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文檔簡介
第6章CC-Link現(xiàn)場總線與開發(fā)應(yīng)用
CC-Link是一個技術(shù)先進(jìn)、性能卓越、應(yīng)用廣泛、使用簡單、成本較低的開放式現(xiàn)場總線,其技術(shù)發(fā)展和應(yīng)用有著廣闊的前景。
本章首先對CC-Link現(xiàn)場網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行了概述,然后講述了CC-Link/CC-Link/LT通信規(guī)范、CC-Link通信協(xié)議、CC-LinkIE網(wǎng)絡(luò)、CC-LinkIETSN網(wǎng)絡(luò)、CC-Link產(chǎn)品的開發(fā)流程和CC-Link產(chǎn)品的開發(fā)方案,最后介紹了CC-Link現(xiàn)場總線的應(yīng)用。CC-Link作為一種開放式現(xiàn)場總線,其通信速率多級可選擇,數(shù)據(jù)容量大,而且能夠適應(yīng)于較高的管理層網(wǎng)絡(luò)到較低的傳感器層網(wǎng)絡(luò)的不同范圍,是一個復(fù)合的、開放的、適應(yīng)性強(qiáng)的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng),CC-Link的底層通信協(xié)議按照RS-485串行通信協(xié)議的模型,大多數(shù)情況下,CC-Link主要采用廣播方式進(jìn)行通信,CC-Link也支持主站與本地站、智能設(shè)備站之間的通信。CC-Link的通信方式主要有循環(huán)通信和瞬時傳送兩種:
循環(huán)通信意味著不停地進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。各種類型的數(shù)據(jù)交換即遠(yuǎn)程輸入RX,遠(yuǎn)程輸出RY和遠(yuǎn)程寄存器RWr、RWw。一個從站可傳遞的數(shù)據(jù)容量依賴于所占據(jù)的虛擬站數(shù)。
瞬時傳送需要由專用指令FROM/TO來完成,瞬時傳送占用循環(huán)通信的周期。6.1CC-Link現(xiàn)場網(wǎng)絡(luò)概述
6.1.1CC-Link現(xiàn)場網(wǎng)絡(luò)的組成與特點
CC-Link現(xiàn)場總線由CC-Link、CC-Link/LT、CC-LinkSafety、CC-LinkIEControl、CC-LinkIEField、SLMP組成。CC-Link協(xié)議已經(jīng)獲得許多國際和國家標(biāo)準(zhǔn)認(rèn)可,如:國際化標(biāo)準(zhǔn)組織ISO15745(應(yīng)用集成框架);IEC國際組織61784/61158(工業(yè)現(xiàn)場總線協(xié)議的規(guī)定);SEMIE54.12;中國國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T19780;韓國工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)KSBISO15745-5。CC-Link網(wǎng)絡(luò)層次結(jié)構(gòu)如圖6-1所示。圖6-1CC-Link網(wǎng)絡(luò)層次結(jié)構(gòu)
(1)CC-Link是基于RS485的現(xiàn)場網(wǎng)絡(luò)。CC-Link提供高速、穩(wěn)定的輸入/輸出響應(yīng),并具有優(yōu)越的靈活擴(kuò)展?jié)撃?。豐富的兼容產(chǎn)品,超過1500多個品種;輕松、低成本開發(fā)網(wǎng)絡(luò)兼容產(chǎn)品;CC-LinkVer.2提供高容量的循環(huán)通信。
(2)CC-Link/LT是基于RS485高性能、高可靠性、省配線的開放式網(wǎng)絡(luò)。它解決了安裝現(xiàn)場復(fù)雜的電纜配線或不正確的電纜連接。繼承了CC-Link諸如開放性、高速和抗噪音等優(yōu)異特點,通過簡單設(shè)置和方便的安裝步驟來降低工時,適用于小型I/O應(yīng)用場合的低成本型網(wǎng)絡(luò)。能輕松、低成本地開發(fā)主站和從站;適合于節(jié)省控制柜和現(xiàn)場設(shè)備內(nèi)的配線;使用專用接口,能通過簡單的操作連接或斷開通信電纜。(3)CC-LinkSafety專門基于滿足嚴(yán)苛的安全網(wǎng)絡(luò)要求打造而成。(4)CC-LinkIEControl是基于以太網(wǎng)的千兆控制層網(wǎng)絡(luò),采用雙工傳輸路徑,穩(wěn)定可靠。采用千兆以太網(wǎng)技術(shù),實現(xiàn)超高速,大容量的網(wǎng)絡(luò)型共享內(nèi)存通信;冗余傳輸路徑(雙回路通信),實現(xiàn)高度可靠的通信;強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)診斷功能。
(5)CC-LinkIEField是基于以太網(wǎng)的千兆現(xiàn)場層網(wǎng)絡(luò)。針對智能制造系統(tǒng)設(shè)計,它能夠在連有多個網(wǎng)絡(luò)的情況下,以千兆傳輸速度實現(xiàn)對I/O的“實時控制+分布式控制”。為簡化系統(tǒng)配置,增加了安全通信功能和運(yùn)動通信功能。在一個開放的、無縫的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境,它集高速I/O控制、分布式控制系統(tǒng)于一個網(wǎng)絡(luò)中,可以隨著設(shè)備的布局靈活敷設(shè)電纜。
