CN117573589A - 一种CC-Link IE现场网络basic协议插片式IO组态及其配置方法 - Google Patents

一种CC-Link IE现场网络basic协议插片式IO组态及其配置方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种CC‑Link IE现场网络basic协议插片式IO组态及其配置方法，包括至少一个IO站点，每一所述IO站点包括至少一个电源模块、一个耦合器、至少一个IO模块，且按照电源模块、耦合器、IO模块依次组装，电源模块分别与所述耦合器、IO模块电性连接，耦合器用于传递IO模块产生的模拟量信号和/或数字量信号，以及计算所有的IO模块的链接软元件的占用点数并配置所述IO站点的逻辑站的占用数量。本发明采用耦合器和IO模块组合的结构，通过耦合器将可扩展的插片式IO模块连接到实时工业以太网系统，IO模块种类丰富，通过更换插片式IO模块的种类，丰富模组组态的功能，为用户高速数据采集、优化系统配置、简化现场配线、提高系统可靠性等提供保障。

Description

一种CC-Link IE现场网络basic协议插片式IO组态及其配置 方法
技术领域
本发明涉及IO扩展模块技术领域，具体涉及一种CC-Link IE现场网络basic协议插片式IO组态及其配置方法。
背景技术
CC-Link是控制与通信链路系统（Control Communication Link）的简称，其通信速度多级可选择，数据容量大，而且能够适应于较高的管理层网络到较低的传感器层网络的不同范围，是一个复合的、开放的、适应性强的网络系统。现有的基于CC-Link IE 网络Basic协议的产品IO组态中，一种产品IO组态仅支持一种主要功能，功能模式单一，如三菱的NZ2MFB1-32D，主要功能为32点的DC24V晶体管输入采集；NZ2MFB1-32T的主要功能为32点DC12V/24V晶体管输出；NZ2MFB1-32DT的主要功能为16点DC24V晶体管输入和16点DC24V晶体管输出，都是功能单一的产品。传统的CC-Link IE 网络Basic协议产品组态时，因其单个产品的功能单一，为实现多功能模式只能采用星型拓扑将多个产品进行组态，使用时会使用到大量的交换机和网线，布线复杂，成本高，同时导致系统配置复杂，数据传输速率慢。
CC-Link的通信方式主要有循环通信和瞬时传送两种：循环通信意味着不停地进行数据交换；瞬时传送需要由专用指令FROM/TO来完成，瞬时传送占用影响循环通信的周期。其中各种类型的数据交换通过链接软元件之间的通信实现，包括远程输入（RX）、远程输出（RY）和远程寄存器（包括远程写寄存器RWw和远程读寄存器RWr），一个从站可传递的数据容量依赖于所占用的虚拟站数（也称逻辑站数），而因协议规定，每个从站（IO站点）占用的逻辑站资源默认固定，且每一逻辑站固定包含链接软元件RX若干点、RY若干点、RWr若干点和RWw若干点，这会造成其所配置的IO模块存在大量的未使用（空置或未占用）的链接软元件RX、RY、RWr、RWw的点数，无法根据IO模块实际使用点数（链接软元件占用点数）情况分配逻辑站的数量，而IO模块用不到的点数也会占用PLC设备的资源，导致PLC资源浪费。例如，CC-Link IE现场网络Basic协议中规定，每一IO站点（从站）至少占用1个逻辑站，1个逻辑站包含RX（64点）、RY（64点）、RWr（32点）、RWw（32点），这些链接软元件RX、RY、RWr、RWw由IO模块根据实际情况占用不同的点数，如NZ2MFB1-32D只占用RX（32点），其余点数会空置不用，但仍会占用PLC设备（主站）的资源，导致PLC资源浪费，同时每个PLC设备（主站）的点数也是有限的，如此会限制PLC设备（主站）连接IO站点（从站）的数量，从而使PLC设备的使用功能和应用受限，无法满足需要。
发明内容
本发明目的在于提供一种CC-Link IE现场网络basic协议插片式IO组态及其配置方法，解决现有功能模组组态的功能单一、布线复杂、成本高以及IO模块空置点数较多导致PLC资源浪费等问题。
为达成上述目的，本发明提出如下技术方案：
一种CC-Link IE现场网络basic协议插片式IO组态，包括至少一个IO站点，每一所述IO站点包括至少一个电源模块、一个耦合器、至少一个IO模块，且按照所述电源模块、所述耦合器、所述IO模块依次组装；
所述电源模块分别与所述耦合器、所述IO模块电性连接，用于为所述耦合器和所述IO模块提供电源；
所述IO模块用于模拟量信号和/或数字量信号的数字化管理，实现异地分布设备的远程控制；
所述耦合器用于传递所述IO模块产生的模拟量信号和/或数字量信号，
以及，
用于计算所有的所述IO模块的链接软元件实际的占用点数并配置所述IO站点的逻辑站的占用数量，包括：首先，在配置软件的后端，所述耦合器根据所配置的每一所述IO模块的链接软元件实际的占用点数计算出所有的所述IO模块的链接软元件实际占用的逻辑站的数量；然后，在所述配置软件前端，采用处理从站的参数功能选项通过SLMP协议读取所有的所述IO模块的链接软元件实际占用的逻辑站的数量；最后，在所述配置软件的前端，采用CC-Link IEFbasic设置功能根据所读取的所有的所述IO模块的链接软元件实际占用的逻辑站的数量配置所述IO站点的逻辑站的占用数量。
作为本发明一种优选技术方案，所述电源模块设有两个，所述IO站点的组装方式为第一个所述电源模块、所述耦合器、至少1个所述IO模块、第二个所述电源模块、至少1个所述IO模块依次连接，所述IO模块包括至少两种类型的插片式IO模块。
