三菱Q系列PLC与万可750-310组建CC-LINK网络
日期：2009-11-24 13:06:56 点击：
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【摘要】 本文介绍CC-Link网络基本常识，和如何利用三菱Q系列PLC与德国万可电子公司750-310模块组建CC-Link网络，实现生产中的自动化控制。
【关键词】 CC-Link PLC 从站 自动控制
【Abstract】 This paper introduced the basic knowledge of CC-Link network. How to construct the CC-Link network with Mitsubishi Q series PLC and WAGO 750-310 and apply it into the factory automation are also explained.
【Keywords】 CC-Link； Programmable logic controller；Slave Station；Automation control。
1 CC-Link 简介
CC-Link是Control & Communication Link（控制与通信链路系统）的简称，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。在1996年11月，以三菱电机为主导的多家公司以"多厂家设备环境、高性能、省配线"理念开发、公布和开放了现场总线CC-Link，并第一次正式向市场推出了CC-Link这一全新的多厂商、高性能、省配线的现场网络。由于CC-Link研发和公布的时间相对较晚，在业内的硬件和软件的基础相对较为完善和先进，故在技术层面上有其得天独厚的优势。
1998年，汽车行业的马自达、五十铃、雅马哈、通用、铃木等也都成为了CC-Link的用户，而且CC-Link迅速进入中国市场，目前在中国许多重大的工程项目和典型设备中有大量的应用。随着技术的发展和进步，根据客户的需求和市场的需要，分别于2002年推出了CC-Link/LT,2003年初推出了CC-Link Ver.2.0. CC-Link/LT是比CC-Link更低端，价格更便宜，更能满足现场分布式应用的网络，它使CC-Link在技术层面上更加丰满，使用上更加简单方便。CC-Link Ver.2.0是在CC-Link的基础上将数据容量扩大了8倍，使得它更适合于半导体制造等需要大容量和稳定的数据通讯领域。
1.1 CC-Link特性
1. 减少配线，提高效率
和其它总线一样，总线的使用减少了配线和安装设备的时间费用，减少配线时间，更有利于维护，大大提高生产效率。
2. 广泛的多厂商设备使用环境
可以从广泛的CC-Link产品群中选择适合您自动化控制的最佳设备。
●CC-Link会员生产厂商：已经超过506家
●CC-Link兼容产品：已经超过490多种
在电磁阀，传感器，转换器，温度控制器，传输设备，条形码阅读器，ID系统，网关，机器人，伺服驱动器，PLC等多种产品类型都有对应总线的产品。
3. 高速的输入输出响应
CC-Link实现了最高为10Mbps的高速通讯速度，输入输出响应可靠，并且响应时间快，可靠和具有确定性。
4. 距离延长自由自在
CC-Link的最大总延长距离可达1.2km(156kbps).另外，通过使用中继器（T型分支）或光纤中继器，可进一步延长传输距离，适用于网络扩张时需远距离设置的设备。
5. 丰富的RAS功能
RAS是Reliability（可靠性）、Availability（有效性）、Serviceability（可维护性）的缩写。总线具有备用主站功能、在线更换功能、通信自动恢复功能、网络监视功能、网络诊断功能提供了一个可以信赖的网络系统，帮助用户在最短时间内恢复网络系统。
2 产品介绍
2.1 三菱主站及软件介绍
2.1.1 三菱主站
三菱Q系列介绍：基本型QCPU是以小规模系统为对象的，最适合于简单而又紧凑的控制系统。所支持的最大I／O点数为1024点，软元件的存储器约为19K字，且允许软元件在16K字范围内任意分配，Q00／Q01CPU还可将32K字的文件寄存器存入内置的标准RAM中。基本型QCPU内部都含有闪存ROM，所以能在不使用存储卡的情况下对ROM进行操作。可以使用梯形图、语句表、ST（结构化文本，类高级语言）、SFC、FB等5种编程语言对基本型QCPU进行编程。Q00／Q01CPU内置串行通讯功能，CPU的RS-232接口能与使用MC通讯协议的外部设备进行通讯。
2.1.2 三菱软件介绍
要使用三菱PLC，必须先安装三菱PLC控制软件GX Developer8.31。首先安装运行环境，运行相应目录下的\GPPW8.31-C\GX Developer 8C\EnvMEL\SETUP.EXE。再安装相应目录下的\GPPW8.31-C\GX Developer 8C\ SETUP.EXE。不选任何复选框，一路“下一步”。完成软件的安装。运行编程软件GX Developer8.31，首先选择与试验设备相同的PLC类型，在本项目中是Q02系列PLC。建立新的工程项目。
设置为“远程设备站”，占用站数：4个站；保留站（预约/无效站指定）：无设置。单击“结束设置”。说明一下，远程设备站就是可以同时使用位数据和字数据的站（例如模拟模块和指示器）缩写RD(Remote Device)。
3.4 编写激活远程设备站程序
在上电或硬件复位时，需要依据750－310激活的时序图，进行激活。
3.5 下载程序
选择程序和参数选项，将程序和PLC参数下载。
3.2 设置主站网络
在参数－网络参数－CC-Link项目下设置通讯模块和保存网络设置：
通讯模块数量是1个，故选择模块数量为1，模式设置是“远程网络Ver.1模式”。
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【摘要】 本文介绍CC-Link网络基本常识，和如何利用三菱Q系列PLC与德国万可电子公司750-310模块组建CC-Link网络，实现生产中的自动化控制。
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【关键词】 CC-Link PLC 从站 自动控制
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【Abstract】 This paper introduced the basic knowledge of CC-Link network. How to construct the CC-Link network with Mitsubishi Q series PLC and WAGO 750-310 and apply it into the factory automation are also explained.