千兆傳輸能力和實時性,使控制數(shù)據(jù)和信息數(shù)據(jù)之間的溝通暢通無阻;網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞倪x擇范圍廣泛;強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)診斷功能。(6)SLMP可使用標(biāo)準(zhǔn)幀格式跨網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行無縫通信,使用SLMP實現(xiàn)輕松連接,若與CSP+相結(jié)合,可以延伸至生產(chǎn)管理和預(yù)測維護(hù)領(lǐng)域。CC-Link是高速的現(xiàn)場網(wǎng)絡(luò),它能夠同時處理控制和信息數(shù)據(jù)。在高達(dá)10Mbit/s的通信速度時,CC-Link可以達(dá)到100m的傳輸距離并能連接64個邏輯站。CC-Link的特點如下:①
高速和高確定性的輸入輸出響應(yīng)②CC-Link對眾多廠商產(chǎn)品提供兼容性③
傳輸距離容易擴(kuò)展④
省配線⑤
依靠RAS功能實現(xiàn)高可能性⑥CC-LinkV2.0提供更多功能和更優(yōu)異的性能CC-Link工業(yè)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)如圖6-2所示。圖6-2CC-Link工業(yè)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)6.1.2CC-LinkSafety通信協(xié)議為增強(qiáng)站間通信數(shù)據(jù)的可靠性,CC-Link-Safety擴(kuò)展了常規(guī)CC-Link的應(yīng)用層并執(zhí)行安全協(xié)議。CC-Link和CC-Link-Safety協(xié)議結(jié)構(gòu)比較如圖6-3所示。圖6-3CC-Link和CC-Link-Safety協(xié)議結(jié)構(gòu)比較(1)物理層CC-LinkSafety通信協(xié)議的物理層與CC-link的物理層相同,在CC-LinkSafety系統(tǒng)的數(shù)據(jù)通信中,該層執(zhí)行電信號轉(zhuǎn)換。(2)數(shù)據(jù)鏈路層CC-LinkSafety通信協(xié)議的數(shù)據(jù)鏈路層與CC-Link相同。該層根據(jù)應(yīng)用層的指令,建立與目標(biāo)站間的物理通信路徑,并根據(jù)HDLC規(guī)程執(zhí)行數(shù)據(jù)的發(fā)送與接收。(3)應(yīng)用層該層管理每個站的參數(shù)設(shè)置、狀態(tài)和差錯信息,并處理為增強(qiáng)通信數(shù)據(jù)檢錯率而添加的安全保護(hù)信息。另外,該層作為服務(wù)用戶層的接口提供多種服務(wù)?;贑C-Link協(xié)議,安全主站利用標(biāo)準(zhǔn)循環(huán)傳輸與標(biāo)準(zhǔn)遠(yuǎn)程I/O站、標(biāo)準(zhǔn)遠(yuǎn)程設(shè)備站進(jìn)行通信。(4)服務(wù)用戶層該層利用I/O數(shù)據(jù)執(zhí)行處理,并設(shè)置CC-LinkSafety系統(tǒng)的運(yùn)行參數(shù)。1.協(xié)議結(jié)構(gòu)CC-LinkSafety協(xié)議結(jié)構(gòu)如圖6-4所示。以下規(guī)范為CC-LinkSafety增加了如下內(nèi)容:(1)在應(yīng)用層實現(xiàn)安全協(xié)議。安全協(xié)議包含校驗通信數(shù)據(jù)的安全數(shù)據(jù)保護(hù)信息管理服務(wù)、管理安全數(shù)據(jù)通信的安全循環(huán)傳輸服務(wù)、管理安全相關(guān)的網(wǎng)絡(luò)配置的安全站參數(shù)管理服務(wù)、管理安全相關(guān)網(wǎng)絡(luò)配置的本站/其他站的信息及狀態(tài)管理服務(wù)。(2)安全數(shù)據(jù)保護(hù)信息管理服務(wù)在安全數(shù)據(jù)中添加安全數(shù)據(jù)保護(hù)信息(CRC32和運(yùn)行號RNO),并基于安全數(shù)據(jù)保護(hù)信息來檢測安全數(shù)據(jù)是否發(fā)生重復(fù)、丟失、插入順序錯誤、報文損壞和延遲。圖6-4CC-LinkSafety協(xié)議結(jié)構(gòu)
2.安全協(xié)議概述(1)安全協(xié)議的構(gòu)成安全協(xié)議包含以下服務(wù):1)安全數(shù)據(jù)保護(hù)信息管理服務(wù):該服務(wù)校驗通信數(shù)據(jù)。2)安全循環(huán)傳輸服務(wù):該服務(wù)管理安全數(shù)據(jù)周期通信。3)本站/其他站的信息和狀態(tài)管理服務(wù)。4)安全站參數(shù)管理服務(wù):該服務(wù)設(shè)置參數(shù),并執(zhí)行配置管理,以防止安全系統(tǒng)配置不同于設(shè)置參數(shù)時的誤動作。CC-Link協(xié)議和cclinkSafety協(xié)議的數(shù)據(jù)傳輸路徑分別如圖6-5和圖6-6所示。圖6-5CC-Link協(xié)議棧的數(shù)據(jù)傳輸路徑圖6-6CC-LinkSafety協(xié)議棧的數(shù)據(jù)傳輸路徑
