開放式現(xiàn)場(chǎng)總線CC-Link 綜述
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雖然CC-Link在中國(guó)的市場(chǎng)表現(xiàn)良好，國(guó)內(nèi)已經(jīng)存在大量廣泛的應(yīng)用和一些合作伙伴，但是關(guān)于CC-Link的全貌的介紹相對(duì)較少。
作為包容了現(xiàn)場(chǎng)總線最新技術(shù)的CC-Link，其先進(jìn)的技術(shù)性能和特點(diǎn)非常鮮明。有必要逐步向廣大的用戶和合作伙伴及中國(guó)的工程技術(shù)人員，介紹CC-Link有關(guān)技術(shù)和應(yīng)用情況。使CC-Link的技術(shù)為更多的業(yè)內(nèi)人士所了解，為中國(guó)的現(xiàn)場(chǎng)總線的發(fā)展，提供有益的參考。
一、開放式現(xiàn)場(chǎng)總線CC-Link技術(shù)背景和CLPA
在1996年11月，以三菱電機(jī)為主導(dǎo)的多家公司以“多廠家設(shè)備環(huán)境、高性能、省配線”理念開發(fā)、公布和開放了現(xiàn)場(chǎng)總線CC-Link，第一次正式向市場(chǎng)推出了CC-Link這一全新的多廠商、高性能、省配線的現(xiàn)場(chǎng)網(wǎng)絡(luò)。并于1997年獲得日本電機(jī)工業(yè)會(huì)（JEMA）頒發(fā)的杰出技術(shù)成就獎(jiǎng)。
CC-Link是Control Communication Link (控制與通信鏈路系統(tǒng))的簡(jiǎn)稱。即：在工控系統(tǒng)中，可以將控制和信息數(shù)據(jù)同時(shí)以10Mbps高速傳輸?shù)默F(xiàn)場(chǎng)網(wǎng)絡(luò)。CC-Link具有性能卓越、應(yīng)用廣泛、使用簡(jiǎn)單、節(jié)省成本等突出優(yōu)點(diǎn)。作為開放式現(xiàn)場(chǎng)總線，CC-Link是唯一起源于亞洲地區(qū)的總線系統(tǒng)，CC-Link的技術(shù)特點(diǎn)尤其適合亞洲人的思維習(xí)慣。
于1998年，汽車行業(yè)的馬自達(dá)、五十鈴、雅馬哈、通用、鈴木等也成為了CC-Link的用戶，而且CC-Link迅速進(jìn)入中國(guó)市場(chǎng)。1999年，銷售的實(shí)績(jī)已超過17萬個(gè)節(jié)點(diǎn)，2001年達(dá)到了72萬個(gè)節(jié)點(diǎn)，到2001年累計(jì)量達(dá)到了150萬，其增長(zhǎng)勢(shì)頭迅猛，在亞洲市場(chǎng)占有份額超過15％（據(jù)美國(guó)工控專業(yè)調(diào)查機(jī)構(gòu)ARC調(diào)查），受到亞、歐、美、日等客戶的高度評(píng)價(jià)。
為了使用戶能更方便地選擇和配置自己的CC-Link系統(tǒng)，2000年11月，CC-Link協(xié)會(huì)（CC-Link Partner Association簡(jiǎn)稱CLPA）在日本成立。主要負(fù)責(zé)CC-Link在全球的普及和推進(jìn)工作。為了全球化的推廣能夠統(tǒng)一進(jìn)行，CLPA（CC-Link協(xié)會(huì)）在全球設(shè)立了眾多的駐點(diǎn)，分布在美國(guó)、歐洲、中國(guó)、中國(guó)臺(tái)灣、新加坡、韓國(guó)等國(guó)家和地區(qū)，負(fù)責(zé)在不同地區(qū)在各個(gè)方面推廣和支持CC-Link用戶和成員的工作。
CLPA現(xiàn)在有“Woodhead”、“Contec”、“Digital”、“NEC”、“松下電工”、“idec”和“三菱電機(jī)” 等7個(gè)常務(wù)理事會(huì)員。到2002年4月底，CLPA在全球擁有250多家會(huì)員公司，其中包括浙大中控、中科軟大等等幾家中國(guó)大陸地區(qū)的會(huì)員公司。
二、CC-Link的通訊原理
CC-Link的底層通訊協(xié)議遵循RS485，具體的通訊方式請(qǐng)參照下圖.