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【Keywords】 CC-Link； Programmable logic controller；Slave Station；Automation control。
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1 CC-Link 简介
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CC-Link是Control & Communication Link（控制与通信链路系统）的简称，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。在1996年11月，以三菱电机为主导的多家公司以"多厂家设备环境、高性能、省配线"理念开发、公布和开放了现场总线CC-Link，并第一次正式向市场推出了CC-Link这一全新的多厂商、高性能、省配线的现场网络。由于CC-Link研发和公布的时间相对较晚，在业内的硬件和软件的基础相对较为完善和先进，故在技术层面上有其得天独厚的优势。
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1998年，汽车行业的马自达、五十铃、雅马哈、通用、铃木等也都成为了CC-Link的用户，而且CC-Link迅速进入中国市场，目前在中国许多重大的工程项目和典型设备中有大量的应用。随着技术的发展和进步，根据客户的需求和市场的需要，分别于2002年推出了CC-Link/LT,2003年初推出了CC-Link Ver.2.0. CC-Link/LT是比CC-Link更低端，价格更便宜，更能满足现场分布式应用的网络，它使CC-Link在技术层面上更加丰满，使用上更加简单方便。CC-Link Ver.2.0是在CC-Link的基础上将数据容量扩大了8倍，使得它更适合于半导体制造等需要大容量和稳定的数据通讯领域。
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1.1 CC-Link特性
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1. 减少配线，提高效率
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和其它总线一样，总线的使用减少了配线和安装设备的时间费用，减少配线时间，更有利于维护，大大提高生产效率。
——可——编——程——控－制－器－技——术——门——户
2. 广泛的多厂商设备使用环境
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可以从广泛的CC-Link产品群中选择适合您自动化控制的最佳设备。
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●CC-Link会员生产厂商：已经超过506家
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●CC-Link兼容产品：已经超过490多种
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在电磁阀，传感器，转换器，温度控制器，传输设备，条形码阅读器，ID系统，网关，机器人，伺服驱动器，PLC等多种产品类型都有对应总线的产品。
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3. 高速的输入输出响应
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CC-Link实现了最高为10Mbps的高速通讯速度，输入输出响应可靠，并且响应时间快，可靠和具有确定性。
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4. 距离延长自由自在
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CC-Link的最大总延长距离可达1.2km(156kbps).另外，通过使用中继器（T型分支）或光纤中继器，可进一步延长传输距离，适用于网络扩张时需远距离设置的设备。
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5. 丰富的RAS功能
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RAS是Reliability（可靠性）、Availability（有效性）、Serviceability（可维护性）的缩写。总线具有备用主站功能、在线更换功能、通信自动恢复功能、网络监视功能、网络诊断功能提供了一个可以信赖的网络系统，帮助用户在最短时间内恢复网络系统。
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2 产品介绍
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2.1 三菱主站及软件介绍
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2.1.1 三菱主站
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三菱Q系列介绍：基本型QCPU是以小规模系统为对象的，最适合于简单而又紧凑的控制系统。所支持的最大I／O点数为1024点，软元件的存储器约为19K字，且允许软元件在16K字范围内任意分配，Q00／Q01CPU还可将32K字的文件寄存器存入内置的标准RAM中。基本型QCPU内部都含有闪存ROM，所以能在不使用存储卡的情况下对ROM进行操作。可以使用梯形图、语句表、ST（结构化文本，类高级语言）、SFC、FB等5种编程语言对基本型QCPU进行编程。Q00／Q01CPU内置串行通讯功能，CPU的RS-232接口能与使用MC通讯协议的外部设备进行通讯。
