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的閉合、斷開可以實現無線電信號經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開閉所多部電機的監(jiān)控是開閉所控制的關鍵。目前大多數開閉所與大功率發(fā)信機之間的距離都比較遠，而且現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現場總線的天線開閉所控制。
2  cc-link現場總線

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)、公布的開放式現場總線。它是一個復合的、開放的、適應性強的網絡系統(tǒng)，能夠適應于較高的管理層網絡到較低的傳感器網絡的不同范圍。cc-link現場總線是一個以設備層為主的網絡，整個一層網絡由一個主站和最多64個從站組成。網絡中的主站由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：主站將刷新數據(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)刷新數據)，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。該方式的數據傳輸率非常高。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響應和大容量數據傳輸的應用。

(3)延長距離方便。cc-link網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絡系統(tǒng)并使網絡癱瘓的時間最小化。

3  系統(tǒng)構成

天線開閉所由18個隔離開關組成，對天線開閉所的控制主要是在遠程完成對隔離開關控制電機的啟動停止、聯鎖控制及狀態(tài)檢測?；谝陨弦?，cc-link控制系統(tǒng)結構框圖如圖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網絡模塊[4][5]。

cc-link現場總線，將現場數據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網絡管理，還負責將數據通過上層網絡送到監(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)結構框圖

圖2主站和遠程站通訊示意圖
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4  系統(tǒng)通訊實現

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(初始數據請求標志、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；而數字數據(平均處理規(guī)格、數字輸出值等)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，實現軟元件與地址的映射。主站需設定的參數有：站號；傳輸速率；連接模塊的數量；重試的次數；自動返回模塊的數量；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；分配通信緩沖區(qū)和自動更新緩沖區(qū)。預先把這些參數記錄到主站模塊中，這樣在每次主站模塊啟動的時候不需要寫入參數。各個從站也要設定相應的通信參數(站號、占用站的數目、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構，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  結束語

cc-link總線技術在天線開閉所中的應用使系統(tǒng)結構得到簡化。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絡通訊能力，方便了施工、調試和維護，系統(tǒng)性能大幅度提高。使控制系統(tǒng)的檔次上一個臺階，實現設備運行全程自動化監(jiān)控。