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开放式现场总线CC-Link技术说明

   日期:2005-09-17     作者:管理员    
  随着通讯和自动化技术的发展,自动化控制领域对通讯和控制的要求也越来越高,因而出现了现场总线这一新型技术。CC-Link是由三菱电机为主的多家公司于1996年底推出的开放式现场总线。网络技术的成熟与完善是在90年代中期,所以CC-Link一开始便站在了比较高的起点,吸收了其它总线的优点而避免了它们的不足之处。CC-Link的卓越性能和简单使用,使得它从一推出就得到了用户的青睐,并得到了越来越广泛的应用。到目前,CC-Link已经包括了CC-Link、CC-Link/LT、CC-Link V2.0、CC-Link Safety等4种有针对性的协议,构成CC-Link家族的比较全面的工业现场网络体系。
  一、CC-Link、CC-Link/LT、CC-Link V2.0、CC-Link Safety的技术特点
  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,而像其它总线能够覆盖的网络层次就比较少。

CC-Link是一个以设备层为主的网络

  CC-Link的底层通
讯协议遵循RS485,采用的是主从通讯方式,一个CC-Link系统必须有一个主站而且也只能有一个主站,主站控制着整个网络的运行。但是为了防止主站出故障而导致整个系统的瘫痪,CC-Link可以设置备用主站,当主站故障时,自动切换到备用主站。CC-Link提供循环传输和瞬时传输两种通信方式。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。广播轮询方式即主站按照从站站号依次轮询从站,从站再给予响应,因而无论是主站访问从站还是从站响应主站,都是按照站号进行,从而不但可以避免通讯冲突造成的系统瘫痪而且还可以依靠可预见性的、不变的I/O响应,能够使系统设计者提供稳定实时的控制。在循环传输数据量不够用的情况下,CC-Link还能提供瞬时传输功能,可将960字节的数据,用指令传送给目标站,并且瞬时传输不影响循环传输的进行,如图1所示。
  CC-Link在实际应用中不但表现优异而且硬件搭建和系统组态都非常简单。它不像有些总线需要另外购买组态软件并需要对每一个站进行编程,它只需使用通用的PLC编程软件在主站中进行简单的网络参数的设置,便可以完成系统组态和数据刷新设定工作,并且一旦网络中的模块出现故障,可以迅速更换。CC-Link还具有独特的预约站功能即可以事先在系统组态时对计划将来要连接的站加以设定,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。另外CC-Link完善的RAS功能如子站脱离功能使得子站在数据连接发生异常时,CC-Link自动切断该站而不影响其它站的正常工作,而自动上线回复功能使得异常脱离的子站恢复正常时,会自动连接到数据连接中并不需要重新设置整个系统,再加上站号重叠检查功能、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
  CC-Link于2003年1月又推出了CC-Link Ver2.0,它除了保持原有高速稳定的数据通讯性能外,根据市场的需要,扩大了数据通讯容量——将字数据通讯扩大了8倍,开关量通讯最大扩大了7倍。它的出现标志着CC-Link技术的不断发展和进步,更增加了CC-Link网络在全球的吸引力。
  CC-Link的性能指标如表1所示。
  CC-Link/LT所工作的网络层次属于传感器层,它是专注于做位数据通讯的网络。CC-Link/LT秉承了CC-Link的卓越性能,其自动刷新、RAS功能(有效性、可靠性、可维护性)等等性能和CC-Link一样优异,而且造价更加低廉。它可以通过网桥或CC-Link/LT主站与CC-Link连接。CC-Link/LT由于采用了接插件式连接,使系统更易于接线和扩展。它除了提供8、16点的模块以外,还提供1、2、4点的微型单元,而同样点数的模块体积只有CC-Link的70%。CC-Link/LT优异的性能和简便的操作方式使得它在中国将会有更广阔的应用市场。
  CC-Link/LT性能指标如表2所示。
  CC-Link Safety是在全世界广泛普及的开放性现场总线CC-Link协议的上位层实现了检测各种传送错误的安全功能层的能用于机械安全用途的具高度传送可靠性的安全网络。
  CC-Link Safety不仅能保持与CC-Link的互换性、使用原有的电缆等资源、连接CC-Link兼容产品、利用原有工程,而且在安全通信方面也能实现和CC-Link同样的高速通信和高速响应性,还具有检测安全系统的不正当修改和设定错误的