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2.1.2 三菱软件介绍
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要使用三菱PLC，必须先安装三菱PLC控制软件GX Developer8.31。首先安装运行环境，运行相应目录下的\GPPW8.31-C\GX Developer 8C\EnvMEL\SETUP.EXE。再安装相应目录下的\GPPW8.31-C\GX Developer 8C\ SETUP.EXE。不选任何复选框，一路“下一步”。完成软件的安装。运行编程软件GX Developer8.31，首先选择与试验设备相同的PLC类型，在本项目中是Q02系列PLC。建立新的工程项目。
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图1， 建立新工程
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2.2 德国万可电子从站
WAGO公司是德国专业从事以独创的弹簧压力技术为特征的电连接器、电子模块和现场总线输入/输出系统的跨国公司。创建于1951年，总部座落于德国的MINDEN市。在全球拥有50多家子公司及分销商,目前公司的业务遍布欧洲、北美、拉丁美洲和亚洲等国家和地区。德国WAGO公司设计和生产由其首创的以"笼式弹簧夹持"技术（CAGE CLAMP）为特征的接线端子和连接器。笼式弹簧夹持单元（CAGE CLAMP）这种革新的接线方式以其优良的特性从根本上解决了导线连接的可靠性问题，受到全世界业内人士的广泛欢迎。其具有的高可靠，抗振动、免维护和高工效等特点，又使得WAGO公司在这个领域中一直保持世界领先地位。此外，由WAGO公司首创的"紧凑型笼式弹簧夹持单元"（CAGE CLAMP COMPACT），继承了原产品的优点，而且体积更小，更节约空间。
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WAGO公司是德国专业从事以独创的弹簧压力技术为特征的电连接器、电子模块和现场总线输入/输出系统的跨国公司。创建于1951年，总部座落于德国的MINDEN市。在全球拥有50多家子公司及分销商,目前公司的业务遍布欧洲、北美、拉丁美洲和亚洲等国家和地区。德国WAGO公司设计和生产由其首创的以"笼式弹簧夹持"技术（CAGE CLAMP）为特征的接线端子和连接器。笼式弹簧夹持单元（CAGE CLAMP）这种革新的接线方式以其优良的特性从根本上解决了导线连接的可靠性问题，受到全世界业内人士的广泛欢迎。其具有的高可靠，抗振动、免维护和高工效等特点，又使得WAGO公司在这个领域中一直保持世界领先地位。此外，由WAGO公司首创的"紧凑型笼式弹簧夹持单元"（CAGE CLAMP COMPACT），继承了原产品的优点，而且体积更小，更节约空间。
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2.2.1 德国万可电子750系列模块
WAGO公司率先研制了现场总线分布式输入/输出自动化控制系统 WAGO-I/O-SYSTEM750。近年来，在WAGO-I/O-SYSTEM 750的基础上，WAGO公司相继发展了WAGO-I/O-SYSTEM 750可编程现场总线控制器以及WAGO-I/O-SYSTEM 755 IP67等硬件产品和相应的软件产品。WAGO公司的现场总线输入/输出系统不仅支持CC-Link，PROFIBUS-DP/FMS，DeviceNet,Modbus, Interbus, CANBus, LonWorks, Ethernet 等多种现场总线，还支持串行接口的通讯等。在这里我们详细介绍CC-Link总线的750-310模块。
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WAGO公司率先研制了现场总线分布式输入/输出自动化控制系统 WAGO-I/O-SYSTEM750。近年来，在WAGO-I/O-SYSTEM 750的基础上，WAGO公司相继发展了WAGO-I/O-SYSTEM 750可编程现场总线控制器以及WAGO-I/O-SYSTEM 755 IP67等硬件产品和相应的软件产品。WAGO公司的现场总线输入/输出系统不仅支持CC-Link，PROFIBUS-DP/FMS，DeviceNet,Modbus, Interbus, CANBus, LonWorks, Ethernet 等多种现场总线，还支持串行接口的通讯等。在这里我们详细介绍CC-Link总线的750-310模块。
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2.2.2 德国万可电子750-310从站模块
带有CC-Link总线适配器的WAGO-I/O-SYSTEM 750-310模块在CC-Link现场总线系统上作为一个从站。
该总线适配器能支持所有I/O模块并自动配置、生成包括数字量模块、模拟量模块及特殊功能模块的本地过程映象,模拟量模块和特殊功能模块以字或字节的形式传输数据而数字量模块以位的形式传输数据。
CC-Link 允许过程映象存储在相应的主控单元(PLC，Y PC或NC)中。本地过程映象分为数据接收和数据发送两个区域。过程数据通过CC-Link 现场总线发送到PLC、PC或NC做进一步处理,并通过CC-Link 从现场接收数据。
模拟量模块的数据被存储在按照模块排列顺序而自动建立的过程映象区中。数字量模块的位以字节的形式排列在模拟量数据后面。如果数字量总数超过8位则总线适配器会自动从下一个新的字节开始识别。
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带有CC-Link总线适配器的WAGO-I/O-SYSTEM 750-310模块在CC-Link现场总线系统上作为一个从站。
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该总线适配器能支持所有I/O模块并自动配置、生成包括数字量模块、模拟量模块及特殊功能模块的本地过程映象,模拟量模块和特殊功能模块以字或字节的形式传输数据而数字量模块以位的形式传输数据。