作为本发明一种优选技术方案，所述耦合器上设有IP地址修改件、总线接口和系统复位键；
所述IP地址修改件用于修改所述IO模块的IP地址；
所述总线接口用于与外部其他站点或PLC设备通信连接；
所述系统复位键用于在IO模块使用中出现异常情况时，通过其对所述IO模块的IP地址进行复位。
作为本发明一种优选技术方案，所述IP地址修改件设于所述耦合器的面板上，所述IP地址修改件包括第一修改件、第二修改件和第三修改件，且依次对应IP地址的低位1byte的百位、十位和个位，所述IP地址修改件的修改的IP地址的低位1byte范围为1-254。
作为本发明一种优选技术方案，每一所述IO站点配置的所述IO模块的数量满足：
所有所述IO模块所消耗的功耗最大数值必须小于配置的所有所述电源模块所提供的负载电源；
以及，所述耦合器配置的所述IO模块的数量为1-32个。
本发明还提供一种如上所述的CC-Link IE现场网络basic协议插片式IO组态的配置方法，包括以下步骤：
步骤一，硬件准备工作：准备预装有配置软件的计算机、PLC设备和所述IO站点并相互接线，打开并运行所述配置软件，在所述计算机安装CSP配置文件并生成与所述IO站点配置的所述IO模块数量对应的slot文件，每一所述slot文件包含其对应的IO模块的产品信息；
步骤二，在所述配置软件的前端，首先，创建工程并选择所述PLC设备对应的CPU型号；然后，设置使用CC-Link IE现场网络basic协议，并将所述PLC设备的IP地址与所述IO模块的IP地址设置为同一网段；最后，将已连接的所述耦合器添加到CC-Link IE现场网络中，作为其中一个从站；
步骤三，首先，在所述配置软件的后端，所述耦合器根据所配置的每一所述IO模块的链接软元件占用点数计算出所有的所述IO模块的链接软元件实际占用的逻辑站的数量；然后，在所述配置软件前端，采用处理从站的参数功能选项通过SLMP协议读取所有的所述IO模块的链接软元件的占用点数实际占用的逻辑站的数量；最后，在所述配置软件的前端，采用CC-LinkIEFbasic设置功能根据所读取的所有的所述IO模块的链接软元件的占用点数实际占用的逻辑站的数量配置所述IO站点的逻辑站的占用数量；
步骤四，将以上所有设置的参数下载至所述PLC设备，从而将所有设置的参数写入PLC设备的CPU。
作为本发明一种优选技术方案，所述步骤二还包括，在所述配置软件的前端采用处理从站的参数功能选项通过SLMP协议读取每一所述IO模块当前的参数配置或者设置每一所述IO模块所需的新的参数，完成所述IO模块的拓扑。
作为本发明一种优选技术方案，所述设置每一所述IO模块所需的新的参数，包括，设置清空功能、保持功能、数字量输入滤波时间、模拟量滤波功能和模拟量量程配置功能；
所述清空功能与所述保持功能用于针对带有输出的所述IO模块，且在通信异常状态下用于控制所述IO模块的输出动作；
所述数字量输入滤波时间的设置用于防止程序响应输入信号中的因开关触点或电气噪声产生的意外快速变化；
所述模拟量输入滤波功能用于将A/D转换后的数据在IO模块内部进行平均处理，以降低由于输入信号因噪声等受到的波动影响；
所述模拟量量程配置功能用于设置模拟量的量程范围。
作为本发明一种优选技术方案，所述步骤二还包括，在所述配置软件的前端通过SLMP协议读取所述IO模块对应的slot文件，查看该IO模块的产品信息，所述产品信息包括IO模块的型号、软件版本信息、硬件版本信息、软元件起始和结束地址。
作为本发明一种优选技术方案，所述IO模块的IP地址通过配置软件上的IP地址修改工具修改。
本发明技术方案提供的CC-Link IE现场网络basic协议插片式IO组态及其配置方法，采用耦合器和插片式IO模块组合的结构，通过耦合器同时将多种类型的插片式IO模块连接到实时工业以太网系统，后续还可根据实际需要增加或更换适配的插片式IO模块，实现可扩展功能利用，IO模块种类丰富，通过可选的插片式IO模块的种类，丰富了IO组态的功能，单个产品的组态也能实现多功能应用，优化了系统配置以及简化了现场配线，同时为用户高速数据采集、提高系统可靠性等提供保障；同时，在配置软件上利用耦合器根据每一IO模块实际占用的链接软元件RX、RY、RWr、RWw的点数自动计算出所有IO模块的逻辑站实际占用数量，然后给IO站点配置（分配或选择）对应的逻辑站数量，实现IO站点的逻辑站数量可选择的功能，从而减少IO模块未使用的链接软元件点数占用PLC资源的浪费。
应当理解，前述构思以及在下面更加详细地描述的额外构思的所有组合只要在这样的构思不相互矛盾的情况下都可以被视为本公开的发明主题的一部分。
结合附图从下面的描述中可以更加全面地理解本发明教导的前述和其他方面、实施例和特征。本发明的其他附加方面例如示例性实施方式的特征和/或有益效果将在下面的描述中显见，或通过根据本发明教导的具体实施方式的实践中得知。
附图说明
附图不表示按照真实参照物比例绘制。在附图中，在各个图中示出的每个相同或近似相同的组成部分可以用相同的标号表示。为了清晰起见，在每个图中，并非每个组成部分均被标记。现在，将通过例子并参考附图来描述本发明的各个方面的实施例，其中：
图1为本发明实施例中的IO站点的立体结构示意图；
图2为本发明实施例中的IO站点的前侧视图；
图3为本发明实施例中的耦合器的IP地址修改件结构示意图；
图4为本发明实施例中的具有两个电源模块的IO站点的结构示意图。
附图中的标号表示的含义：