构成管理功能以及能迅速分析问题原因的RAS功能,具有优异的安全网络方便性。
  CC-Link Safety规格与CC-Link比较如表3所示。


表1:Specifications
通讯速度 10M/5M/2.5M/625k/156kbps
 通讯方式 广播轮询
 同步方式 帧同步
 编码方式NRZI
 传输路径 总线型(遵循EIA RS485)
传输方式 遵循HDLC
错误控制系统 CRC(X16+X12+X5+1)
最大连接点数开关量RX, RY: 2048点(CC-Link Ver2.0:8192点)
可写字数据: 256点(主站到从站)(CC-Link Ver2.0:2048点)
可读字数据: 256点(从站到主站)(CC-Link Ver2.0:2048点)
每个站最大连接点数 开关量RX, RY: 32 points(CC-Link Ver2.0
:128)
可写字数据: 4点(主站到从站)(CC-Link Ver2.0:32点)
可读字数据: 4点(从站到主站)(CC-Link Ver2.0:32点)
最大占有站数  4 stations
瞬时传送 [每个连接扫描]最大960字节/站
[150字节(主站到本地站或智能设备站),
34字节(智能设备站或本地站到主站)]
最大连接站数64
最大通讯距离 1200m(加中继器最大为13.2km)
扫描时间 可达到4ms(连接64个站,10M通讯速度时)
使用电缆 3芯屏蔽双绞线(3芯通信)

表2:Specifications
通讯速度 2.5M/625k/156kbps
通讯方式 广播轮询,间隔响应
编码方式 NRZI
 传输路径 总线型(遵循EIA RS485)
 传输方式 遵循HDLC
错误控制系统 CRC(X16+X12+X5+1)
最大连接点数 开关量RX, RY: 1024点
最大连接站数 64
扫描时间 小于1ms(连接32个站,2.5M通讯速度时)
使用电缆  4芯扁平电缆(2芯信号,2芯电源)

表3:CC-Link SafetyCC-Link
通信速度10M/5M/2.5M/625k/156kbps10M/5M/2.5M/625k/156kbps
传输距离最大1200m最大1200m
 连接台数最大64台(安全站最大42台)最大64台
链接点数安全远程I/O: 最大2048点远程I/O: 最大2048点 
安全远程寄存器: 最大128点远程寄存器: 最大256点

  二、CC-Link的应用特点
  基于CC-Link的特点和性能,它在各行各业的应用前景非常广泛,而且,CC-Link目前在中国就有很多的成功应用的范例,如在半导体、汽车、水泥、纺织、印刷、化工、食品、电器、机械等等制造业领域以及楼宇、电力、水处理、机场、交通、车站等等公共设施有非常广泛和成功的应用。
  1、CC-Link可以将其所有的兼容产品挂接到总线系统中。
  2、CC-Link可将控制层和总线层合二为一,使分布控制成为现实。
  3、使用简单:CC-Link不需要专门的组态软件就可以完成系统组态和数据刷新设定工作。
  4、与其他开放式现场总线相比成本较低。
  另外,CC-Link V2.0扩大了通讯数据容量,使CC-Link网络的数据通讯量大幅增加,进一步扩大了CC-Link的使用范围。
  CC-Link/LT专门用于传感器层,控制点数少,响应速度更快,为工业网络更低层通过了解决方案。
  而CC-Link Safety在原CC-Link网络的基础上,增加了安全网络的协议,为工业自动化现场网络提供更为安全可靠的解决方案。
  综上所述,我们知道CC-Link为我们提供了一个多品种的、多层次、可靠性很高的现场总线网络解决方案,为客户一揽子解决了系统的设计问题。














 
  
  
  
  
 
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