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CC-Link 允许过程映象存储在相应的主控单元(PLC，Y PC或NC)中。本地过程映象分为数据接收和数据发送两个区域。过程数据通过CC-Link 现场总线发送到PLC、PC或NC做进一步处理,并通过CC-Link 从现场接收数据。
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模拟量模块的数据被存储在按照模块排列顺序而自动建立的过程映象区中。数字量模块的位以字节的形式排列在模拟量数据后面。如果数字量总数超过8位则总线适配器会自动从下一个新的字节开始识别。
图2， 750－310外观及电气简图
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3 组网过程介绍
利用三菱Q系列PLC与德国万可电子公司750-310模块组建CC-Link网络，实现生产中的自动化控制。
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利用三菱Q系列PLC与德国万可电子公司750-310模块组建CC-Link网络，实现生产中的自动化控制。
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3.1 硬件连接
首先进行硬件的连接，在万可电子750-310模块上的波特率模式设置选择“5”，地址依据实际设计选择，在本项目中选1。
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首先进行硬件的连接，在万可电子750-310模块上的波特率模式设置选择“5”，地址依据实际设计选择，在本项目中选1。
图3， 管脚图 根据管脚定义：
Pin3：DA；
Pin4：DG；
Pin8：DB。
连接好硬件。在最后的节点管脚DA和DB间要加上终端电阻。
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Pin3：DA；
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Pin4：DG；
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Pin8：DB。
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连接好硬件。在最后的节点管脚DA和DB间要加上终端电阻。
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图4， 设置主站网络
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出现上图所示的设置，将下列各项设置如下：
? 起始I/O号：[00A0] 三菱通讯模块的地址
? 总链接数：[1] 分站的数量
? 远程输入（RX）：[X1000] 分站数字量输入地址
? 远程输出（RY）：[Y1000] 分站数字量输出地址
? 远程寄存器（RWr）刷新软元件：[D0] 分站模拟量输入地址
? 远程寄存器（RWw）刷新软元件：[D100] 分站模拟量输出地址
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? 起始I/O号：[00A0] 三菱通讯模块的地址
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? 总链接数：[1] 分站的数量
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? 远程输入（RX）：[X1000] 分站数字量输入地址
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? 远程输出（RY）：[Y1000] 分站数字量输出地址
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? 远程寄存器（RWr）刷新软元件：[D0] 分站模拟量输入地址
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? 远程寄存器（RWw）刷新软元件：[D100] 分站模拟量输出地址
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说明：
实际程序中，数字量输入地址RX1000对应第一个开关量输入点，RX1001对应第二个开关量点；数字量输出地址RY1000对应第一个开关量输出点，RY1001对应第二个开关量输出点。模拟量输入地址D0对应第一路模拟量，D1对应第二路模拟量，模拟量输出地址D100对应第一路模拟量输出，D101对应第二路模拟量输出。
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实际程序中，数字量输入地址RX1000对应第一个开关量输入点，RX1001对应第二个开关量点；数字量输出地址RY1000对应第一个开关量输出点，RY1001对应第二个开关量输出点。模拟量输入地址D0对应第一路模拟量，D1对应第二路模拟量，模拟量输出地址D100对应第一路模拟量输出，D101对应第二路模拟量输出。
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三菱通讯模块的地址由主站PLC分配而来。在本项目中，模块地址为A0。如下图。
图5， 主站地址分配表
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3.3 设置从站网络
接下来进行远程模块的设置。单击“站信息”按钮，出现“CC-Link站信息模块”设定
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接下来进行远程模块的设置。单击“站信息”按钮，出现“CC-Link站信息模块”设定