(2)安全數(shù)據(jù)安全協(xié)議利用安全遠(yuǎn)程輸入(s-X)、安全遠(yuǎn)程輸出(ry)和安全遠(yuǎn)程寄存器(s-rwr和S-RWw)發(fā)送安全數(shù)據(jù)到用戶應(yīng)用,或從用戶應(yīng)用接收安全數(shù)據(jù)。
6.1.3CC-LinkSafety系統(tǒng)構(gòu)成與特點CC-LinkSafety構(gòu)筑最優(yōu)化的工廠安全系統(tǒng)取得GB/Z294-2013控制與通信網(wǎng)絡(luò)CC-LinkSafety規(guī)范。國際標(biāo)準(zhǔn)的制定,呼吁安全網(wǎng)絡(luò)的重要性,幫助制造業(yè)構(gòu)筑工廠生產(chǎn)線的安全系統(tǒng)、實現(xiàn)安全系統(tǒng)的節(jié)省配線、提高生產(chǎn)效率、并且與控制系統(tǒng)緊密結(jié)合的安全網(wǎng)絡(luò)。CC-LinkSafety系統(tǒng)構(gòu)成如圖6-7所示。圖6-7CC-LinkSafety系統(tǒng)構(gòu)成CC-LinkSafety的特點如下:①
高速通信的實現(xiàn)②
通信異常的檢測③
原有資源的有效利用④RAS功能⑤
兼容產(chǎn)品開發(fā)的效率化6.2CC-Link/CC-Link/LT通信規(guī)范CC-Link通信規(guī)范和CC-Link/LT通信規(guī)范分別如表6-1和6-2所示。表6-1CC-Link通信規(guī)范通信規(guī)范傳輸速率10Mbit/s,5Mbit/s,2.5Mbit/s,625kbit/s,156kbit/s通信方式廣播輪詢方試同步方式幀同步方式編碼方式NRZI(倒轉(zhuǎn)非歸零)傳輸路徑格式總線形(基于EIA485)傳輸格式基于HDLC差錯控制方式CRC(X16+X12+X5+1)最大連接容量RX,RY:2048bRWw:256字(自主站到從站)RWr:256字(自從站到主站)每站連接容量RX,RY:32b(本地站30b)RWw:4字(自主站到從站)RWr:4字(自從站到主站)表6-1CC-Link通信規(guī)范(續(xù)表)通信規(guī)范最大占用內(nèi)存站數(shù)4站瞬時傳輸(每次連接掃描)最大960B/站從站站號1~64RAS功能自動恢復(fù)功能從站切斷數(shù)據(jù)鏈路狀態(tài)診斷離線測試(硬件測試、總線測量)待機(jī)主站連接電纜CC-Link專用電纜(三芯屏蔽絞線)終端電阻110Ω,0.5W2表6-2CC-Link/LT通信規(guī)范項目4節(jié)點模式8節(jié)點模式16節(jié)點模式控制規(guī)范最大鏈接容量256位(512位)512位(1024位)1024位(2048位)每站最大鏈接容量4位(8位)8位(16位)16位(32位)鏈接掃描時間(ms)32站點連接節(jié)點的數(shù)量128位256位512位2.5Mbit/s0.70.81.0625kbit/s2.22.73.8156kbit/s8.010.014.164站點連接節(jié)點的數(shù)量256位512位1024位2.5Mbit/s1.21.52.0625kbit/s4.35.47.4156kbit/s15.620.027.8通信規(guī)范傳輸速率2.5Mbit/s/625kbit/s/156kbit/s傳輸方式BITR(Broadcast-polling+Interval-TimedResponse)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)T型分支差錯控制方式CRC最大節(jié)點數(shù)64從站數(shù)量1~64每一T型分支可連接的最大節(jié)點數(shù)8站間距離無最短距離限制T型分支之間的距離無最短距離限制主站連接位置在主干的末端RAS功能網(wǎng)絡(luò)診斷、內(nèi)部回送診斷、從站切斷、從站恢復(fù)連接電纜專用扁平電纜(0.75mm2×4)專用移動電纜(0.75mm2×4)VCTF電纜(0.75mm2×4)
6.3CC-Link通信協(xié)議6.3.1CC-Link協(xié)議概述1.通信階段
CC-Link通信過程分為3個階段,如圖6-8所示。圖6-8CC-Link通信過程示意圖(1)初始循環(huán)本階段用于建立從站的數(shù)據(jù)連接。實現(xiàn)方式為:在上電或復(fù)位恢復(fù)后,作為傳輸測試,主站進(jìn)行輪詢傳輸,從站返回響應(yīng)。(2)刷新循環(huán)本階段執(zhí)行主站和從站之間的循環(huán)或瞬時傳輸。(3)恢復(fù)循環(huán)本階段用于建立從站的數(shù)據(jù)連接。實現(xiàn)方式為:主站向未建立數(shù)據(jù)連接的從站執(zhí)行測試傳輸,該從站返回響應(yīng)。2.運(yùn)行概述主站對所有從站“輪詢和刷新數(shù)據(jù)”,所有從站接收到從主站發(fā)送來的刷新數(shù)據(jù)后,根據(jù)接收到的主站的輪詢,返回響應(yīng)數(shù)據(jù)。(1)傳輸過程1)初始循環(huán)初始循環(huán)傳輸過程如圖6-9所示,