1-电源模块，2-耦合器，3-IO模块，4-安装导轨，5-导轨锁紧件，6-端盖，101-接线端子，102-电源指示灯，201-IP地址修改件，202-系统指示灯， 203-总线接口，204-系统复位键，301-信号输入通道，302-信号输出通道，303-模块指示灯，304-信号指示灯。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例的附图,对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然,所描述的实施例是本发明的一部分实施例,而不是全部的实施例。基于所描述的本发明的实施例,本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。除非另作定义,此处使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。
本发明专利申请说明书以及权利要求书中使用的“第一”“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性,而只是用来区分不同的组成部分。同样, 除非上下文清楚地指明其他情况，否则单数形式的“一个”“一”或者“该”等类似词语也不表示数量限制,而是表示存在至少一个。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现在“包括”或者“包含”前面的元件或者物件涵盖出现在“包括”或者“包含”后面列举的特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件, 并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、 操作、元素、组件和/或其集合的存在或添加。“上”“下”“左”“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后,则该相对位置关系也可能相应地改变。
基于传统的CC-Link IE 网络Basic协议产品组态时，为实现多功能模式只能采用星型拓扑将多个产品进行组态，使用时会使用到大量的交换机和网线，布线复杂，成本高，同时导致系统配置复杂，数据传输速率慢；以及因协议规定，每个IO站点（从站）占用的逻辑站资源默认固定，造成IO模块存在大量的未使用链接软元件点数，无法根据IO模块实际使用的链接软元件点数情况分配IO站点的逻辑站的占用数量，而IO模块用不到的链接软元件点数也会占用PLC设备的资源，导致PLC资源浪费的技术问题，本发明旨在提供一种CC-LinkIE现场网络basic协议插片式IO组态。
如图1、图2所示，包括至少一个IO站点，每一所述IO站点包括至少一个电源模块1、一个耦合器2、至少一个IO模块3，所述电源模块1分别与所述耦合器2、所述IO模块3电性连接，用于为耦合器2和IO模块3提供电源。所述IO模块3用于模拟量信号和/或数字量信号的数字化管理，实现异地分布设备的远程控制。所述耦合器2用于传递所述IO模块3产生的模拟量信号和/或数字量信号，以及用于计算所有的所述IO模块的链接软元件实际的占用点数并配置所述IO站点的逻辑站的占用数量，包括：首先，在配置软件的后端，所述耦合器根据所配置的每一所述IO模块的链接软元件RX、RY、RWr、RWw的占用点数计算出所有的所述IO模块的链接软元件RX、RY、RWr、RWw各自总共的占用点数，并且根据这些各自占用的总点数计算出它们实际仅需占用的逻辑站的数量；然后，在所述配置软件前端，采用处理从站的参数功能选项通过SLMP协议读取所有的所述IO模块的链接软元件RX、RY、RWr、RWw实际占用的逻辑站的数量；最后，在所述配置软件的前端，采用CC-LinkIEFbasic设置功能，根据所读取的所有的所述IO模块的链接软元件RX、RY、RWr、RWw的占用点数实际占用的逻辑站的数量，配置（分配或选择）所述IO站点的逻辑站的占用数量。
在本发明实施例中，所述电源模块1的背部设有第一导轨卡槽，所述电源模块1靠近所述耦合器2的一侧的上下两端均设有第一导向块；所述耦合器2的背部设有第二导轨卡槽，所述耦合器2靠近所述电源模块1的一侧的上下两端均设有第一导向槽，所述第一导向槽与所述第一导向块配合连接，与所述第一导向槽相对的所述耦合器2的上端和下端均设有第二导向块；所述IO模块3的背部设有第三导轨卡槽，所述IO模块3靠近所述耦合器一侧的上下两端均设有第二导向槽，所述第二导向槽与所述第二导向块配合连接，与所述第二导向槽相对的所述IO模块3的上端和下端均设有第三导向块；最后一个所述IO模块3的外侧通过所述第三导向块连接有端盖6，所述端盖6用于夹紧固定最后一个IO模块3，使电源模块1、耦合器2和IO模块3形成一个稳定的组件。
所述第一导轨卡槽、第二导轨卡槽、第三导轨卡槽用于与安装导轨4配合连接，从而将电源模块1、耦合器2和IO模块3连接在安装导轨4上。当电源模块1、耦合器2和IO模块3安装在安装导轨4上后，第一个电源模块1与最后一个IO模块3的外侧均设有导轨锁紧件5，用于将其锁紧以进行固定。
所述电源模块1的面板上设有接线端子101和电源指示灯102，所述接线端子101采用弹压式接线端子，接线端子101用于与耦合器2、IO模块3等电性连接，为其供电，电源指示灯102用于指示电源模块1的工作状态。
在发明实施例中，所述耦合器2的面板上设有IP地址修改件201、系统指示灯202和总线接口203，所述耦合器2顶部设有系统复位键204。
所述IP地址修改件201包括第一修改件（×100）、第二修改件（×10）和第三修改件（×1），依次对应IP地址的低位1byte的百位、十位和个位的数值，其中，在本发明实施例中，第一修改件、第二修改件和第三修改件均采用可360°旋转的机械式旋钮，调节时方便快捷。可通过两种方式修改IO模块的IP地址：通过IP地址修改件修改，或者通过配置软件的IP地址修改工具（Conf_TestTool_ToMaster.exe工具）修改。