图6， 设置从站网络
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设置为“远程设备站”，占用站数：4个站；保留站（预约/无效站指定）：无设置。单击“结束设置”。说明一下，远程设备站就是可以同时使用位数据和字数据的站（例如模拟模块和指示器）缩写RD(Remote Device)。
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3.4 编写激活远程设备站程序
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在上电或硬件复位时，需要依据750－310激活的时序图，进行激活。
图7， 750－310激活的时序图
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说明：在RX(n+1)8中，(n+1)8表示(n+10+8)，n表示远程输入（RX）的地址1000，在本项目中n＝1000。所以RX(n+1)8＝X1018，案例程序如下：
图8， 750－310激活的程序
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还可以在“远程设备站初始化指定”项下点击“初始设置”进行直接设置：
点击初始设置后，显示远程软元件初始化注册对话框，在目标站号即“相关站号”中输入我们的硬件站地址“1”，然后单击“登录顺序”，显示“顺序登录”将输入格式改为16进制。再依据激活时序图进行设置。
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点击初始设置后，显示远程软元件初始化注册对话框，在目标站号即“相关站号”中输入我们的硬件站地址“1”，然后单击“登录顺序”，显示“顺序登录”将输入格式改为16进制。再依据激活时序图进行设置。
图9， 远程设备站的初始化设置
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3.5 下载程序
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选择程序和参数选项，将程序和PLC参数下载。
图10， 程序下载选项
图11， 程序下载过程及结束
联机成功后，L RUN灯、SD灯、RD灯和I/O灯均会常亮。如果硬件连接不正确，或主站没有设定正确，L RUN灯不会点亮。设置正确后，L RUN灯会常亮，不运行750－310激活程序，I/O会闪亮，闪亮频率是站地址。下载运行激活程序后，I/O会常亮。
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4 联机情况
图12， 联机实物图
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联机成功后，L RUN灯、SD灯、RD灯和I/O灯均会常亮。如果硬件连接不正确，或主站没有设定正确，L RUN灯不会点亮。设置正确后，L RUN灯会常亮，不运行750－310激活程序，I/O会闪亮，闪亮频率是站地址。下载运行激活程序后，I/O会常亮。
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5 结束语
二十一世纪网络时代的到来，各种总线成百花齐开的事实。我们就自控系统网络设计、建设过程，各个厂家产品互联，总结出些经验，在此仅做抛砖引玉的作用。希望大家多提宝贵意见，以提高我们在自控领域中的应用水平。
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二十一世纪网络时代的到来，各种总线成百花齐开的事实。我们就自控系统网络设计、建设过程，各个厂家产品互联，总结出些经验，在此仅做抛砖引玉的作用。希望大家多提宝贵意见，以提高我们在自控领域中的应用水平。
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6 参考文献
[1] CC-LINK控制与通信总线原理及应用。北京 清华大学出版社 2007
[2] CC-LINK论文集。北京：中国轻工出版社，1998
[3] PLC培训基础教程（Melsec Q系列）（CC-Link） 上海 三菱电机，2001
[4] WAGO-I/O-SYSTEM IP20模块化现场总线产品目录 天津 万可电子，2006
[5] WAGO-I/O-SYSTEM 750－310手册 天津 万可电子，2006
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[1] CC-LINK控制与通信总线原理及应用。北京 清华大学出版社 2007
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[2] CC-LINK论文集。北京：中国轻工出版社，1998
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[3] PLC培训基础教程（Melsec Q系列）（CC-Link） 上海 三菱电机，2001
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[4] WAGO-I/O-SYSTEM IP20模块化现场总线产品目录 天津 万可电子，2006
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[5] WAGO-I/O-SYSTEM 750－310手册 天津 万可电子，2006
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在参数－网络参数－CC-Link项目下设置通讯模块和保存网络设置：
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通讯模块数量是1个，故选择模块数量为1，模式设置是“远程网络Ver.1模式”。
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