開(kāi)放式現(xiàn)場(chǎng)總線CC-Link 綜述
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2、CC-Link的傳輸速度和距離
CC-Link具有高速的數(shù)據(jù)傳輸速度，最高可以達(dá)到10Mbps，其數(shù)據(jù)傳輸速度隨距離的增長(zhǎng)而逐漸減慢，傳輸速度和距離的具體關(guān)系如下表所示。
表：傳輸速度和距離的對(duì)應(yīng)關(guān)系
CC-Link的中繼器目前有多種：一種為T(mén)型分支中繼器AJ65SBT-RPT，每增加一個(gè)距離延長(zhǎng)一倍。一層網(wǎng)絡(luò)最多可以使用10個(gè)。第二種為光中繼器AJ65SBT-RPS或AJ65SBT-RPG，用光纜延長(zhǎng)，因此在一些比較容易受干擾的環(huán)境可以采用。光中繼器要成對(duì)使用，每一對(duì)AJ65SBT-RPS之間的延長(zhǎng)距離為1公里，最多可以使用4對(duì)；每一對(duì)AJ65SBT-RPG之間的延長(zhǎng)距離為2公里，最多可以使用2對(duì)。第三種為空間光中繼器AJ65BT-RPI-10A/AJ65BT-RPI-10B，采用紅外線無(wú)線傳輸?shù)姆绞?，在布線不方便，或者連接設(shè)備位置會(huì)移動(dòng)的場(chǎng)合使用?？臻g光中繼器也必須成對(duì)使用，兩者之間的距離不能超過(guò)200米，還有一些方便接線的中繼器和與其他網(wǎng)絡(luò)相連的網(wǎng)關(guān)和網(wǎng)橋。
CC-Link提供了110歐姆和130歐姆兩種終端電阻，用于避免因在總線的距離較長(zhǎng)、傳輸速度較快的情況下，由于外界環(huán)境干擾出現(xiàn)傳輸信號(hào)的奇偶校驗(yàn)出錯(cuò)等傳輸質(zhì)量下降的情況。
3、 CC-Link實(shí)現(xiàn)高速大容量的數(shù)據(jù)傳輸
CC-Link提供循環(huán)傳輸和瞬時(shí)傳輸2種方式的通信。
每個(gè)內(nèi)存站循環(huán)傳送數(shù)據(jù)為24字節(jié)，其中8字節(jié)（64位）用于位數(shù)據(jù)傳送，16字節(jié)（4點(diǎn)RWr、4點(diǎn)RWw）用于字傳送。一個(gè)物理站最大占用4個(gè)內(nèi)存站，故一個(gè)物理站的循環(huán)傳送數(shù)據(jù)為96個(gè)字節(jié)。
對(duì)于CC-Link整個(gè)網(wǎng)絡(luò)而言，其循環(huán)傳輸每次鏈接掃描的最大容量是2048位和512字。
在循環(huán)傳輸數(shù)據(jù)量不夠用的情況下，CC-Link提供瞬時(shí)傳輸功能，可將960字節(jié)的數(shù)據(jù)，用指令傳送給目標(biāo)站。
CC-Link在連接64個(gè)遠(yuǎn)程I/O站、通信速度為10Mbps的情況下，循環(huán)通信的鏈接掃描時(shí)間為3.7毫秒。穩(wěn)定快速的通信速度是CC-Link的最大優(yōu)勢(shì)。
4、 CC-Link豐富的功能
1）自動(dòng)刷新功能、預(yù)約站功能
CC-Link網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)從網(wǎng)絡(luò)模塊到CPU是自動(dòng)刷新完成，不必有專用的刷新指令；安排預(yù)留以后需要掛接的站，可以事先在系統(tǒng)組態(tài)時(shí)加以設(shè)定，當(dāng)此設(shè)備掛接在網(wǎng)絡(luò)上時(shí)，CC-Link可以自動(dòng)識(shí)別，并納入系統(tǒng)的運(yùn)行，不必重新進(jìn)行組態(tài)，保持系統(tǒng)的連續(xù)工作，方便設(shè)計(jì)人員設(shè)計(jì)和調(diào)試系統(tǒng)。
2）完善的RAS功能