圖6-9初始循環(huán)傳輸過程2)刷新循環(huán)刷新循環(huán)傳輸過程如圖6-10所示。圖6-10刷新循環(huán)傳輸過程3)恢復(fù)循環(huán)恢復(fù)循環(huán)過程如圖6-11所示,圖6-11恢復(fù)循環(huán)傳輸過程(2)通信階段通信階段流程如圖6-12所示。a)主站b)從站
圖6-12通信階段流程
3.協(xié)議配置
CC-Link的協(xié)議配置如圖6-13所示。圖6-13CC-Link的協(xié)議配置6.3.2CC-Link物理層CC-Link傳輸介質(zhì)使用3芯屏蔽絞線,其電氣特性符合EIA485。通信信號有差動信號A(正:DA)和B(反:DB)以及數(shù)字信號接地(DG)構(gòu)成。6.3.3CC-Link數(shù)據(jù)鏈路層CC-Link支持的傳輸類型如下:對上電或恢復(fù)處理時還未能建立數(shù)據(jù)連接的站所進(jìn)行的測試傳輸;循環(huán)傳輸(周期性數(shù)據(jù)傳輸);瞬時傳輸(非周期性數(shù)據(jù)傳輸)。CC-Link傳輸由主站發(fā)起,采用廣播輪詢方式,依次進(jìn)行測試傳輸、循環(huán)傳輸和瞬時傳輸。從站通過測試傳輸建立與網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)連接,進(jìn)而進(jìn)行循環(huán)傳輸和瞬時傳輸。另外,瞬時傳輸是通過在循環(huán)傳輸過程中傳輸?shù)膸屑尤胨矔r傳輸數(shù)據(jù)來實現(xiàn)的。6.3.4CC-Link應(yīng)用層(1)網(wǎng)絡(luò)管理實體網(wǎng)絡(luò)管理包括參數(shù)管理、本站和其他的狀態(tài)監(jiān)視以及網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)管理等。CC-Link支持的網(wǎng)絡(luò)管理服務(wù)如表6-3所示。表6-3CC-Link支持的網(wǎng)絡(luò)管理服務(wù)序號
服務(wù)
內(nèi)容描述1參數(shù)信息
從用戶應(yīng)用接收參數(shù)信息2
網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)信息
將網(wǎng)絡(luò)信息傳給用戶應(yīng)用3
本站管理信息
從用戶應(yīng)用接收本站管理信息4
其他站管理信息
將其他站管理信息傳給用戶應(yīng)用5
網(wǎng)絡(luò)信息
將網(wǎng)絡(luò)信息傳給用戶應(yīng)用(2)循環(huán)傳輸實體循環(huán)傳輸是一種數(shù)據(jù)傳輸功能,主站周期性地向所有從站發(fā)送數(shù)據(jù),且各從站通過響應(yīng)向主站發(fā)送數(shù)據(jù)。CC-Link支持的循環(huán)傳輸服務(wù)如表6-4所示。表6-4CC-Link支持的循環(huán)傳輸服務(wù)(3)瞬時傳輸實體瞬時傳輸是一種在主站、本地站和智能設(shè)備站之間傳輸非周期數(shù)據(jù)的功能。序號
服務(wù)
內(nèi)容描述1
循環(huán)數(shù)據(jù)發(fā)送
根據(jù)用戶應(yīng)用請求發(fā)送循環(huán)數(shù)據(jù)2
循環(huán)數(shù)據(jù)接收
根據(jù)用戶應(yīng)用請求接收循環(huán)數(shù)據(jù)6.4CC-LinkIE網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)代生產(chǎn)工藝要求精準(zhǔn)可靠的設(shè)備控制、可追溯的產(chǎn)品信息、可監(jiān)控的品質(zhì)數(shù)據(jù)、可診斷的設(shè)備狀態(tài)等,使得設(shè)備的制造技術(shù)變得更加復(fù)雜。產(chǎn)品線也是用戶追求的目標(biāo)。設(shè)備系統(tǒng)不再僅局限于智能化,還要網(wǎng)絡(luò)化、開放化,必須具備能同時高速處理控制數(shù)據(jù)與信息數(shù)據(jù)的能力。基于此種原因,CC-Link協(xié)會作為為全球用戶提供開放化網(wǎng)絡(luò)技術(shù)相關(guān)服務(wù)的非盈利性機(jī)構(gòu),于2007年推出了整合網(wǎng)絡(luò)CC-LinkIE技術(shù),其優(yōu)勢是開放的、高速的、可實現(xiàn)無縫通信的新型工業(yè)以太網(wǎng)。它的出現(xiàn)將對FA網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展及用戶的使用產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響。CLPA推出的CC-LinkIE整合網(wǎng)絡(luò),集信息系統(tǒng)與生產(chǎn)現(xiàn)場設(shè)備管理于一體。作為下一代基于以太網(wǎng)的整合網(wǎng)絡(luò),能夠在信息系統(tǒng)和生產(chǎn)現(xiàn)場之間實現(xiàn)無縫數(shù)據(jù)傳輸,打破了原有工控網(wǎng)絡(luò)的概念。特點如下:
