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CC-link 更新时间:2014-08-06 14:13

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CC-link

CC-link的概述

  •   cc-link是在工控系统中,可以将控制和信息数据同时以10Mbps高速传输的现场网络。CC-Link具有性能卓越、应用广泛、使用简单、节省成本等突出优点。作为开放式现场总线,CC-Link是唯一起源于亚洲地区的总线系统,CC-Link的技术特点尤其适合亚洲人的思维习惯.于1998年,汽车行业的马自达、五十铃、雅马哈、通用、铃木等也成为了CC-Link的用户,而且CC-Link迅速进入中国市场.1999年,销售的实绩已超过17万个节点,2001年达到了72万个节点,到2001年累计量达到了150万,其增长势头迅猛,在亚洲市场占有份额超过15%(据美国工控专业调查机构ARC调查),受到亚、欧、美、日等客户的高度评价。

      为了使用户能更方便地选择和配置自己的CC-Link系统,2000年11月,CC-Link协会(CC-Link Partner Association简称CLPA)在日本成立。主要负责CC-Link在全球的普及和推进工作。为了全球化的推广能够统一进行,CLPA(CC-Link协会)在全球设立了众多的驻点,分布在美国、欧洲、中国、中国台湾、新加坡、韩国等国家和地区,负责在不同地区在各个方面推广和支持CC-Link用户和成员的工作。

      CLPA现在有“Woodhead”、“Contec”、“Digital”、“NEC”、“松下电工”、“idec”和“三菱电机”等7个常务理事会员。到2002年4月底,CLPA在全球拥有250多家会员公司,其中包括浙大中控、中科软大等等几家中国大陆地区的会员公司。

CC-link的通讯原理

  •   CC-Link 的底层通讯协议遵循 RS485。CC-Link 提供循环传输和瞬时传输 2 种通信方式。一般情况下, CC-Link 主要采用广播-轮询(循环传输)的方式进行通讯。具体的方式是:主站将刷新数据(RY/RWw )发送到所有从站,与此同时轮询从站 1 ;从站 1 对主站的轮询作出响应( RX/RWr ),同时将该响应告知其它从站;然后主站轮询从站 2 (此时并不发送刷新数据),从站 2 给出响应,并将该响应告知其它从站;依此类推,循环往复。广播-轮询时的数据传输帧格式请参照下图,该方式的数据传输率非常高。

      除了广播-轮询方式以外, CC-Link 也支持主站与本地站、智能设备站之间的瞬时通讯。从主站向从站的瞬时通讯量为 150 字节 / 数据包,由从站向主站的瞬时通讯量为 34 字节 / 数据包。瞬时传输时的数据传输帧格式请参照下图,由此可见瞬时传输不会对广播轮询的。

      所有主站和从站之间的通讯进程以及协议都由通讯用 LSI - MFP(Mitsubishi Field Network Processor) 控制,其硬件的设计结构决定了 CC-Link 的高速稳定的通讯。

CC-link的结构

  •   CC-Link系统只少1个主站,可以连接远程I/O站、远程设备站、本地站、备用主站、智能设备站等总计64个站。CC-Link站的类型如表7-5所示。

    CC-link

      CC-Link系统可配备多种中继器,可在不降低通信速度的情况下,延长通信距离,最长可达13.2km。例如,可使用光中继器,在保持10Mbps通信速度的情况下,将总距离延长至4300m。另外,T型中继器可完成T型连接,更适合现场的连接要求。

CC-link的功能

  •   1)自动刷新功能、预约站功能

      CC-Link 网络数据从网络模块到 CPU 是自动刷新完成,不必有专用的刷新指令;安排预留以后需要挂接的站,可以事先在系统组态时加以设定,当此设备挂接在网络上时, CC-Link 可以自动识别,并纳入系统的运行,不必重新进行组态,保持系统的连续工作,方便设计人员设计和调试系统。

      2)完善的 RAS 功能

      RAS 是 Reliability (可靠性)、 Availability (有效性)、 Serviceability (可维护性)的缩写。例如故障子站自动下线功能、修复后的自动返回功能、站号重叠检查功能、故障无效站功能、网络链接状态检查功能、自诊断功能等等,提供了一个可以信赖的网络系统,帮助用户在最短时间内恢复网络系统。

      3)互操作性和即插即用功能

      CC-Link 提供给合作厂商描述每种类型产品的数据配置文档。这种文档称为内存映射表,用来定义控制信号和数据的存储单元(地址)。然后,合作厂商按照这种映射表的规定,进行 CC-Link 兼容性产品的开发工作。以模拟量 I/O 开发工作表为例,在映射表中位数据 RX0 被定义为 “ 读准备好信号 ”,字数据 RWr0 被定义为模拟量数据。由不同的 A 公司和 B 公司生产的同样类型的产品,在数据的配置上是完全一样的,用户根本不需要考虑在编程和使用上 A 公司与 B 公司的不同,另外,如果用户换用同类型的不同公司的产品,程序基本不用修改。可实现 “ 即插即用 ” 连接设备。