通过所述IP地址修改件修改，包括：
第一种情况：从出厂时状态修改IP地址时，通过IP地址修改件201修改（设定）IP地址时，所述IP地址沿用出厂所设定的IP地址的高位3byte，修改的是IP地址的低位1byte，且所述低位1byte的修改范围为1-254。如图3所示，192.168.3.XXX为IO模块的IP地址，其中192、168、3为高位3byte，XXX为可修改或设定的低位1byte，通过“×100”对百位、通过“×10”对十位、通过“×1”对个位，在1-254的范围内进行设定。此外，当IP地址修改件201设置为0、255或255以上时，IO模块当前使用的IP地址为上次上位机更改的IP地址或出厂时的设定的IP地址。
第二种情况：从已经通过上位机设定了IP地址的状态下，通过IP地址修改件201修改（设定）IP地址时，所述IP地址沿用所述上位机所设定的IP地址的高位3byte，修改的是IP地址的低位1byte。此处IP地址修改件201可修改的低位1byte范围为1-254。
需要注意的是，通过IP地址修改件修改IO模块的IP地址时，必须在IO站点断电的情况下设置。IO站点重新上电后，通过IP地址修改件设置的IO模块的IP地址才会生效；否则，修改的IP地址不生效。
通过配置软件的IP地址修改工具（Conf_TestTool_ToMaster.exe工具）修改，包括：
第一，电源模块1、耦合器2和IO模块3等硬件连接完成后供电，耦合器2上的IP地址修改件拨至将要分配的 IP 主机位，将作为安装工具的计算机的 IP 地址设置为与IO模块3 的IP 地址同一网段，如IO模块3默认出厂IP地址为 192.168.3.100，计算机的IP地址可改为 192.168.3.88。
第二，打开 Conf_TestTool_ToMaster.exe，选择“Step2.Test executed”，在“IPaddress（masterstation ID）”中选择使用的网络设备，点击“Detect Connected Device”，记录“serverMACAddr”中的 MAC 地址。
第三，点击“IP address setting of connected devices”，在“Slave stationMAC address”中填入记录的 MAC 地址，在“IP address to be set for the slavestation”中填入需要更改的IP地址，点击“Execute”完成IP地址修改。
所述系统指示灯202用于指示IO模块3的运行状态，若系统指示灯常亮，表示IO模块已连接，系统正常交互；若其闪烁1Hz，表示IO模块已连接，系统准备交互；若其闪烁5Hz，表示IO模块未连接，系统配置异常；若其熄灭，表示IO模块未连接或异常。所述总线接口203为2×RJ45的双总线接口，相比于传统的单总线接口，可使系统的拓扑连接方式不限于复杂的星型拓扑连接，降低系统拓扑连接的复杂性。
所述系统复位键204用于复位IO模块3的IP地址信息和配置参数。当使用中出现IP地址忘记、丢失或其他异常情况，可通过系统复位键对IO模块3的IP地址进行复位。具体操作时，长按系统复位键204 1s以上，直至RUN灯与ERR灯交替闪烁后立即松开。若IP地址修改件201当前设置的数值为1-254，执行复位操作时，IO模块3已分配的IP参数将会被清除，以默认网络位（出厂设置） 192.168.3.生效，主机位等于当前IP地址修改件201设置的数值。若IP地址修改件201当前数值为0或大于254，执行复位操作时，IO模块3的IP地址复位为出厂设置。此外，执行复位操作后，IP地址及IO模块3配置的相关参数均失效。
在本发明实施例中，所述IO模块3的面板上设有信号传输通道、模块指示灯303、信号指示灯304和通道标识，所述信号传输通道包括信号输入通道301和信号输出通道302，所述通道标识设于每一信号输入通道301或信号输出通道302的一侧，从而可以快速辨认信号传输通道的类型。模块指示灯303，若常亮，表示电源供电正常；若熄灭，表示未上电或电源供电异常。信号指示灯304，若常亮，表示IO模块运行正常；若闪烁1Hz，表示IO模块已连接，系统准备交互；若熄灭，表示IO模块未上电、系统未交互数据或异常。
在本发明实施例中，插片式IO模块包括数字量插片式IO模块、模拟量插片式IO模块等，通过多种可选择或可更换的插片式IO模块类型丰富了IO组态的功能，并在后续使用中可进行扩展，能够根据实际需要不断增加或更换所需的插片式IO模块类型，以满足需要。插片式IO模块组态具有如下优点：占用逻辑站数量少，一个IO站点可包含多种类型任意组合的插片式IO模块，使得一个IO站点即具有多功能模式，优化系统配置，简化现场配线；功能扩展丰富，支持灵活扩展，IO模块种类齐全，可集成数字量、模拟量、温度等插片式IO模块组态，功能种类丰富，可适用于不同的应用场合需求；兼容性强，耦合器2的通信接口符合工业以太网的通信标准，支持主流CC-Link IE现场网络basic协议；支持参数配置，自动保存；通信速度快，采用X-bus总线，实时性高，为用户提供高速数据采集，扫描周期最大1ms，提高系统可靠性；插片式IO模块的面板上设置有信号传输通道指示灯，紧邻信号传输通道，使得信号传输通道的通信状态一目了然，检测、维护方便。