圖：通信原理
CC-Link提供循環(huán)傳輸和瞬時(shí)傳輸2種通信方式。一般情況下，CC-Link主要采用廣播－輪詢（循環(huán)傳輸）的方式進(jìn)行通訊。具體的方式是：主站將刷新數(shù)據(jù)（RY/RWw）發(fā)送到所有從站，與此同時(shí)輪詢從站1；從站1對(duì)主站的輪詢作出響應(yīng)（RX/RWr），同時(shí)將該響應(yīng)告知其它從站；然后主站輪詢從站2（此時(shí)并不發(fā)送刷新數(shù)據(jù)），從站2給出響應(yīng)，并將該響應(yīng)告知其它從站；依此類推，循環(huán)往復(fù)。廣播－輪詢時(shí)的數(shù)據(jù)傳輸幀格式請(qǐng)參照下圖，該方式的數(shù)據(jù)傳輸率非常高。
除了廣播－輪詢方式以外，CC-Link也支持主站與本地站、智能設(shè)備站之間的瞬時(shí)通訊。從主站向從站的瞬時(shí)通訊量為150字節(jié)/數(shù)據(jù)包，由從站向主站的瞬時(shí)通訊量為34字節(jié)/數(shù)據(jù)包。瞬時(shí)傳輸時(shí)的數(shù)據(jù)傳輸幀格式請(qǐng)參照下圖，由此可見瞬時(shí)傳輸不會(huì)對(duì)廣播輪詢的循環(huán)掃描時(shí)間造成影響。
所有主站和從站之間的通訊進(jìn)程以及協(xié)議都由通訊用LSI－MFP(Mitsubishi Field Network Processor)控制，其硬件的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)決定了CC-Link的高速穩(wěn)定的通訊。
MFP構(gòu)成圖
三、CC-Link的卓越性能
一般工業(yè)控制領(lǐng)域的網(wǎng)絡(luò)分為3到4個(gè)層次，分別是上位的管理層，控制層和部件層。部件層也可以再細(xì)分為設(shè)備層和傳感器層，CC-Link是一個(gè)以設(shè)備層為主的網(wǎng)絡(luò)，同時(shí)也可以覆蓋較高層次的控制層和較低層次的傳感器層。
1、CC-Link的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)
現(xiàn)場(chǎng)總線CC-Link的一般系統(tǒng)構(gòu)成如圖所示：
圖： CC-Link系統(tǒng)構(gòu)成
一般情況下，CC-Link整個(gè)一層網(wǎng)絡(luò)可由1個(gè)主站和64個(gè)子站組成，它采用總線方式通過屏蔽雙絞線進(jìn)行連接。網(wǎng)絡(luò)中的主站由三菱電機(jī)FX系列以上的PLC或計(jì)算機(jī)擔(dān)當(dāng)，子站可以是遠(yuǎn)程I/O模塊、特殊功能模塊、帶有CPU的PLC本地站、人機(jī)界面、變頻器、伺服系統(tǒng)、機(jī)器人以及各種測(cè)量?jī)x表、閥門、數(shù)控系統(tǒng)等現(xiàn)場(chǎng)儀表設(shè)備。如果需要增強(qiáng)系統(tǒng)的可靠性，可以采用主站和備用主站冗余備份的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)構(gòu)成方式。采用第三方廠商生產(chǎn)的網(wǎng)關(guān)還可以實(shí)現(xiàn)從CC-Link到ASI、S-Link、Unit-wire等等網(wǎng)絡(luò)的連接。
評(píng)論