(1)集整個生產(chǎn)過程控制和業(yè)務(wù)信息系統(tǒng)管理功能于一身,是工控網(wǎng)絡(luò)的理想之選。(2)CC-LinkIE是基于以太網(wǎng),從信息層到現(xiàn)場層縱向整合的網(wǎng)絡(luò)。具備超高速、超大容量實時通信功能的網(wǎng)絡(luò)。CC-LinkIE分為CC-LinkIEFieldBasic、CC-LinkIEField和CC-LinkIEControl三類網(wǎng)絡(luò)。6.4.1CC-LinkIEFieldBasic現(xiàn)場網(wǎng)絡(luò)CC-LinkIEFieldBasic是CC-LinkIE協(xié)議的新成員,應(yīng)用于高速控制的小型設(shè)備,使用簡單,開發(fā)容易,通過軟件實現(xiàn)CC-LinkIE現(xiàn)場網(wǎng)絡(luò)的實時通信。適用于小型規(guī)模設(shè)備的現(xiàn)場網(wǎng)絡(luò),充分發(fā)揮通用Ethernet實現(xiàn)CC-LinkIE通信。CC-LinkIEFieldBasic工業(yè)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)如圖6-14所示。圖6-14CC-LinkIEFieldBasic工業(yè)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)6.4.2CC-LinkIEControl控制網(wǎng)絡(luò)CC-LinkIEControl是新一代采用千兆以太網(wǎng)技術(shù)的工廠控制網(wǎng)絡(luò)。CC-LinkIE采用全雙工光纖傳輸路徑實現(xiàn)高速、大容量分布式控制,網(wǎng)絡(luò)通信高效可靠。作為新一代主干網(wǎng)絡(luò),能夠靈活掌控各個現(xiàn)場網(wǎng)絡(luò)。①
具備超高速、超大容量網(wǎng)絡(luò)型共享內(nèi)存,便于實現(xiàn)循環(huán)通信。②
采用冗余光纖環(huán)路技術(shù),高速可靠。③
采用以太網(wǎng)技術(shù)④
符合IEC061508SIL3、IEC61784-3(2010)標(biāo)準(zhǔn)的安全通信功能。CC-LinkIEControl安全通信網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)如圖6-15所示。圖6-15CC-LinkIEControl安全通信網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)6.4.3CC-LinkIEField現(xiàn)場網(wǎng)絡(luò)CC-LinkIEField是一種具備超高速、無縫通信功能、超大容量的網(wǎng)絡(luò),具備實時(循環(huán))通信和按需發(fā)送報文(瞬時)通信功能。集控制器分布控制、I/O控制、運(yùn)動控制和多項安全功能于一身,輕松實現(xiàn)無縫數(shù)據(jù)傳輸,完全符合以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)工廠現(xiàn)場網(wǎng)絡(luò)。使“千兆傳輸速度”和“以太網(wǎng)”的優(yōu)勢在現(xiàn)場層發(fā)揮得淋漓盡致。其特點如下:①
超高速②
以太網(wǎng)電纜和連接器③
網(wǎng)絡(luò)連接簡單快捷④
無縫網(wǎng)絡(luò)連接⑤
符合IEC061508SIL3、IEC61784-3(2010)標(biāo)準(zhǔn)的安全通信功能⑥
具備運(yùn)動控制功能,可實現(xiàn)高精度同步通信CC-LinkIEField工業(yè)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)如圖6-16所示。圖6-16CC-LinkIEField工業(yè)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)6.4.4CC-LinkIETSN網(wǎng)絡(luò)1.TSN技術(shù)概述時間敏感型網(wǎng)絡(luò)(TimeSensitiveNetwork,TSN)是目前國際產(chǎn)業(yè)界正在積極推動的全新工業(yè)通信技術(shù)。TSN允許周期性與非周期性數(shù)據(jù)在同一網(wǎng)絡(luò)中傳輸,使得標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)具有確定性傳輸?shù)膬?yōu)勢,并通過廠商獨立的標(biāo)準(zhǔn)化進(jìn)程,已成為廣泛聚焦的關(guān)鍵技術(shù)。TSN網(wǎng)絡(luò)實際上是基于IEEE802.1的框架制定的一套滿足特殊需求的“子標(biāo)準(zhǔn)”,與其說TSN是一項新技術(shù),不如說它是對現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)技術(shù)以太網(wǎng)的改進(jìn)。如果通過以太網(wǎng)發(fā)送數(shù)據(jù),可以確信數(shù)據(jù)會到達(dá)目的地,唯一的問題是不能確切地確定數(shù)據(jù)何時到達(dá)。TSN網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用滿足了工業(yè)自動化領(lǐng)域?qū)崟r性和大容量數(shù)據(jù)傳輸?shù)碾p重要求,同時,也進(jìn)一步使得普通信息層和工業(yè)網(wǎng)絡(luò)的融合變得更加容易。