      4)循环传送和瞬时传送功能

      CC-Link 的 2 种通信的模式:循环通信和瞬时通信。循环通信是数据一直不停地在网络中传送,数据是安站的不同类型,可以共享的,由 CC-Link 核心芯片 MFP 自动完成;瞬时通信是在循环通信地数据量不够用,或需要传送比较大的数据(最大 960 字节),可以用专用指令实现一对一的通信。

      5)优异抗噪性能和兼容性

      为了保证多厂家网络的良好的兼容性,一致性测试是非常重要的。通常只是对接口部分进行测试。而且, CC-Link 的一致性测试程序包含了抗噪音测试。因此,所有 CC-Link 兼容产品具有高水平的抗噪性能。正如我们所知,能做到这一点的只有 CC-Link 。除了产品本身具有卓越的抗噪性能以外,光缆中继器给网络

      系统提供了更加可靠、更加稳定的抗噪能力。至今还未收到过关于噪音引起系统工作不正常的报告。

CC-link的优势

  •   CC-Link的优势如下:

      1) 高速度大容量的数据传送可设定介于156Kbps到10Mbps间可选择的5种通信速度之一。总长度由最大通信速度决定。

      每个循环传送数据为24字节,有150字节用于通信传送。8字节(64位)用于位数据传送,16字节(4点RWr、4点RWw)用于字传送,(L=>M 34字节)。每次链接扫描的最大容量是2048位和512字。

      在64个远程I/O站的情况下,链接扫描时间为3.7毫秒。稳定快速的通信速度是CC-Link的最大优势。

      CC-Link有足够卓越的性能应用于大范围的系统。

      当应用10Mbps的通信速度时,最大通信距离是100米;当通信速度为156Kbps时,最大通信距离为1200米。如果应用中继器,还可以扩展网络的总长度。通信电缆的长度可以延长到13.2KM。

      2)拓扑结构有多点接入、T型分支、星型结构3种型号的电缆及连接器可以支持将CC-Link元件接入任何机器和系统。

      3)CC-Link使分布控制成为现实

      CC-Link同样用于低价的中间控制层网络。

      所有的本地站和智能站可以访问循环数据,如到达从站或来自从站的RX、RY、RWr、RWw。(但不可改变这些数据)如果使用这些循环数据,可以保证高速的应答和稳定的刷新时间,使中间控制通信、中央控制系统变成现实。

      有些应用中要求有控制层和元件层2种网络,这样的系统可以仅仅只用CC-Link。

      由于CC-Link每个站有固定的循环数据的范围,可能使循环数据受到限制,但,它毕竟是一个低价的网络。

      4)自动刷新功能、预约站功能

      以PLC作为CC-Link的主站为例,由主站模块管理整个网络的运行和数据刷新,主站模块与PLC的CPU的数据刷新可在主站参数中设置刷新参数,便可以将所有的网络通信数据和网络系统监视数据自动刷新到PLC的CPU中,不需要编写刷新程序,这样,也不必要考虑CC-Link主站模块缓冲寄存区的结构和数据类型与缓冲区的对应关系,简化编程指令,减少程序运行步骤,缩短扫描周期,保证系统运行实时性。

      预约站功能在系统的可扩展性上显示出极大的优越性,也给我们系统开发提供很大的方便。预约站功能指CC-Link在网络组态时,可以将现在不挂上网络而计划将来挂接到CC-Link的设备,在网络组态时事先将这些设备的系统信息(站类型、占用数据量、站号等)在主站中登录,而且可以将相关程序编写好,这些预约站挂接到网络中后,便可以自动投入运行,不需要重新进行网络组态。而且在预约站没有挂接到网络中时CC-Link同样可以正常运行。

      5)完善的RAS功能

      RAS是Reliability(可靠性)、Availability(有效性)、Serviceability(可维护性)的缩写。

      备用主站功能、在线更换功能、通信自动恢复功能、网络监视功能、网络诊断功能提供了一个可以信赖的网络系统,帮助用户在最短时间内恢复网络系统。

      6)优异抗噪性能和兼容性

      为了保证多厂家网络的良好的兼容性,一致性测试是非常重要的。通常只是对接口部分进行测试。而且,CC-Link的一致性测试程序包含了噪音测试。因此,所有CC-Link兼容产品具有高水平的抗噪性能。正如我们所知,能做到这一点的只有CC-Link。

      除了产品本身具有卓越的抗噪性能以外,光缆中继器给网络系统提供了更加可靠、更加稳定的抗噪能力。

      至今还未收到过关于噪音引起系统工作不正常的报告。

      7)互操作性和即插即用

      CC-Link提供给合作厂商描述每种类型产品的数据配置文档。这种文档称为内存映射表,用来定义控制信号和数据的存储单元(地址)。然后,合作厂商按照这种映射表的规定,进行CC-Link兼容性产品的开发工作。

      以模拟量I/O映射表为例,在映射表中位数据RX0被定义为“读准备好信号”,字数据RWr0被定义为模拟量数据。由不同的A公司和B公司生产的同样类型的产品,在数据的配置上是完全一样的,用户根本不需要考虑在编程和使用上A公司与B公司的不同,另外,如果用户换用同类型的不同公司的产品,程序基本不用修改。可实现“即插即用”连接设备8)瞬时传送功能CC-Link的通信形式可分为2种方式:循环通讯和瞬时传送。

