自动刷新参数设定的CPU软元件中。

o）存储在“远程寄存器RWw”缓冲存储器中的字数据存储到用自动刷新参数设定的CPU软元件中。

有了以上循环传送，实际上PLC对远程I/O的管理与对当地I/O的管理并无本质差别。所差的只是增加循环传送过程的延时。而这个延时是可计算的。如果不满足要求也可起用将要介绍的循时传送。

（c）远程网络模式瞬时传送。在主站与本地站之间还可在任意时刻通过指定另一方以1∶1的模式进行瞬时传送和接收数据。这时要在主站运行程序，执行相应读（RIRD）、写（RIWT）数据指令（对三菱Q型机而言），发起通信，从站响应；主站不执行通信指令，通信停止。

A）使用RIWT指令把数据写入本地站中的缓冲存储器的过程如图4-8所示。图中各个标注箭头的含义分别为

图4-8 数据写入本地站中的缓冲存储器的过程

a）要写入本地站中的缓冲存储器的数据存储在主站模块的发送缓冲区中。

b）数据写入本地站的缓冲存储器中。

c）本地站向主站回送一个写入完成回应。

d）接通用RIWT指定的软元件。

B）使用RIRD指令从本地站中的缓冲存储器读取数据的过程如图4-9所示各个标注箭头的含义分别为

a）访问本地站缓冲存储器中的数据。

b）读取的数据存储在主站的接收缓冲区中。

c）数据存入PLC CPU的软元件存储器中，并接通用RIRD指令指定的软元件。

图4-9 从本地站中的缓冲存储器读取数据的过程

提示：在通过瞬时传送执行数据通信之前，必须在主站的缓冲存储器中把发送和接收缓冲区的大小设定好。

主站除了可与本地站进行循时通信，也可与智能站进行循时通信。表4-2所示为三菱Q型机主站与现场设备站可使用的通信指令。

表4-2 三菱Q型机主站与现场设备站可使用的通信指令

2）改善系统可靠性的功能。为确保系统可靠工作，CC-Link提供很多相关功能。如断开数据链接出错的站并仅在正常站之间进行数据通信（从站断开功能）；出错站恢复正常时自动重新连接已断开的数据链接出错站（自动恢复功能）；主站PLC CPU发生错误时继续数据链接（主站PLC CPU有错时的数据链接状态设置）；保持数据链接出错站的软元件状态（设定来自数据链接出错站的输入数据的状态）；即使在主站异常时继续数据链接（备用主站功能）；等等。

这几个功能中最重要的是备用主站功能。有了它，即使主站因为PLC CPU出故障或断电引起故障，系统可起用备用主站（即主站的备用站），就会使数据链接继续进行。而且即使在备用主站控制数据链接时，主站也可以恢复到正常模式并作为备用主站恢复到系统运行状态，这样在备用主站宕机的时候，也能接替工作（主站双工功能）。

为此当然要做相应设置。其方法是用编程软件GPPW，对主站及备用主站做相应设置。

（a）主站设置。首先，设置网络参数中的“类型”。可设置宕机的主站可恢复到系统运行（双工功能）或宕机的主站不恢复到系统运行：然后，设置网络参数中的“备用主站号”。设定范围：1～64（空白意味着不指定备用主站）。缺省：空白（不指定备用主站）。

（b）备用主站设置。将网络参数中的“类型”设置为“备用主站”。将模式设置为“在线（远程网络模式）”。

这些个功能也称RAS，是Reliability（可靠性）、Availability（有效性）、Serviceability（可维护性）的缩写，是CC-Link的一大特点，说明它可以给用户提供高稳定性的网络，可以最大限度地缩小系统宕机时间。

3）方便功能。为了使用方便CC-Link还提供很多相关功能，如简化远程设备站的初始化规程注册（远程设备站初始化规程注册功能）；执行高速处理（为中断程序发布事件功能）；只要打开电源就激活数据链接（自动CC-Link启动功能）；编制包括在将来要添加的模块的程序（保留站功能）；给一个运行中的站断电而检测不到出错（出错无效站设置功能）；使链接扫描和顺控扫描同步（扫描同步功能）；更换模块而不会检测到出错（暂时出错无效站设置功能）；检测每个本地站的运行（数据链接停止/重新启动功能）；站号重叠检查功能；等等。

在这些功能中，要提及的是为中断程序发布事件功能及扫描同步功能。

前者是为了能够根据指定的远程输入状况，发布中断信号，使PLC CPU执行中断程序。这对有必要加快的响应个别远程输入是很有用的。具体功能的使用是用编程软件设置的，所设置的这类事件可多达16个。

后者可选定链接扫描是否要和顺控扫描同步。同步模式，指顺控扫描和链接扫描同时开始。在同步模式中，因为链接扫描和顺控扫描同步，那么顺控扫描用的时间长的话，则链接扫描间隔时间会更长。

3.CC-Link拓扑结构

CC-Link拓扑为总线结构，也允许建立分支。图4-10所示为它的总线结构及分支结构的示意。图下小表列出有关传输速度与总线最大距离关系及分支线长度的规定。

CC-Link还可使用中继器增大网络距离，三菱公司提供这样产品。这使得距离延长可自由自在。因此CC-Link可用于大规模的现场，并能够有效较少布线和设备安装的工作量。图4-11所示为CC-Link在不同传输介质时传输距离与传输速度的关系。

4.CC-Link性能规格

CC-Link有多个版本，版本高的性能也高，目前最新版本为2.00。此外还有Safe（安全）版本，能够及时检出通信延迟、通信数据丢失等通信异常情况，当设备出现故障时，能够实现准确关停。安全远程站的故障和错误信息的历史也能够被保存在安全主站中。这个功能能够更方便进行故障处理。表4-3为2.00版本的规格。

图4-10 CC-Link总线拓扑结构示意

图4-11 CC-Link在不同传输介质时传输距离与传输速度的关系

表4-3 CC-LinkVer.2.00规格

从所示规格可知，CC-Link可实现高速大容量的数据传输。每个内存站循环传送数据为24字节，其中8字节（64位）用于位数据传送，16字节（4点RWr、4点RWw）用于字传送。一个物理站最大占用4个内存站，故一个物理站的循环传送数据为96个字节。在循环传输数据量不够用的情况下，CC-Link提供瞬时传输功能，可将960字节的数据，用指令传送给目标站。CC-Link在连接64个远程I/O站、通信速度为10Mbit/s的情况下，循环通信的链接扫描时间为3.7ms。稳定快速的通信速度是CC-Link的最大优势。