它解決了傳統(tǒng)工業(yè)網(wǎng)絡(luò)和以太網(wǎng)之間不可兼得的矛盾,為網(wǎng)絡(luò)的互聯(lián)互通奠定了基礎(chǔ)。TSN可以實現(xiàn)異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的搭建。因此,在未來的工業(yè)網(wǎng)絡(luò)或者泛工業(yè)的應(yīng)用中,同一個網(wǎng)絡(luò)需要集成不同類型的設(shè)備、不同類型的通信,這些通信設(shè)備之間需要進(jìn)行實時性交互時,這正是TSN的用武之地。但需要指出,TSN不提供應(yīng)用層,不是專用的現(xiàn)場總線技術(shù)。因此,與TSN相融合的高效現(xiàn)場總線才是兩種通信世界的最佳選擇。2.TSN的主要規(guī)范TSN網(wǎng)絡(luò)是由IEEE802.1工作組下的TSN任務(wù)組負(fù)責(zé)開發(fā)的網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn),現(xiàn)在的TSN任務(wù)組其實是由之前的AVB(AudioVideoBridging)任務(wù)組改名而來,這一改名行為也意味著這一標(biāo)準(zhǔn)的應(yīng)用領(lǐng)域發(fā)生了根本性的變化。TSN網(wǎng)絡(luò)主要定義了時間敏感數(shù)據(jù)在以太網(wǎng)上的傳輸機(jī)制。
IEEE802.1定義了各種TSN標(biāo)準(zhǔn)文檔,雖然每個標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范都可以單獨使用,但是,只有在相互協(xié)同使用的情況下,TSN作為通信系統(tǒng)才能充分發(fā)揮潛力。為實現(xiàn)實時通信解決方案,這些規(guī)范均可大致分為三個基本組成部分:①
時間同步參與實時通信的所有設(shè)備都需要對時間進(jìn)行同步。②
調(diào)度和流量整形(SchedulingandTrafficShaping)參與實時通信的所有設(shè)備在處理和轉(zhuǎn)發(fā)通信數(shù)據(jù)包時都必須遵循相同的規(guī)則。③
選擇信道、信道預(yù)留和容錯參與實時通信的所有設(shè)備在選擇信道、保留帶寬和時隙時必須遵循相同的規(guī)則,可能同時使用多個路徑來實現(xiàn)容錯性。
3.CC-LinkIETSN技術(shù)在工業(yè)現(xiàn)場環(huán)境中,以下幾個重要問題一直困擾著IT與OT的融合,無法有效的打通各業(yè)務(wù)系統(tǒng)的“數(shù)據(jù)孤島”,甚至嚴(yán)重制約了整個產(chǎn)業(yè)的數(shù)字化、智能化轉(zhuǎn)型。(1)總線的復(fù)雜性(2)周期性與非周期性數(shù)據(jù)的傳輸(3)實時性的差異由于IT與OT網(wǎng)絡(luò)的需求差異性,以及總線復(fù)雜性,使得過去IT與OT的融合一直處于困境。這是TSN網(wǎng)絡(luò)因何在制造業(yè)得以應(yīng)用的原因,因為TSN解決了以下問題:1)單一網(wǎng)絡(luò)來解決復(fù)雜性問題,與OPCUA融合來實現(xiàn)整體的IT與OT融合。2)周期性數(shù)據(jù)與非周期性數(shù)據(jù)在同一網(wǎng)絡(luò)中得到傳輸。3)平衡實時性與數(shù)據(jù)容量大負(fù)載傳輸需求。4.CC-LinkIETSN的特點CC-LinkIETSN滿足實時性、互操作性、優(yōu)先控制、時間同步、安全等需求,具備以下四個特點。
(1)控制信息通信與管理信息通信的融合CC-LinkIETSN技術(shù)與協(xié)議層如圖6-17所示。
圖6-17CC-LinkIETSN技術(shù)與協(xié)議層(2)運(yùn)動控制性能的最大化,實現(xiàn)高速度、高精度的控制,減少節(jié)拍時間(3)快速的系統(tǒng)設(shè)置和先進(jìn)的預(yù)測維護(hù)(4)為設(shè)備供應(yīng)商提供更多選擇CC-LinkIETSN不僅能實現(xiàn)IT與OT的更好融合,更是通過TSN技術(shù)加強(qiáng)與其他開放式工業(yè)網(wǎng)絡(luò)的互操作性,在物聯(lián)網(wǎng)和智能制造中,實現(xiàn)數(shù)據(jù)最有效的運(yùn)用。5.CC-LinkIETSN應(yīng)用場景采用TSN技術(shù)的CC-LinkIETSN在充分利用標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)設(shè)備的同時,通過重新定義協(xié)議實現(xiàn)了高速的控制通信,滿足在各個行業(yè)中的應(yīng)用。比如在汽車行業(yè)中,普通和安全通信可在同一條網(wǎng)線上進(jìn)行混合通信;在半導(dǎo)體行業(yè),大容量的菜單數(shù)據(jù)及追溯數(shù)據(jù)也可高速通信,同時與HSMS(HighSpeedMessageServices)混合通信也不會對控制信息的定時性造成影響;在鋰電行業(yè)中,通過組合通信周期的高速控制(伺服等)和低速控制(變頻器、調(diào)溫器等),可確保裝置性能并根據(jù)用途選定理想設(shè)備。6.5CC-Link產(chǎn)品的開發(fā)流程6.5.1選擇CC-Link的網(wǎng)絡(luò)類型選擇網(wǎng)絡(luò)的類型有CC-Link、CC-Link/LT、CC-LinkIEControl和CC-LinkIEField工業(yè)網(wǎng)絡(luò)。6.5.2選擇CC-Link站的類型①
