开放式现场总线 CC-Link 综述

虽然 cc-link 在中国的市场表现良好,国内已经存在大量广泛的应用和一些合作伙伴,但是关于 cc-link 的全貌的介绍相对较少。

  作为包容了现场总线最新技术的 cc-link ,其先进的技术性能和特点非常鲜明。有必要逐步向广大的用户和合作伙伴及中国的工程技术人员,介绍 cc-link 有关技术和应用情况。使 cc-link 的技术为更多的业内人士所了解,为中国的现场总线的发展,提供有益的参考。

   一、开放式现场总线 cc-link 技术背景和 clpa

在 1996 年 11 月,以三菱电机为主导的多家公司以 “ 多厂家设备环境、高性能、省配线 ” 理念开发、公布和开放了现场总线 cc-link ,第一次正式向市场推出了 cc-link 这一全新的多厂商、高性能、省配线的现场网络。并于 1997 年获得日本电机工业会( jema )颁发的杰出技术成就奖。 cc-link 是 control& communication link ( 控制与通信链路系统 ) 的简称。

即: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。

   二、 cc-link 的通讯原理

cc-link 的底层通讯协议遵循 rs485 ,具体的通讯方式请参照下图 .

图1:通信原理

  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。

mfp 构成图

   三、 cc-link 的卓越性能

  一般工业控制领域的网络分为 3 到 4 个层次,分别是上位的管理层,控制层和部件层。部件层也可以再细分为设备层和传感器层, cc-link 是一个以设备层为主的网络,同时也可以覆盖较高层次的控制层和较低层次的传感器层。

   1 、 cc-link 的网络结构

现场总线 cc-link 的一般系统构成如图所示:

图: cc-link 系统构成

  一般情况下, cc-link 整个一层网络可由 1 个主站和 64 个子站组成,它采用总线方式通过屏蔽双绞线进行连接。网络中的主站由三菱电机 fx 系列以上的 plc 或计算机担当,子站可以是远程 i/o 模块、特殊功能模块、带有 cpu 的 plc 本地站、人机界面、变频器、伺服系统、机器人以及各种测量仪器|仪表、阀门、数控系统等现场仪表设备。如果需要增强系统的可靠性,可以采用主站和备用主站冗余备份的网络系统构成方式。采用第三方厂商生产的网关还可以实现从 cc-link 到 asi 、 s-link 、 unit-

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发布日期:2019年07月02日  所属分类:参考设计