RAS是Reliability（可靠性）、Availability（有效性）、Serviceability（可維護(hù)性）的縮寫(xiě)。例如故障子站自動(dòng)下線功能、修復(fù)后的自動(dòng)返回功能、站號(hào)重疊檢查功能、故障無(wú)效站功能、網(wǎng)絡(luò)鏈接狀態(tài)檢查功能、自診斷功能等等，提供了一個(gè)可以信賴的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，幫助用戶在最短時(shí)間內(nèi)恢復(fù)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。
3）互操作性和即插即用功能
CC-Link提供給合作廠商描述每種類型產(chǎn)品的數(shù)據(jù)配置文檔。這種文檔稱為內(nèi)存映射表，用來(lái)定義控制信號(hào)和數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)單元（地址）。然后，合作廠商按照這種映射表的規(guī)定，進(jìn)行CC-Link兼容性產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)工作。以模擬量I/O開(kāi)發(fā)工作表為例，在映射表中位數(shù)據(jù)RX0被定義為“讀準(zhǔn)備好信號(hào)”，字?jǐn)?shù)據(jù)RWr0被定義為模擬量數(shù)據(jù)。由不同的A公司和B公司生產(chǎn)的同樣類型的產(chǎn)品，在數(shù)據(jù)的配置上是完全一樣的，用戶根本不需要考慮在編程和使用上A公司與B公司的不同，另外，如果用戶換用同類型的不同公司的產(chǎn)品，程序基本不用修改?？蓪?shí)現(xiàn)“即插即用”連接設(shè)備
4）循環(huán)傳送和瞬時(shí)傳送功能
CC-Link的2種通信的模式：循環(huán)通信和瞬時(shí)通信。循環(huán)通信是數(shù)據(jù)一直不停地在網(wǎng)絡(luò)中傳送，數(shù)據(jù)是安站的不同類型，可以共享的，由CC-Link核心芯片MFP自動(dòng)完成；瞬時(shí)通信是在循環(huán)通信地?cái)?shù)據(jù)量不夠用，或需要傳送比較大的數(shù)據(jù)（最大960字節(jié)），可以用專用指令實(shí)現(xiàn)一對(duì)一的通信。
5）優(yōu)異抗噪性能和兼容性
為了保證多廠家網(wǎng)絡(luò)的良好的兼容性，一致性測(cè)試是非常重要的。通常只是對(duì)接口部分進(jìn)行測(cè)試。而且，CC-Link的一致性測(cè)試程序包含了抗噪音測(cè)試。因此，所有CC-Link兼容產(chǎn)品具有高水平的抗噪性能。正如我們所知，能做到這一點(diǎn)的只有CC-Link。除了產(chǎn)品本身具有卓越的抗噪性能以外，光纜中繼器給網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)提供了更加可靠、更加穩(wěn)定的抗噪能力。至今還未收到過(guò)關(guān)于噪音引起系統(tǒng)工作不正常的報(bào)告。
四、應(yīng)用特點(diǎn)簡(jiǎn)介
由于CC-Link可以直接連接各種流量計(jì)、電磁閥、溫控儀等現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備，降低了配線成本，并且便于接線設(shè)計(jì)的更改；通過(guò)中繼器可以在4.3公里以內(nèi)保持10M的高速通訊速度，因此廣泛用于半導(dǎo)體生產(chǎn)線、自動(dòng)化傳送線、食品加工線以及汽車(chē)生產(chǎn)線等各個(gè)現(xiàn)場(chǎng)控制領(lǐng)域。在中國(guó)國(guó)內(nèi)，也已經(jīng)有不少地方使用了CC-Link?，F(xiàn)將其應(yīng)用特色歸納如下：
a) 便于組建價(jià)格低廉的簡(jiǎn)易控制網(wǎng)