主站/本地站主站:主站管理整個網(wǎng)絡(luò)。一個網(wǎng)絡(luò)只有一個主站。本地站:本地站和主站或其他本地站之間除了進(jìn)行位數(shù)據(jù)和字?jǐn)?shù)據(jù)的循環(huán)通信外,還可執(zhí)行瞬時通信。對應(yīng)的設(shè)備:如PLC、PC。適用的網(wǎng)絡(luò)類型:CC-Link、CC-Link/LT。②
管理站/普通站管理站:控制管理整個網(wǎng)絡(luò)。一個網(wǎng)絡(luò)只有一個管理站,分配循環(huán)通信到各站的范圍。普通站:普通站根據(jù)管理站分配的范圍來執(zhí)行循環(huán)通信和瞬時通信。對應(yīng)的設(shè)備:如PLC、PC和人機(jī)接口HMI。適用的網(wǎng)絡(luò)類型:CC-LinkIEControl。③
智能設(shè)備站智能設(shè)備站和主站除了進(jìn)行位數(shù)據(jù)和字?jǐn)?shù)據(jù)的循環(huán)通信外,還可執(zhí)行瞬時通信。對應(yīng)的設(shè)備:如人機(jī)接口HMI。適用的網(wǎng)絡(luò)類型:CC-Link、CC-LinkIEField。④
遠(yuǎn)程設(shè)備站此類站進(jìn)行位數(shù)據(jù)和字?jǐn)?shù)據(jù)的循環(huán)通信。對應(yīng)的設(shè)備:如模擬量I/O、變頻器、伺服和指示計。適用的網(wǎng)絡(luò)類型:CC-Link、CC-Link/LT。⑤
遠(yuǎn)程I/O站此類站執(zhí)行位數(shù)據(jù)的循環(huán)通信。對應(yīng)的設(shè)備:如模擬量I/O、電磁閥。適用的網(wǎng)絡(luò)類型:CC-Link、CC-Link/LT。⑥SLMP(無縫通信協(xié)議)為CC-LinkIE和以太網(wǎng)之間產(chǎn)品提供了無縫連接的共通協(xié)議。用戶所要完成的只是開發(fā)軟件程序來讓用戶的以太網(wǎng)產(chǎn)品兼容SLMP。對應(yīng)的設(shè)備:如PC、標(biāo)簽打印機(jī)、視覺傳感器、條碼掃描儀和RFID(無線射頻識別控制器)。適用的網(wǎng)絡(luò)類型:CC-LinkIEField。6.5.3選擇CC-Link的開發(fā)方法CC-Link協(xié)會(CLPA)免費提供給會員CC-Link協(xié)議網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的協(xié)議規(guī)范文檔。這些協(xié)議幫助用戶開發(fā)CC-Link兼容產(chǎn)品。如果用戶從零開始使用協(xié)議感到困難時,可以根據(jù)協(xié)會提供的規(guī)范文檔自行開發(fā)兼容產(chǎn)品,也可以使用各家廠商針對不同網(wǎng)絡(luò)提供的開發(fā)方法,如專用通信芯片、內(nèi)置模塊或PC板卡,可以簡單而高效地開發(fā)兼容產(chǎn)品,幫助用戶在短時間內(nèi)達(dá)成目標(biāo)。開發(fā)CC-Link的方法如下:①
在提供的協(xié)議規(guī)范基礎(chǔ)上內(nèi)部開發(fā)產(chǎn)品優(yōu)勢:在網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)上達(dá)到高度靈活性。劣勢:開發(fā)需要大量的技術(shù)力量和人力。適用的網(wǎng)絡(luò)類型:CC-Link、CC-Link/LT、CC-LinkIEControl、CC-LinkIEField。②
專用通信芯片優(yōu)勢:兼容產(chǎn)品開發(fā)無需太多了解網(wǎng)絡(luò)協(xié)議,且通信電路易實現(xiàn)小型化。劣勢:與使用內(nèi)置模塊相比,需要開發(fā)技術(shù)能力和較長的時間。適用的網(wǎng)絡(luò)類型:CC-Link、CC-Link/LT、CC-LinkIEField。③
內(nèi)置模塊優(yōu)勢:通過安裝模塊到最終用戶的基板上實現(xiàn)通信能力,此辦法適用于多種網(wǎng)絡(luò)類型。劣勢:有尺寸大小的限制,且增加了產(chǎn)品的成本。適用的網(wǎng)絡(luò)類型:CC-Link。④
PC板卡驅(qū)動程序優(yōu)勢:可用于各種操作系統(tǒng),包括實時操作系統(tǒng)。劣勢:只能用于計算機(jī)上,很難適用于遠(yuǎn)程I/O等現(xiàn)場設(shè)備。適用的網(wǎng)絡(luò)類型:CC-Link、CC-LinkIEControl。⑤SLMP(無縫通信協(xié)議)優(yōu)勢:僅開發(fā)軟件程序就完成一個新的SLMP的兼容產(chǎn)品,一次性試驗只檢查軟件的功能。劣勢:無法執(zhí)行循環(huán)通信。適用的網(wǎng)絡(luò)類型:CC-LinkIEField。6.5.4選擇CC-Link的開發(fā)對象用戶可以根據(jù)前述的各種開發(fā)方法,由本公司員工自行開發(fā)通信接口。如果在自行開發(fā)時遇到技術(shù)方面或人力方面的困難時,作為解決方案之一,用戶可以選擇委托開發(fā)廠商開發(fā)通信接口的硬件或軟件。表6-7以CC-Link網(wǎng)絡(luò)為例,列舉了站類型之間的區(qū)別。表6-7CC-Link站類型之間的區(qū)別站類型每個站的數(shù)據(jù)量
