[三菱] 【工业控制】深度解析CC-Link大家族,电气工程师的福利!

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查看98241 | 回复0 | 2024-3-13 09:30:23 | 显示全部楼层 |阅读模式
概念:CC-Link是一种开放式现场总线,其数据容量大,通信速度多级可选择 ,而且它是一个复合的、开放的 、适应性强的网络系统 ,能够适应于较高的管理层网络到较低的传感器层网络的不同范围 。
CC-Link 网络的特点:

CC-Link(Control &Communication Link ,控制与通信链路系统),是三菱电机新近推出的开放式现场总线,其数据容量大,通信速度多级可选择 ,而且它是一个以设备层为主的网络,同时也可覆盖较高层次的控制层和较低层次的传感层。一般情况下 ,CC-Link 整个一层网络可由 1 个主站和 64 个从站组成。网络中的主站由 PLC 担当, 从站可以是远程I/O模块 、特殊功能模块 、带有 CPU 和 PLC 本地站、人机界面、变频器及各种测量仪表 、阀门等现场仪表设备 。且可实现从 CC-Link 到 AS-I 总线的联接。CC-Link 具有高速的数据传输速度, 最高可达 10 M b/ s 。 CC-Link 的底层通信协议遵循 RS 485 , 一般情况下, CC-Link 主要采用广播-轮询的方式进行通信 ,CC-Link 也支持主站与本地站 、智能设备站之间的瞬间通信 。2005年7月CC-Link被中国国家标准委员会批准为中国国家标准指导性技术文件。

CC-Link 总线通信

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 。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。瞬时传送需 要由专用指令FROM/ TO 来完成 ,瞬时传送不会影响循环通信的时间。

主站与远程设备站之间的通信原理如下 :

(1)PLC 系统电源接通时, PLC CPU 中的网络参数传送到主站, CC-Link 系统自动启动;

(2)远程设备站的远程输入 RX 自动储存在主站的“远程输入 RX”缓冲存储器中 ;

(3)储存在“远程输入 RX” 缓冲存储器中的输入状态储存到用自动刷新参数设置的 CPU 软元件中 ;

(4)用自动刷新参数设置的 CPU 软元件开/关数据存储在“远程输出 RY”缓冲存储器中 ;

(5)根据“远程输出 RY”缓冲存储器中存储的输出状态 ,远程输出 RY 自动设定为开/关(每次链接扫描的时候);

(6)用自动刷新参数设置的 CPU 软元件的传送数据存储在“远程寄存器 RWw”缓冲存储器中;

(7)存储在“远程寄存器 RWw”缓冲存储器中的数据自动送到每个远程设备站的远程寄存器 RWw 中;(8)远程设备站的远程寄存器 RW r 的数据自动存储在主站的“远程寄存器 RWr”缓冲存储器中;(9)存储在“远程寄存器 RWr” 缓冲存储器中的远程设备站的远程寄存器 RW r 数据存储在用自动刷新参数设置的 CPU 软元件中 。

今年四月,CC-Link IE 正式成为了中国工业通信网络推荐性国家标准。




推荐性国家标准GB/T 33537.1~3-2017《工业通信网络 现场总线规范 类型23:CC-Link IE规范》

同时,CC-Link 大家族又添加了新成员:

CC-Link IE Field Basic



现在我们来召唤一下 CC-Link 七兄弟:


    CC-Link

    CC-Link Ver 2.0

    CC-Link L/T

    CC-Link Safety

    CC-Link IE Control

    CC-Link IE Field

    CC-Link IE Field Basic

⚠️ (CC-Link Ver 2.0是 CC-Link  的升级版本,这里拿来充数。)

今天就给大家捋一捋这七位兄弟之间的关系。

三层网络架构

为了搞清楚这七位兄弟之间的关系,还要从三菱的网络架构说起。

三菱的网络架构分为三层:


    信息层:以太网

    控制层:工业以太网

    设备层:现场总线

这里又分为 IO 控制现场总线与运动控制总线。



虽然三层网络看起来网络层次等级森严,但是,这里要先强调一点:

⚠️  无缝通信指的是无需理会网络的不同,可像访问相同网络一样对不同类型的网络进行访问的通信。

意思是说,虽然整个网络架构里有很多种不同的网络,但是这些网络使用起来浑然一体,不需要复杂的参数设置、通信程序。

在介绍这些网络之前,我们先来看看这些网络的构成实例:



我们从上往下看,首先可以看到最上面是计算机级别的诸如生产执行系统 MES、信息管理系统ERP等。这一层主要是计算机与计算机之间的通信,使用的是以太网进行通信。



往下是控制器级的控制系统,这一层主要是 PLC 与 PLC 之间的通信,使用的是工业以太网 CC-Link IE,相当于 ProfiNet。



CC-Link IE 里又分为 CC-Link IE Control 和 CC-Link IE Field。命名为 CC-Link IE Control 是因为它专门进行控制器与控制器之间的通信。所以我们可以看到图中 CC-Link IE Control 连接的都是 PLC。



(这里我们先完美地忽略一下 CC-Link IE Field……)

再往下就是具体的现场设备了,比如视觉传感器、HMI、远程 I/O 模块、伺服放大器、变频器等等这些智能化仪器仪表、执行机构。这些现场设备与控制器的通信使用的是现场总线 CC-Link,相当于 ProfiBus。

CC-Link IE Field

那么我们回过头来看看 CC-Link IE Field,会发现它既连接了 PLC,又连接了现场设备,这家伙居然脚踏两条船!



仔细一看,CC-Link IE Field 连接的就是 PLC 与现场设备,这不就是 CC-Link 做的事情吗?

Field 就是现场的意思,按照笔者的粗浅理解,CC-Link 是现场总线,而 CC-Link IE Field 是现场级的工业以太网。

CC-Link IE Field 比 CC-Link 通信速度更快,通信数据量更大,所以笔者也这样理解:CC-Link IE Field 是 CC-Link 的升级版本。




Control 与 Field 的区别

由此我们也可以看出 CC-Link IE Control 与 CC-Link IE Field 的关键区别之一在于最大链接点数的不同。如果 PLC 间的通信数据不多,则可以选择 CC-Link IE Field,否则就需要 CC-Link IE Control 来对应了。



CC-Link IE Control 与 CC-Link IE Field 还有另外一个关键区别是 CC-Link IE Control 支持光纤双环网,抗干扰性更强,网络更稳定。



由此也不难看出两者的定位了。


    CC-Link IE Control:高速、大容量的高端控制层网络。

    CC-Link IE Field:基于以太网的高速、大容量的现场网络。

运动控制网络的整合

再回顾一下 CC-Link IE Field,它一脚插在控制层网络,一脚插在现场网络,我们之前介绍的时候说现场网络分为:


    I/O 网络

    运动控制网络



实际上,CC-Link IE Field 把运动控制网络也整合进来了,可以连接三菱网络型伺服放大器 MR-J4-GF。



那么就有疑问了,之前的运动控制总线 SSCNETIII/H 怎么办?

实际上这里也是网络定位的不同,SSCNETIII/H 的定位是作为高端运动控制总线,而 CC-Link IE Field 更偏向于通用性,追求运动控制性能的话还是要选择 SSCNETIII/H。

OK,前面说了那么一大堆之后,还有三个小弟还没介绍呢。

CC-Link / LT

这个是省配线的传感器网络,类似于 IO-Link。相关的产品在国内比较少见,反而是同样是省配线的 Anywire 产品推广得比较多。




CC-Link Safety

这位兄弟是配合安全 PLC 一起使用的。



所谓的安全,简单来讲,就是实行双重配线,对于输入输出及程序执行进行双重确认,更大程度地保证控制安全。限于篇幅,这里就不再多说。

估计诸位看的有点累了,但是我们还有一位重磅小弟没有介绍,就是:

CC-Link IE Field Basic

顾名思义,它就是低配版的 CC-Link IE Field,是出于节省客户成本的考虑开发的。

以上的各种网络,使用的时候都需要相应的网络模块,但是这个不用,使用 PLC 的内置以太网口就可以进行 CC-Link IE Field Basic 的通信了!

直接节省一个网络模块的成本!



另外,虽然是低配版,但是通信速度也达到了 100Mbps!

到这里我们可以看到CC-Link的大家族的各个成员已经覆盖了整个工业控制网络,可以算得上“一网打尽”了!

作者初九,来源:智造商,侵删!




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