作為現(xiàn)場(chǎng)總線網(wǎng)絡(luò)的CC-Link不僅可以連接各種現(xiàn)場(chǎng)儀表，而且還可以連接各種本地控制站PLC作為智能設(shè)備站。在各個(gè)本地控制站之間通訊量不大的情況下，采用CC-Link可以構(gòu)成一個(gè)簡(jiǎn)易的PLC控制網(wǎng)，與真正的控制網(wǎng)相比，價(jià)格極為低廉。
例如青島海爾的空調(diào)測(cè)試生產(chǎn)線。該生產(chǎn)線的每個(gè)測(cè)試工位都采用了一套獨(dú)立的PLC（三菱電機(jī)的FX2N PLC），來(lái)控制該測(cè)試工位的測(cè)試任務(wù)。為了使管理層的人員能夠及時(shí)了解生產(chǎn)線各工位的工作情況，所以采用CC-Link將各個(gè)獨(dú)立的控制站連接成為一個(gè)網(wǎng)絡(luò)，通過(guò)與主站（三菱電機(jī)的A1SJHCPU）連接的上位機(jī)來(lái)監(jiān)控整個(gè)測(cè)試線的工作情況。與傳統(tǒng)的RS485通訊方式相比，CC-Link不僅通訊距離長(zhǎng)、速度快，具有價(jià)格上的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，而且由于CC-Link提供了強(qiáng)大的RAS功能，所以在上位機(jī)上可以監(jiān)控各個(gè)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試站的工作情況，及時(shí)發(fā)現(xiàn)各種異常，以及網(wǎng)絡(luò)的連線異常等。當(dāng)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試站中的某一個(gè)PLC站出現(xiàn)問(wèn)題，會(huì)自動(dòng)斷線，而不影響其他站的工作，當(dāng)該站修復(fù)后，會(huì)自動(dòng)上線。
b) 便于組建價(jià)格低廉的冗余網(wǎng)絡(luò)
在一些領(lǐng)域?qū)ο到y(tǒng)的可靠性提出了很高的要求，這時(shí)往往需要設(shè)置主站和備用主站構(gòu)成冗余系統(tǒng)。雖然CC-Link是一個(gè)現(xiàn)場(chǎng)級(jí)的網(wǎng)絡(luò)，但是提供了很多高一等級(jí)網(wǎng)絡(luò)所具有的功能，如：可以對(duì)其設(shè)定主站和備用主站，由于其造價(jià)低廉，因此性價(jià)比較高。
例如在銀川的熱電廠項(xiàng)目中，采用了CC-Link的這一功能。主站、備用主站均采用三菱電機(jī)的Q2ASHCPU，通過(guò)CC-Link連接了兩個(gè)遠(yuǎn)程輸入站和遠(yuǎn)程輸出站。當(dāng)主站、備用站均正常工作時(shí)，由主站對(duì)遠(yuǎn)程站進(jìn)行控制；當(dāng)主站出現(xiàn)故障時(shí)，備用主站將自動(dòng)接管系統(tǒng)的控制權(quán)，作為主站工作，防止了系統(tǒng)的停滯。
c) 適用于一些控制點(diǎn)分散，安裝范圍狹窄的現(xiàn)場(chǎng)。
在樓宇監(jiān)控系統(tǒng)中，如燃?xì)獗O(jiān)控系統(tǒng)，其相應(yīng)的檢測(cè)點(diǎn)很多，而且比較分散。另外，高層建筑為追求設(shè)計(jì)的經(jīng)濟(jì)型，往往盡量縮小夾層和上下通道的尺寸。采用CC-Link現(xiàn)場(chǎng)網(wǎng)連接分立的遠(yuǎn)程I/O模塊，一層網(wǎng)絡(luò)最多可以控制64個(gè)地方的2048點(diǎn)，總延長(zhǎng)距離可達(dá)7.6公里。小型的輸入輸出模塊體積僅為87.3x50x40mm，足以安裝在極為狹窄的空間內(nèi)。
上海西派埃實(shí)業(yè)公司測(cè)控部采用CC-Link的現(xiàn)場(chǎng)網(wǎng)絡(luò)通訊方式，與1998年上半年成功地開(kāi)發(fā)了“FLD現(xiàn)場(chǎng)總線式燃?xì)庑孤┍O(jiān)控系統(tǒng)”并將其產(chǎn)品化，此產(chǎn)品已成功運(yùn)用于上海浦東國(guó)際機(jī)場(chǎng)等項(xiàng)目中。