如图3所示，所述电源模块1设有两个，所述IO站点的组装方式为第一个所述电源模块1、耦合器2、至少1个IO模块3、第二个所述电源模块1、至少1个IO模块3依次电性连接。同理，电源模块1设有两个以上时，IO站点的组装方式为第一个所述电源模块1、耦合器2、至少1个IO模块3、第二个所述电源模块1、至少1个IO模块3依次电性连接、第三个所述电源模块1、至少1个IO模块3……依此规律连接。其中，以上IO组态系统中的所述IO模块3包括至少两种类型的插片式IO模块，通过可选的插片式IO模块的种类，丰富了IO组态的功能，使得单个产品的组态也能实现多功能应用，优化了组态系统的配置以及简化了现场配线，同时为用户高速数据采集、提高系统可靠性等提供保障。
在本发明实施例中，所述插片式IO模块的类型包括但不限于：32通道的数字量输入模块、32通道的数字量输出模块、16通道的数字量输入模块、16通道的数字量输出模块、8通道的数字量输入模块、8通道的数字量输出模块、16通道的数字量输入输出模块、8通道的模拟量电压输入模块、8通道的模拟量输出模块、4通道的电压输入模块、4通道的电压输出模块、8通道的模拟量电流输入模块、8通道的模拟量电流输出模块、4通道的模拟量电流输入模块、4通道的模拟量电流输出模块、12通道的继电器输出模块、4通道的热电阻/热电偶温度采集模块、8通道的热电阻/热电偶温度采集模块、公共端扩展模块、4通道的脉冲输出模块、串行通信模块、编码计数模块等IO模块。用户可根据实际需要选择如上所述的IO模块类型或其他插片式IO模块类型，从而满足单一产品组态具有多功能模式的效果，优化了系统配置，简化了IO组态系统连接结构。
在本发明实施例中，每一所述IO站点配置的所述IO模块3的数量满足：所有所述IO模块3所消耗的功耗最大数值必须小于配置的所有所述电源模块1所提供的负载电源；以及，所述耦合器2配置的所述IO模块3的数量为1-32个。
在本发明实施例中，所述IO站点的模块安装时，首先在已固定的导轨上先安装电源模块1，然后在电源模块1的右边依次安装耦合器2及所需的IO模块3，安装所有需要的IO模块3后，安装端盖6，完成模组的基本组装，最后在电源模块1、端盖6的两端安装导轨固定件，将模组固定。拆卸时，首先松开模块两端的导轨固定件，然后打开IO模块3的卡扣，最后即可拔出想要拆卸的IO模块。
基于本发明提供的一种CC-Link IE现场网络basic协议插片式IO组态，本发明还提供其相应的配置方法。具体以GX Works3配置软件平台，结合三菱PLC设备（型号：R04CPU），介绍本发明实施例所述IO组态及其配置操作方法，包括：
步骤一，预装有GX Works3配置软件的计算机一台、PLC设备一台、完成组装的IO站点、开关电源一台、专用屏蔽电缆一根，将上述计算机、PLC设备、IO站点和开关电源相互接线，实现硬件连接；
打开并运行GX Works3配置软件，在计算机上安装CSP配置文件并生成与IO站点配置的IO模块数量对应的slot文件，例如，IO站点配置有32个IO模块，则生成32个与32个IO模块一一对应的slot文件，并且每一slot文件包含其对应的IO模块的产品信息，产品信息包括IO模块的产品型号、软件版本信息、硬件版本信息、软元件起始和结束地址等信息，其中软件版本信息和硬件版本信息用于方便IO模块的管理，软元件起始和结束地址则方便用户计算IO模块的起始和结束地址。安装CSP配置文件并生成slot文件的步骤具体包括：依次点击GX Works3配置软件前端的【菜单】→【工具】→【配置文件管理】→【登录】，GX Works3配置软件后端进行相应的程序运行并在其前端生成显示若干slot文件；
步骤二，在GX Works3配置软件的前端，首先，创建工程并选择PLC设备对应的CPU型号，包括：依次点击GX Works3配置软件前端的【工程】→【新建】→【选择CPU型号】，在写入框中输入或选择当前PLC设备对应的CPU型号；
然后，设置使用CC-Link IE现场网络basic协议，并将PLC设备的IP地址与IO模块的IP地址设置为同一网段，包括：依次点击GX Works3配置软件前端的【导航窗口】→【参数】→【CPU模块的型号】→【模块参数】→【IP地址设置】，设置PLC设备的IP地址；接着依次点击【导航窗口】→【参数】→【CPU模块的型号】→【模块参数】→【CC-Link IEFbasic使用有无】，在下拉选项中选择“使用”；接着依次点击GX Works3配置软件的【导航窗口】→【参数】→【CPU模块的型号】→【模块参数】→【CC-Link IEFbasic设置】→【网络设置】，双击其后的“详细设置”，进入CC-LinkIEFbasic设置；
最后，将已连接的耦合器添加到CC-Link IE现场网络中，作为其中一个从站，包括：启动扫描设备，点击【连接设备自动检测】，将已连接的耦合器自动添加到CC-Link IE现场网络中；
步骤三，IO站点占用逻辑站数量配置（选择或分配）：首先，在GX Works3配置软件的后端，所述耦合器根据所配置的每一所述IO模块的链接软元件RX、RY、RWr、RWw的占用点数计算出所有的所述IO模块的链接软元件RX、RY、RWr、RWw各自占用的总点数，接着根据这些各自占用的总点数计算出当前实际占用的逻辑站的数量；然后，在所述配置软件前端，采用处理从站的参数功能选项通过SLMP协议读取所有的所述IO模块的链接软元件的占用点数实际需要占用的逻辑站的数量；最后，在所述配置软件的前端，采用CC-LinkIEFbasic设置功能根据所读取的所有的所述IO模块的链接软元件的占用点数实际所需占用的逻辑站的数量配置所述IO站点的逻辑站的占用数量。
