三菱电机多层网络简介 宋葭晖 1．前言 随着工业自动化技术的提高，网络越来越多地被使用在大规模生产控制系统中。整个系统不仅要在生产现场对大量的现场设备（传感器、阀门、电机等）进行高效地控制，而且企业上层管理者也需实时地对现场的生产运行情况进行监控。原先单机或单层网络的控制系统已不能满足这种要求，为此，三菱电机多层网络的系统解决方案很好地解决了这种需监、控、管一体化的大系统的要求，并在很多应用领域得到很好的体现，如钢铁、汽车、电力、食品、烟草、半导体制造等。 2．三菱电机网络概况 三菱电机提供了层次清晰的三层网络，从上至下分别为信息层（以太网）、控制层（MELSECNET/10（H））和设备层（现场总线CC-Link），如下图所示。 信息层为网络系统中最高一层的网络。为了在PLC、设备控制器以及生产管理用计算机之间传输生产信息、管理信息及设备的运转情况等数据，信息层采用最普遍的以太网。三菱电机的以太网模块均是基于TCP/IP和UDP/IP协议而开发的，可直接连接如100BASE-TX、10BASE-T、10BASE-5和10BASE-2等通用网络。另外，以太网模块还装备了日益普及的因特网电子邮件收发功能，使用户无论在世界的任何地方都可以方便地收发生产信息邮件，构筑远程监控管理系统。利用FTP传输协议、三菱电机MELSEC专用协议等手段可以很容易地实现程序的上传、下载和生产信息的传输。上位的监控系统可采用iFIX、InTouch 或其他组态软件，完成对整个工厂的控制系统进行高效的监视和控制，对现场设备的启停等操作和监控，可根据不同产品完成配方管理功能，可将现场生产状况和设备运行状况进行存档，生成报表，以备将来的数据查询，另外技术人员也可直接在中央监控室进行现场设备的程序监控、故障诊断等工作。 控制层是整个网络系统的中间一层网络，采用的是三菱电机著名的MELSECNET/10(H)网络（H为MELSECNET/10的更新版）。该种网络是一种大容量、高速、性能优良的网络，速度可达25或10M，可使用光纤或同轴电缆，每个网络中最大可连接64个站，总距离可达30km。MELSECNET/10(H)有两种网络类型：PLC to PLC网络（用于多个PLC连接的网络）；远程I/O网络（用于连接远程I/O站的网络）。MELSECNET/10(H)网络使用令牌传递的通讯方式，由于发送权是以循环方式分配的，因此，即使网络上连接的站数增加，数据收发仍可高速稳定地进行。站与站的通讯使用无程序的网络共享数据区的概念，使其编程变得异常地简单，对网络通讯的编程如同对本地站编程一样方便。另外，冗余网络、浮动主站、与人机界面的连接等特点使MELSECNET/10(H)获得了很高的市场评价。 设备层是PLC等控制设备和作为其手足的传感器、驱动设备连接起来的一种网络。该层采用的是现场总线CC-Link，它只需一根屏蔽双绞线就可以把现场的多个传感器、驱动设备加以连接，大大减少了布线的数量和工时，同时提高了系统的可维护性。开放的CC-Link使不同厂家生产的设备均可与其相连接，迄今已有270多家厂商生产的产品可支持CC-Link，以满足用户对各种现场设备联网的要求。CC-Link实现了最高10M的通讯速度，由于是通过硬件来完成通讯处理，因而输入输出的响应时间更短且更稳定。例如，在一个网络中，连接最多64个站，以10M的通讯速度，选择远程I/O网络模式时，整个网络的链接扫描时间仅为3.26ms。CC-Link不仅可连接开关量设备，还可处理如ID系统、变频器、人机界面等各种智能化设备的数值数据和信息，各种数据的通讯和终端生产信息的管理均可实现。高性能的CC-Link不但可实现最优化的系统配置，而且最长13.2km、多种中继器、T型分支等特点使CC-link非常适合设备多且分散的现场控制系统。备用主站功能、子站自动脱离和回复等RAS功能，非常适合现场高可靠性的控制要求。 3．结束语 三菱电机多层网络的控制理念是一个可适合于较大控制系统的完整的系统解决方案，不但能符合现场的控制要求，而且能很好地做到控制系统和管理系统的数据共享和多层网络间的透明通讯。该系统解决方案有较强的可移植性，适合于各种中大型控制系统。另外，根据实际的系统配置要求，可选择使用其中的两层网络，例如以太网加MELSECNET/10(H)，或以太网加现场总线CC-Link。