      循环通讯意味着不停地进行数据交换。各种类型的数据交换即远程输入RX,远程输出RY和远程寄存器RWr、RWw。一个子站可传递的数据容量依赖于所占据的虚拟站数。占据一个子站意味着适合32位RX和/或RY,并以每四个字进行重定向。如果一个装置占据两个虚拟站,那么它的数据容量就扩大了一倍。

      除了循环通信,CC-Link还提供主站、本地站及智能装置站之间传递信息的瞬时传送功能。信息从主站传递到子站,信息数据将以150字节为单位分割,并以每批150字节传递。若从子站传递到主站或其他子站,每批信息数据最大为34字节。瞬时传送需要由专用指令来完成。

      瞬时传送不会影响循环通信的时间。

CC-link的应用特点

  •   由于 CC-Link 可以直接连接各种流量计、电磁阀、温控仪等现场设备,降低了配线成本,并且便于接线设计的更改;通过中继器可以在 4.3 公里以内保持 10M 的高速通讯速度,因此广泛用于半导体生产线、自动化传送线、食品加工线以及汽车生产线等各个现场控制领域。在中国国内,也已经有不少地方使用了 CC-Link 。现将其应用特色归纳如下:

      a) 便于组建价格低廉的简易控制网

      作为现场总线网络的 CC-Link 不仅可以连接各种现场仪表,而且还可以连接各种本地控制站 PLC 作为智能设备站。在各个本地控制站之间通讯量不大的情况下,采用 CC-Link 可以构成一个简易的 PLC 控制网,与真正的控制网相比,价格极为低廉。

      例如青岛海尔的空调测试生产线。该生产线的每个测试工位都采用了一套独立的 PLC (三菱电机的 FX2N PLC ),来控制该测试工位的测试任务。为了使管理层的人员能够及时了解生产线各工位的工作情况,所以采用 CC-Link 将各个独立的控制站连接成为一个网络,通过与主站(三菱电机的 A1SJHCPU )连接的上位机来监控整个测试线的工作情况。与传统的 RS485 通讯方式相比, CC-Link 不仅通讯距离长、速度快,具有价格上的竞争优势,而且由于 CC-Link 提供了强大的 RAS 功能,所以在上位机上可以监控各个现场测试站的工作情况,及时发现各种异常,以及网络的连线异常等。当现场测试站中的某一个 PLC 站出现问题,会自动断线,而不影响其他站的工作,当该站修复后,会自动上线。

      b) 便于组建价格低廉的冗余网络

      在一些领域对系统的可靠性提出了很高的要求,这时往往需要设置主站和备用主站构成冗余系统。虽然 CC-Link 是一个现场级的网络,但是提供了很多高一等级网络所具有的功能,如:可以对其设定主站和备用主站,由于其造价低廉,因此性价比较高。

      例如在银川的热电厂项目中,采用了 CC-Link 的这一功能。主站、备用主站均采用三菱电机的 Q2ASHCPU ,通过 CC-Link 连接了两个远程输入站和远程输出站。当主站、备用站均正常工作时,由主站对远程站进行控制;当主站出现故障时,备用主站将自动接管系统的控制权,作为主站工作,防止了系统的停滞。

      c) 适用于一些控制点分散,安装范围狭窄的现场。

      在楼宇监控系统中,如燃气监控系统,其相应的检测点很多,而且比较分散。另外,高层建筑为追求设计的经济型,往往尽量缩小夹层和上下通道的尺寸。采用 CC-Link 现场网连接分立的远程 I/O 模块,一层网络最多可以控制 64 个地方的 2048 点,总延长距离可达 7.6 公里。小型的输入输出模块体积仅为 87.3x50x40mm ,足以安装在极为狭窄的空间内。

      上海西派埃实业公司测控部采用 CC-Link 的现场网络通讯方式,与 1998 年上半年成功地开发了 “FLD 现场总线式燃气泄漏监控系统 ” 并将其产品化,此产品已成功运用于上海浦东国际机场等项目中。

      d) 适用于直接连接各种现场设备。

      由于 CC-Link 是一个现场总线网,因此它可以直接连接各种现场设备。

      例如在河北大剧院的项目中,使用了众多的变频器。原先常用的连接变频器的方法是通过输出接点、模拟量或者 RS485 通讯等方式进行控制。例如采用模拟量,则针对一个变频器, PLC 需要有一个模拟量模块的一个通道与之相对应,如果采用 1 个模块 8 通道的 D/A 转换模块,则连接 40 台变频器需要 5 个这样的模块,而如果采用 CC-Link 的连接方式, PLC 上安装一个连接模块,就可以连接 42 台变频器。采用 CC-Link 连接变频器,不仅可连接的数量多,通讯距离也比 RS485 长,而且具有网络通讯的总体监控和诊断功能,通讯编程方便,这些都是 RS485 通讯所无法比拟的。

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