1 引言

　　天線開閉所是低頻發(fā)信系統(tǒng)的一個重要組成部分，它起著大功率發(fā)信機和天線之間的橋梁作用。在天線開閉所中通過交流電機控制一系列隔離開關(guān)的閉合、斷開可以實現(xiàn)無線電信號經(jīng)不同方向的天線輻射出去以及天線接地等功能。所以及時準確的實現(xiàn)開閉所多部電機的監(jiān)控是開閉所控制的關(guān)鍵。目前大多數(shù)開閉所與大功率發(fā)信機之間的距離都比較遠，而且現(xiàn)場設備和電纜都處在強電磁干擾環(huán)境中，傳統(tǒng)的控制方法易導致現(xiàn)場配線復雜和控制信號穩(wěn)定性差等問題。本文針對以上問題介紹一種基于q系列可編程邏輯控制器(programmable logic controller，plc)cc-link現(xiàn)場總線的天線開閉所控制。

　　2 cc-link現(xiàn)場總線

　　2.1 cc-link概述

　　cc-link(control& communication link)是三菱電機于1996年以“多廠家設備環(huán)境、高性能、省配線”理念開發(fā)、公布的開放式現(xiàn)場總線。它是一個復合的、開放的、適應性強的網(wǎng)絡系統(tǒng)，能夠適應于較高的管理層網(wǎng)絡到較低的傳感器網(wǎng)絡的不同范圍。cc-link現(xiàn)場總線是一個以設備層為主的網(wǎng)絡，整個一層網(wǎng)絡由一個主站和最多64個從站組成。網(wǎng)絡中的主站由plc但當，從站可以是遠程i/o模塊、特殊功能模塊、帶有cpu和plc的本地站、人機界面、變頻器及各種測量儀表、閥門等現(xiàn)場儀表設備[1]。

　　cc-link的底層通訊總線協(xié)議遵循rs485接口標準。一般情況下，cc-link主要采用廣播輪詢的方式進行通信。具體方式是：主站將刷新數(shù)據(jù)(ry/rww)發(fā)送到所有從站，與此同時輪詢從站1，從站1對主站的輪詢作出響應(rx/rwr)，同時將該響應告知其它從站;然后主站輪詢從站2(此時并不發(fā)刷新數(shù)據(jù))，從站2給出響應，并將該響應告知其它從站，依次類推，循環(huán)往復。該方式的數(shù)據(jù)傳輸率非常高。除廣播輪詢方式外，cc-link也支持主站與本站、智能設備站之間的瞬時通信。瞬時傳輸不會對廣播輪詢的循環(huán)掃描時間造成影響[2][3]。

　　2.2 cc-link優(yōu)勢和特點

　　(1)減少配線，提高效率。cc-link顯著減少了當今復雜的生產(chǎn)線上的控制線和電源線。減少配線和安裝設備的費用;減少配線時間;更有利于維護。

　　(2)高速的輸入輸出響應。cc-link實現(xiàn)了最高位100mbps的高速通訊速度，輸入輸出響應可靠，并且響應時間快，可靠和具有確定性，能輕松應對要求快速i/o響應和大容量數(shù)據(jù)傳輸?shù)膽谩?/p>

　　(3)延長距離方便。cc-link網(wǎng)絡所覆蓋的總距離可以延長到1200m(在156kb/s速率下)，通過使用中繼器和光中繼器模塊，傳輸距離可進一步延長至13.2km，這樣可以靈活地支持所需的設備。

　　(4) 豐富的ras功能。ras(reliability，availability，serviceability)是可靠性、有效性、易維護性的縮寫，cc-link依靠ras功能實現(xiàn)高可靠性。該功能包括備用主站、從站脫離、自動恢復、測試和監(jiān)控，它提供了高可靠性的網(wǎng)絡系統(tǒng)并使網(wǎng)絡癱瘓的時間最小化。