以一个耦合器+两个相同的IO模块的拓扑组态为例，且一个耦合器的RX占用点数为32点，RY、RWr、RWw的点数均空置。耦合器一一计算出这两个IO模块的链接软元件的占用点数，结果为一个IO模块的RX占用点数为32点，RY、RWr、RWw的点数均0，则这两个相同的IO模块总共的RX的占用点数为32点+32点=64点，其他的RY、RWr、RWw各自相加均为0，根据CC-Link IE现场网络basic协议，RX占用64点且RY、RWr、RWw的占用点数均为0，则以上链接软元件点数仅需要1个逻辑站即可覆盖，因此该IO站点可只分配1个逻辑站即可满足通信数据容量的需求，且仅空置RY64点、RWr32点、RWw32点。同等情况下传统配置有两个IO模块的拓扑组态，则默认为1个IO模块分配1个逻辑站的原则，2个IO模块的拓扑组态则分配2个逻辑站，从而空置RX64点、RY128点、RWr64点、RWw64点，造成大量的链接软元件点数空置，且空置的点数也会占用PLC设备有限的资源，导致浪费，还限制了IO站点的接入数量。
具体配置步骤包括：在GX Works3配置软件的后端，耦合器根据根据所配置的每一所述IO模块的链接软元件RX、RY、RWr、RWw的占用点数计算出所有的所述IO模块的链接软元件RX、RY、RWr、RWw占用点数当前实际需要占用的逻辑站的数量并保存；然后，在GX Works3配置软件的前端，依次点击【参数】→【CPU模块的型号】→【模块参数】→【CC-Link IEFbasic设置】→【在线】→【处理从站的参数】，在【处理从站的参数】的菜单夹下，设置【执行处理】为【参数读取】，通过SLMP协议读取【Occupted Station（占用站数）】的【读取值】，读取值如为1，意为逻辑站占用数量为1；最后，依次点击GX Works3配置软件前端的【导航窗口】→【参数】→【CPU模块的型号】→【模块参数】→【CC-Link IEFbasic设置】，根据记录的【读取值】在【点数】的写入框中给IO站点配置（选择或分配）相同的逻辑站的占用数量，最后点击【反应设置并关闭】，完成配置。
通过以上的IO站点占用逻辑站数量配置（选择或分配），实现IO站点的逻辑站数量可选择的功能，使得客户可根据耦合器计算出的IO模块实际占用节点数量配置（选择或分配）IO站点当前的逻辑站的占用数量，避免因IO模块空置较多的节点数而导致PLC资源浪费。
步骤四，将以上所有设置的参数下载至PLC设备，从而将所有设置的参数写入PLC设备，供其运行使用，具体步骤包括：在GX Works3配置软件的前端依次点击【导航窗口】→【参数】→【CPU模块的型号】→【模块参数】→【CC-Link IEFbasic设置】→【刷新设置】，双击其后的【详细设置】，参数设置结束后，点击【应用】按钮。接着，重启PLC设备的电源，或者复位PLC设备，添加需要监视的软元件或缓冲器，点击右下角的【执行】完成添加。
在本发明实施例中，若想要读取或设置IO模块的其他参数（如数字量输入滤波时间、模拟量滤波值和模拟量量程范围），可在步骤二的添加从站后，在所述配置软件的前端采用处理从站的参数功能选项通过SLMP协议读取每一所述IO模块当前的参数配置或者设置每一所述IO模块所需的新的参数，完成所述IO模块的拓扑。
其中，IO模块的参数读取的具体操作步骤包括：在GX Works3配置软件的前端，依次点击【参数】→【CPU模块的型号】→【模块参数】→【CC-Link IEFbasic设置】→【在线】→【处理从站的参数】，在【处理从站的参数】的菜单夹下，设置【执行处理】为【参数读取】，点击右下角的【执行】操作，完成IO模块的读取。
设置每一IO模块所需的新的参数，包括，设置清空功能、保持功能、数字量输入滤波时间、模拟量滤波功能和模拟量量程配置功能。
其中，清空功能和保持功能针对带有输出的IO模块，用于在通信异常状态下控制IO模块的输出动作。清空功能在通信断开时，IO模块的信号输出通道自动清空输出；保持功能在通信断开时，IO模块的信号输出通道一直保持输出。配置方法：在添加从站后，在GXWorks3配置软件的前端，依次点击【参数】→【CPU模块的型号】→【模块参数】→【CC-LinkIEFbasic设置】→【在线】→【处理从站的参数】，在【处理从站的参数】的菜单夹下，设置【执行处理】为【参数写入】，单击【全部解除】，方便参数单独设置；勾选【OutputsHold or Clear（输出保持或清除）】功能选项，在【Outputs Hold or Clear】的【写入值】中根据需要选择【Hold （保持）】or 【Clear（清除）】；勾选【ConnectTotal（连接总数）】，在【Connect Total】的【写入值】中写入实际拓扑连接的IO模块的总数；设置完成后，点击【执行】，将以上参数保存至耦合器，同时将参数下载至PLC设备，以使参数生效。
数字量输入滤波时间的设置可防止程序响应输入信号中的意外快速变化，这些变化可能因开关触点跳跃或电气噪声产生。在本发明实施例中，数字量输入滤波固定设置为3ms，可以滤除3ms之内的杂波，但是所有的信号传输通道均不可单独设置。3ms的输入滤波时间表示单个信号从0变为1，或从1变为0持续3ms才能够被检测到，而短于3ms的单个高脉冲或低脉冲不会被检测到。配置方法：在添加从站后，在GX Works3配置软件的前端，依次点击【参数】→【CPU模块的型号】→【模块参数】→【CC-Link IEFbasic设置】→【在线】→【处理从站的参数】，在【处理从站的参数】的菜单夹下，设置【执行处理】为【参数写入】，单击【全部解除】，方便参数单独设置；勾选【InputFilter（输入滤波器）】，在【Input Filter】的【写入值】中根据需要选择滤波时间；勾选【Connect Total】，在【Connect Total】的【写入值】中写入实际拓扑连接的IO模块的总数；设置完成后，点击【执行】，将参数保存至耦合器，同时将参数下载至PLC设备，以使参数生效。