d) 適用于直接連接各種現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備。
由于CC-Link是一個(gè)現(xiàn)場(chǎng)總線網(wǎng)，因此它可以直接連接各種現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備。
例如在河北大劇院的項(xiàng)目中，使用了眾多的變頻器。原先常用的連接變頻器的方法是通過(guò)輸出接點(diǎn)、模擬量或者RS485通訊等方式進(jìn)行控制。例如采用模擬量，則針對(duì)一個(gè)變頻器，PLC需要有一個(gè)模擬量模塊的一個(gè)通道與之相對(duì)應(yīng)，如果采用1個(gè)模塊8通道的D/A轉(zhuǎn)換模塊，則連接40臺(tái)變頻器需要5個(gè)這樣的模塊，而如果采用CC-Link的連接方式，PLC上安裝一個(gè)連接模塊，就可以連接42臺(tái)變頻器。采用CC-Link連接變頻器，不僅可連接的數(shù)量多，通訊距離也比RS485長(zhǎng)，而且具有網(wǎng)絡(luò)通訊的總體監(jiān)控和診斷功能，通訊編程方便，這些都是RS485通訊所無(wú)法比擬的。
五、 實(shí)際應(yīng)用實(shí)例簡(jiǎn)介
（一）梅州打葉復(fù)烤生產(chǎn)線監(jiān)控系統(tǒng)采用了CC-Link 來(lái)組建其現(xiàn)場(chǎng)的工作網(wǎng)絡(luò)，并通過(guò)CC-Link對(duì)生產(chǎn)設(shè)備進(jìn)行監(jiān)控。目前該系統(tǒng)已經(jīng)正式投入運(yùn)行，工作良好。生產(chǎn)線機(jī)械部分采用北京長(zhǎng)征達(dá)奧控制工程系統(tǒng)集成有限公司和昆明船舶設(shè)備集團(tuán)有限公司生產(chǎn)的煙草機(jī)械，并由兩家公司采用三菱電機(jī)的工控產(chǎn)品進(jìn)行系統(tǒng)集成，而且系統(tǒng)的造價(jià)比已往的引進(jìn)生產(chǎn)線降低了很多。
下面就對(duì)該控制系統(tǒng)做簡(jiǎn)單的介紹，其生產(chǎn)線的系統(tǒng)概圖如圖4-1所示。
圖4-1 梅州煙廠系統(tǒng)圖
該生產(chǎn)線由打前預(yù)處理、打葉分風(fēng)、除塵、烤片、烤梗、預(yù)壓打包等6個(gè)工藝段組成，分別由6個(gè)三菱Q2ASCPU-S1 PLC站控制。這6個(gè)PLC站通過(guò)MELSECNET/10網(wǎng)進(jìn)行彼此間的通訊，并通過(guò)打前預(yù)處理段的PLC經(jīng)由以太網(wǎng)與上位計(jì)算機(jī)相連。兩臺(tái)上位監(jiān)控計(jì)算機(jī)采用IFIX的組態(tài)軟件對(duì)整個(gè)生產(chǎn)線進(jìn)行在線監(jiān)控，并將從現(xiàn)場(chǎng)采集到的數(shù)據(jù)存入數(shù)據(jù)庫(kù)。一臺(tái)工作站計(jì)算機(jī)可以對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)的數(shù)據(jù)進(jìn)行整理、分析、存儲(chǔ)和輸出。工程師站的計(jì)算機(jī)可以讀取現(xiàn)場(chǎng)所有6個(gè)控制站的程序，監(jiān)控其運(yùn)行狀態(tài)，修改程序，或者進(jìn)行遠(yuǎn)程控制。PLC控制站上安裝有一塊CC-Link鏈接模塊A1SJ61QBT11，通過(guò)該模塊連接數(shù)臺(tái)變頻器以及1臺(tái)人機(jī)界面A985GOT。在人機(jī)界面上，可以進(jìn)行各種輸入控制和輸出監(jiān)視，并可直接控制變頻器。
評(píng)論