開(kāi)放式現場(chǎng)總線(xiàn)CC-Link 綜述
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雖然CC-Link在中國的市場(chǎng)表現良好，國內已經(jīng)存在大量廣泛的應用和一些合作伙伴，但是關(guān)于CC-Link的全貌的介紹相對較少。
作為包容了現場(chǎng)總線(xiàn)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(hù)和合作伙伴及中國的工程技術(shù)人員，介紹CC-Link有關(guān)技術(shù)和應用情況。使CC-Link的技術(shù)為更多的業(yè)內人士所了解，為中國的現場(chǎng)總線(xiàn)的發(fā)展，提供有益的參考。
一、開(kāi)放式現場(chǎng)總線(xiàn)CC-Link技術(shù)背景和CLPA
在1996年11月，以三菱電機為主導的多家公司以“多廠(chǎng)家設備環(huán)境、高性能、省配線(xiàn)”理念開(kāi)發(fā)、公布和開(kāi)放了現場(chǎng)總線(xiàn)CC-Link，第一次正式向市場(chǎng)推出了CC-Link這一全新的多廠(chǎng)商、高性能、省配線(xiàn)的現場(chǎng)網(wǎng)絡(luò )。并于1997年獲得日本電機工業(yè)會(huì )（JEMA）頒發(fā)的杰出技術(shù)成就獎。
CC-Link是Control Communication Link (控制與通信鏈路系統)的簡(jiǎn)稱(chēng)。即：在工控系統中，可以將控制和信息數據同時(shí)以10Mbps高速傳輸的現場(chǎng)網(wǎng)絡(luò )。CC-Link具有性能卓越、應用廣泛、使用簡(jiǎn)單、節省成本等突出優(yōu)點(diǎn)。作為開(kāi)放式現場(chǎng)總線(xiàn)，CC-Link是唯一起源于亞洲地區的總線(xiàn)系統，CC-Link的技術(shù)特點(diǎn)尤其適合亞洲人的思維習慣。
于1998年，汽車(chē)行業(yè)的馬自達、五十鈴、雅馬哈、通用、鈴木等也成為了CC-Link的用戶(hù)，而且CC-Link迅速進(jìn)入中國市場(chǎng)。1999年，銷(xiāo)售的實(shí)績(jì)已超過(guò)17萬(wàn)個(gè)節點(diǎn)，2001年達到了72萬(wàn)個(gè)節點(diǎn)，到2001年累計量達到了150萬(wàn)，其增長(cháng)勢頭迅猛，在亞洲市場(chǎng)占有份額超過(guò)15％（據美國工控專(zhuān)業(yè)調查機構ARC調查），受到亞、歐、美、日等客戶(hù)的高度評價(jià)。
為了使用戶(hù)能更方便地選擇和配置自己的CC-Link系統，2000年11月，CC-Link協(xié)會(huì )（CC-Link Partner Association簡(jiǎn)稱(chēng)CLPA）在日本成立。主要負責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一進(jìn)行，CLPA（CC-Link協(xié)會(huì )）在全球設立了眾多的駐點(diǎn)，分布在美國、歐洲、中國、中國臺灣、新加坡、韓國等國家和地區，負責在不同地區在各個(gè)方面推廣和支持CC-Link用戶(hù)和成員的工作。
CLPA現在有“Woodhead”、“Contec”、“Digital”、“NEC”、“松下電工”、“idec”和“三菱電機” 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大陸地區的會(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(xún)（循環(huán)傳輸）的方式進(jìn)行通訊。具體的方式是：主站將刷新數據（RY/RWw）發(fā)送到所有從站，與此同時(shí)輪詢(xún)從站1；從站1對主站的輪詢(xún)作出響應（RX/RWr），同時(shí)將該響應告知其它從站；然后主站輪詢(xún)從站2（此時(shí)并不發(fā)送刷新數據），從站2給出響應，并將該響應告知其它從站；依此類(lèi)推，循環(huán)往復。廣播－輪詢(xún)時(shí)的數據傳輸幀格式請參照下圖，該方式的數據傳輸率非常高。
除了廣播－輪詢(xún)方式以外，CC-Link也支持主站與本地站、智能設備站之間的瞬時(shí)通訊。從主站向從站的瞬時(shí)通訊量為150字節/數據包，由從站向主站的瞬時(shí)通訊量為34字節/數據包。瞬時(shí)傳輸時(shí)的數據傳輸幀格式請參照下圖，由此可見(jiàn)瞬時(shí)傳輸不會(huì )對廣播輪詢(xún)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，其硬件的設計結構決定了CC-Link的高速穩定的通訊。
MFP構成圖
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。部件層也可以再細分為設備層和傳感器層，CC-Link是一個(gè)以設備層為主的網(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 )結構
現場(chǎng)總線(xiàn)CC-Link的一般系統構成如圖所示：
圖： CC-Link系統構成
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(xiàn)方式通過(guò)屏蔽雙絞線(xiàn)進(jìn)行連接。網(wǎng)絡(luò )中的主站由三菱電機FX系列以上的PLC或計算機擔當，子站可以是遠程I/O模塊、特殊功能模塊、帶有CPU的PLC本地站、人機界面、變頻器、伺服系統、機器人以及各種測量?jì)x表、閥門(mén)、數控系統等現場(chǎng)儀表設備。如果需要增強系統的可靠性，可以采用主站和備用主站冗余備份的網(wǎng)絡(luò )系統構成方式。采用第三方廠(chǎng)商生產(chǎn)的網(wǎng)關(guān)還可以實(shí)現從CC-Link到ASI、S-Link、Unit-wire等等網(wǎng)絡(luò )的連接。
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