　　3 系統(tǒng)構(gòu)成

　　天線開閉所由18個隔離開關(guān)組成，對天線開閉所的控制主要是在遠程完成對隔離開關(guān)控制電機的啟動停止、聯(lián)鎖控制及狀態(tài)檢測。基于以上要求，cc-link控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖如圖1所示。

　　天線開閉所cc-link控制系統(tǒng)是采用三菱公司melsec-q系列plc為主控。通過cc-link總線電纜連接9個遠程i/o輸入模塊、9個遠程i /o輸出模塊和一個模擬量輸入模塊，melsec-q系列plc主基板上的基板擴展連接器連接1個三菱got觸摸屏，melsec-q系列plc主基板上的插槽安裝q系列的輸入模塊、輸出模塊、cc-link主站通信模塊和h網(wǎng)絡模塊[4][5]。

　　cc-link現(xiàn)場總線，將現(xiàn)場數(shù)據(jù)高速地傳至主站進行管理。采用一臺三菱q系列plc負責cc-link網(wǎng)絡管理，還負責將數(shù)據(jù)通過上層網(wǎng)絡送到監(jiān)控計算機進行分析，并將中控室發(fā)出的指令送至現(xiàn)場從站。觸摸屏將開閉所中所有受控設備的工作狀態(tài)信息顯示出來供操作人員監(jiān)控。

?

　　圖1 基于cc-link天線開閉所控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖

?

　　圖2主站和遠程站通訊示意圖

　　4 系統(tǒng)通訊實現(xiàn)

　　主站和遠程站之間的通信過程如圖2所示。當和遠程站通信時，和遠程站交換的信號(初始數(shù)據(jù)請求標志、出錯復位請求標志等)使用遠程輸入rx和遠程輸出ry進行通信;而數(shù)字數(shù)據(jù)(平均處理規(guī)格、數(shù)字輸出值等)使用遠程寄存器rww和rwr進行通訊[6]。

　　通訊前，主站必須用初始化程序進行初始化設置，實現(xiàn)軟元件與地址的映射。主站需設定的參數(shù)有：站號;傳輸速率;連接模塊的數(shù)量;重試的次數(shù);自動返回模塊的數(shù)量;備用主站指定; cpu宕機時的指定操作;掃描模式指定;延遲時間設置;預留站點的指定;錯誤無效的站的規(guī)格;站有站數(shù);分配通信緩沖區(qū)和自動更新緩沖區(qū)。預先把這些參數(shù)記錄到主站模塊中，這樣在每次主站模塊啟動的時候不需要寫入?yún)?shù)。各個從站也要設定相應的通信參數(shù)(站號、占用站的數(shù)目、傳輸速率)和編制相應的通信程序。

　　最后通過led顯示器或順控程序確認系統(tǒng)運行情況。

　　5 系統(tǒng)軟件設計

　　控制系統(tǒng)采用三菱公司的gx developer ver.8軟件對q02h型plc進行軟件編程。開閉所控制系統(tǒng)軟件設計主要完成頻點選擇、開閉所接入或接地、系統(tǒng)自檢等控制。為了保證程序的可靠性、易讀性，將控制系統(tǒng)的主程序設計為子程序模塊式結(jié)構(gòu)，不同的子程序模塊完成不同的功能。開閉所控制系統(tǒng)主程序流程如圖3所示。

?

　　圖3 開閉所控制系統(tǒng)主程序流程

　　6 結(jié)束語

　　cc- link總線技術(shù)在天線開閉所中的應用使系統(tǒng)結(jié)構(gòu)得到簡化。不僅降低成本，簡化控制系統(tǒng)的配置，節(jié)省大量控制線纜，而且提高了系統(tǒng)運行的可靠性，尤其是其靈活全面的故障診斷能力及網(wǎng)絡通訊能力，方便了施工、調(diào)試和維護，系統(tǒng)性能大幅度提高。使控制系統(tǒng)的檔次上一個臺階，實現(xiàn)設備運行全程自動化監(jiān)控。