模拟量滤波功能的设置，可以将A/D转换后的数据在IO模块内部进行平均，用于降低由于输入信号因噪声等受到的波动影响；模拟量输入以指定的A/D转换次数进行移动平均处理。每一个信号传输通道均可单独配置，配置范围为1-200次，本发明实施例选择10次，8通道IO模块的采样速率为1.25KHz（800us/8通道），4通道IO模块的采样速率为2.51KHz（400us/4通道）。配置方法：在添加从站后，在GX Works3配置软件的前端，依次点击【参数】→【CPU模块的型号】→【模块参数】→【CC-Link IEFbasic设置】→【在线】→【处理从站的参数】，在【处理从站的参数】的菜单夹下，设置【执行处理】为【参数写入】，单击【全部解除】，方便参数单独设置；勾选【Channels Input Filter（通道输入滤波器）】，在【ChannelsInputFilter】的【写入值】中根据需要写入滤波次数；勾选【Connect Total】，在【ConnectTotal】的【写入值】中写入实际拓扑连接的IO模块总数；设置完成后，点击【执行】，将参数保存至耦合器，同时将参数下载至PLC设备，以使参数生效。
模拟量量程配置功能可以设置模拟量的量程范围，如设置模拟量输入的范围、模拟量输出的范围、温度输入范围、电压输入/输出量程选择及码值范围、电流输入/输出量程选择及码值范围。配置方法：在添加从站后，选中【在线】→【处理从站的参数】，在【处理从站的参数】的菜单夹下，设置【执行处理】为【参数写入】，单击【全部解除】，方便参数单独设置；勾选【Channels Range Select（通道范围选择）】，在【Channels Range Select】的【写入值】中根据需要选择信号传输通道的量程范围；勾选【Connect Total】，在【ConnectTotal】的【写入值】中写入实际拓扑连接的IO模块总数；设置完成后，点击【执行】，将参数保存至耦合器，同时将参数下载至PLC设备，以使参数生效。
在本发明实施例中，若想要查询IO模块的信息，可在步骤二添加从站后，通过SLMP协议读取所述IO模块对应的slot文件，查看该IO模块的产品信息，所述产品信息包括IO模块的型号、软件版本信息、硬件版本信息、软元件起始和结束地址。具体操作步骤包括：在GXWorks3配置软件的前端，依次点击【参数】→【CPU模块的型号】→【模块参数】→【CC-LinkIEFbasic设置】→【在线】→【处理从站的参数】，在【处理从站的参数】的菜单夹下，设置【执行处理】为【参数读取】，点击右下角的【执行】操作，通过SLMP协议和X-Bus协议，可以在Slot1-32文件中读到对应IO模块的产品型号、软件版本信息、硬件版本信息、软元件起始和结束地址等信息。其中，软硬件版本信息，可方便IO模块产品的管理，软元件地址则方便用户计算起始和结束地址。
对比例
IO站点占用的逻辑站数量及IO模块占用的链接软元件点数见表1。
表1 IO站点占用逻辑站数量及IO模块占用链接软元件点数
由表1可知，当一个IO站点的IO模块的RX占用点数为1-64时，其余RY、RWw、RWr即使空置，IO站点也会占用1个逻辑站；当IO站点的IO模块的RX占用点数为65-128时，其余RY、RWw、RWr即使空置，IO站点也会占用2个逻辑站；其他情况，同理类推。
本发明实施例提供的部分型号IO模块的链接软元件默认分配占用点数与实际使用点数见表2。
表2 IO模块的链接软元件默认分配占用点数与实际使用的点数
本发明实施例采用现有的NZ2MFB1-32D模块作为对比，说明本发明实施例IO站点占用逻辑站数量的优化利用。
（1）当IO站点为耦合器+XB6-3200A*1的拓扑组态时，与现有NZ2MFB1-32D模块相同，均占用1个逻辑站，且IO模块只占用RX（32点），其余链接软元件的点数会空置不用；
（2）当IO站点为耦合器+XB6-3200A*2的拓扑组态时，占用1个逻辑站，所有的IO模块共占用RX（64点），空置RY（64点）、RWr（32点）、RWw（32点）；相比于NZ2MFB1-32D*2，占用2个逻辑站，会空置RX（64点）、RY（64点）、RWr（64点）、RWw（64点）；
（3）当IO站点为耦合器+ XB6-3200A*2 + XB6-0032A*2的拓扑组态时，占用1个逻辑站，所有的IO模块共占用RX（64点）、RY（64点），空置RWr（32点）、RWw（32点）；相比于NZ2MFB1-32D*2+NZ2MFB1-32T*2，占用4个逻辑站，会空置RX（128点）、RY（128点）、RWr（128点）、RWw（128点）。
表3 本发明实施例IO模块与现有NZ2MFB1-32模块的资源使用对比
由上述对比可知，本发明实施例的IO站点拓扑组态即使在IO模块数量增加时，IO站点占用的逻辑站数量不会随着IO模块的数量增加而增加，从而避免了的大量空置（未使用）的链接软元件点数占用PLC设备的资源，限制PLC设备所能接入的IO站点的数量，进而影响PLC的应用和使用功能。
虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明。本发明所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰。因此，本发明的保护范围当视权利要求书所界定者为准。

Claims (10)

1.一种CC-Link IE现场网络basic协议插片式IO组态，包括至少一个IO站点，其特征在于，每一所述IO站点包括至少一个电源模块、一个耦合器、至少一个IO模块，且按照所述电源模块、所述耦合器、所述IO模块依次组装；
所述电源模块分别与所述耦合器、所述IO模块电性连接，用于为所述耦合器和所述IO模块提供电源；
所述IO模块用于模拟量信号和/或数字量信号的数字化管理，实现异地分布设备的远程控制；
所述耦合器用于传递所述IO模块产生的模拟量信号和/或数字量信号，
以及，
用于计算所有的所述IO模块的链接软元件实际的占用点数并配置所述IO站点的逻辑站的占用数量，包括：首先，在配置软件的后端，所述耦合器根据所配置的每一所述IO模块的链接软元件实际的占用点数计算出所有的所述IO模块的链接软元件实际占用的逻辑站的数量；然后，在所述配置软件前端，采用处理从站的参数功能选项通过SLMP协议读取所有的所述IO模块的链接软元件实际占用的逻辑站的数量；最后，在所述配置软件的前端，采用CC-Link IEFbasic设置功能根据所读取的所有的所述IO模块的链接软元件实际占用的逻辑站的数量配置所述IO站点的逻辑站的占用数量。
2.根据权利要求1所述的CC-Link IE现场网络basic协议插片式IO组态，其特征在于，所述电源模块设有两个，所述IO站点的组装方式为第一个所述电源模块、所述耦合器、至少1个所述IO模块、第二个所述电源模块、至少1个所述IO模块依次连接，所述IO模块包括至少两种类型的插片式IO模块。
3.根据权利要求1所述的CC-Link IE现场网络basic协议插片式IO组态，其特征在于，所述耦合器上设有IP地址修改件、总线接口和系统复位键；
所述IP地址修改件用于修改所述IO模块的IP地址；
所述总线接口用于与站点或PLC设备通信连接；
所述系统复位键用于在IO模块使用中出现异常情况时，通过其对所述IO模块的IP地址进行复位。
4.根据权利要求3所述的CC-Link IE现场网络basic协议插片式IO组态，其特征在于，所述IP地址修改件设于所述耦合器的面板上，所述IP地址修改件包括第一修改件、第二修改件和第三修改件，且依次对应IP地址的低位1byte的百位、十位和个位，所述IP地址修改件修改的IP地址的低位1byte范围为1-254。
5.根据权利要求1所述的CC-Link IE现场网络basic协议插片式IO组态，其特征在于，每一所述IO站点配置的所述IO模块的数量满足：
所有所述IO模块所消耗的功耗最大数值必须小于配置的所有所述电源模块所提供的负载电源；
以及，所述耦合器配置的所述IO模块的数量为1-32个。
6.一种如权利要求1-5任一项所述的CC-Link IE现场网络basic协议插片式IO组态的配置方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一，准备预装有配置软件的计算机、PLC设备和所述IO站点并相互接线，打开并运行所述配置软件，在所述计算机安装CSP配置文件并生成与所述IO站点配置的所述IO模块数量对应的slot文件，每一所述slot文件包含其对应的IO模块的产品信息；
步骤二，在所述配置软件的前端，首先，创建工程并选择所述PLC设备对应的CPU型号；然后，设置使用CC-Link IE现场网络basic协议，并将所述PLC设备的IP地址与所述IO模块的IP地址设置为同一网段；最后，将已连接的所述耦合器添加到CC-Link IE现场网络中，作为其中一个从站；
步骤三，首先，在所述配置软件的后端，所述耦合器根据所配置的每一所述IO模块的链接软元件的占用点数计算出所有的所述IO模块的链接软元件实际占用的逻辑站的数量；然后，在所述配置软件前端，采用处理从站的参数功能选项通过SLMP协议读取所有的所述IO模块的链接软元件实际占用的逻辑站的数量；最后，在所述配置软件的前端，采用CC-LinkIEFbasic设置功能根据所读取的所有的所述IO模块的链接软元件实际占用的逻辑站的数量配置所述IO站点的逻辑站的占用数量；
步骤四，将以上所有设置的参数下载至所述PLC设备，从而将所有设置的参数写入PLC设备的CPU。
7.根据权利要求6所述的CC-Link IE现场网络basic协议插片式IO组态的配置方法，其特征在于，所述步骤二还包括，在所述配置软件的前端采用处理从站的参数功能选项通过SLMP协议读取每一所述IO模块当前的参数配置或者设置每一所述IO模块所需的新的参数，完成所述IO模块的拓扑。
8.根据权利要求7所述的CC-Link IE现场网络basic协议插片式IO组态的配置方法，其特征在于，所述设置每一所述IO模块所需的新的参数，包括，设置清空功能、保持功能、数字量输入滤波时间、模拟量滤波功能和模拟量量程配置功能；
所述清空功能与所述保持功能用于针对带有输出的所述IO模块，且在通信异常状态下用于控制所述IO模块的输出动作；
所述数字量输入滤波时间的设置用于防止程序响应输入信号中的因开关触点或电气噪声产生的意外快速变化；
所述模拟量输入滤波功能用于将A/D转换后的数据在IO模块内部进行平均处理，以降低由于输入信号因噪声等受到的波动影响；
所述模拟量量程配置功能用于设置模拟量的量程范围。
9.根据权利要求6所述的CC-Link IE现场网络basic协议插片式IO组态的配置方法，其特征在于，所述步骤二还包括，在所述配置软件的前端通过SLMP协议读取所述IO模块对应的slot文件，查看该IO模块的产品信息，所述产品信息包括IO模块的型号、软件版本信息、硬件版本信息、软元件起始和结束地址。
10.根据权利要求6所述的CC-Link IE现场网络basic协议插片式IO组态的配置方法，其特征在于，所述IO模块的IP地址通过所述配置软件上的IP地址修改工具修改。
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