通信方式開發(fā)對象適應(yīng)設(shè)備開發(fā)方法遠(yuǎn)程I/O站I/O位數(shù)據(jù)32位循環(huán)傳輸硬件數(shù)字量I/O電磁閥專用通信芯片內(nèi)置模塊遠(yuǎn)程設(shè)備站I/O位數(shù)據(jù)32位I/O字?jǐn)?shù)據(jù)4字循環(huán)傳輸硬件軟件模擬量I/O變頻器伺服指示計專用通信芯片內(nèi)置模塊智能設(shè)備站I/O位數(shù)據(jù)32位I/O字?jǐn)?shù)據(jù)4字循環(huán)傳輸瞬時傳輸硬件軟件人機(jī)界面專用通信芯片內(nèi)置模塊PC板卡驅(qū)動主站/本地站I/O位數(shù)據(jù)32位I/O字?jǐn)?shù)據(jù)4字循環(huán)傳輸瞬時傳輸硬件軟件PLCPC專用通信芯片內(nèi)置模塊PC板卡驅(qū)動6.5.5CC-Link系列系統(tǒng)配置文件CSP+CSP+是CC-LinkFamilySystemProfilePlus的縮寫,是含有CC-Link和CC-LinkIEField對應(yīng)設(shè)備的啟動、使用及維護(hù)所需信息(網(wǎng)絡(luò)參數(shù)的信息和存儲器映射等)的配置文件。CSP+統(tǒng)一了配置文件規(guī)范,CC-Link協(xié)議均可以以相同格式進(jìn)行記載。此外,使用CSP+后,CC-Link協(xié)議的用戶可通過相同的工程工具輕松設(shè)定各機(jī)型的參數(shù)。(1)CSP+開發(fā)的優(yōu)點①
統(tǒng)一工程環(huán)境
CC-Link協(xié)議對應(yīng)產(chǎn)品的開發(fā)商,只需制作兼容產(chǎn)品的CSP+文件,無需再編寫個別工程工具。并且記載適合診斷和能源管理等用途的配置文件后,可通過工程工具編制用于不同用途的專用顯示畫面。②
減少支持服務(wù)
CSP+文件中記載了網(wǎng)絡(luò)參數(shù)的信息和存儲器映射,因此CC-Link協(xié)議的用戶無需手冊即可設(shè)定參數(shù)、編寫注釋。也可以無需編程設(shè)定設(shè)備的參數(shù)和監(jiān)控等,大大減少了開發(fā)商對最終用戶的技術(shù)支持工作量。③
采用XML格式
CSP+適用文件為XML格式,因此可有效使用通用的XML處理用程序庫。也減少了開發(fā)商開發(fā)配置文件的工時。(2)關(guān)于CSP+的一致性測試增加了CSP+測試項目,一致性測試的相關(guān)規(guī)定的修改如下:①
全面開發(fā)CC-Link協(xié)議兼容產(chǎn)品的合作伙伴自2013年4月起,根據(jù)新的一致性測試規(guī)范,除實施以往進(jìn)行的設(shè)備測試以外,還需進(jìn)行CSP+測試。②
擁有已通過認(rèn)證的產(chǎn)品的合作伙伴對于已通過認(rèn)證的產(chǎn)品,可自愿開發(fā)CSP+,協(xié)會僅免費提供CSP+的測試。(3)CSP+的使用流程①
開發(fā)商使用CSP+編寫支持工具(可從CC-Link協(xié)會的主頁上下載)編寫CC-Link協(xié)議對應(yīng)設(shè)備的配置文件。②
以上文件編寫完成后,由CC-Link協(xié)會進(jìn)行一致性測試,并將通過認(rèn)證的文件刊載到CC-Link協(xié)會的網(wǎng)頁上。③CC-Link協(xié)議的用戶從CC-Link協(xié)會或開發(fā)商的網(wǎng)頁上下載由開發(fā)商編寫的相應(yīng)配置文件CSP+文件。④CC-Link協(xié)議產(chǎn)品的用戶可通過使用CSP+的工程工具,導(dǎo)入③中下載的所用設(shè)備的CSP+文件,以管理及使用設(shè)備。6.5.6SLMP通用協(xié)議SLMP(SeamlessMessageProtocol)是各種應(yīng)用軟件與FA設(shè)備無縫連接的通用協(xié)議,支持工廠管理、生產(chǎn)和維修的各種應(yīng)用軟件和FA設(shè)備無縫連接,并能夠隨時對其進(jìn)行監(jiān)控和管理。SLMP通用協(xié)議的應(yīng)用實例如圖6-18所示。圖6-18SLMP通用協(xié)議的應(yīng)用實例(1)
SLMP的優(yōu)勢可使用標(biāo)準(zhǔn)幀格式跨網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行無縫通信。使用SLMP實現(xiàn)輕松連接。若與CSP+相結(jié)合,延伸至生產(chǎn)管理和預(yù)測維護(hù)領(lǐng)域可通過辦公室電腦對工廠中的現(xiàn)場設(shè)備進(jìn)行參數(shù)設(shè)置和診斷等,在辦公室中即可對設(shè)備進(jìn)行監(jiān)控和管理。無需繁雜的設(shè)置即可連接到通用的以太網(wǎng)。在設(shè)備上安裝軟件后,可實現(xiàn)服務(wù)器/客戶端功能。將來,利用CSP+可以輕松收集生產(chǎn)性能、品質(zhì)和能源等相關(guān)信息。同時,若與SLMP相結(jié)合,延伸至改善生產(chǎn)運(yùn)營和預(yù)測維護(hù)領(lǐng)域?qū)⒊蔀榭赡?。?)利用SLMP能夠?qū)崿F(xiàn)的功能訪問內(nèi)部保存的信息遠(yuǎn)程控制(遙感控制、設(shè)置遠(yuǎn)程密碼、初始化錯誤代碼)按需響應(yīng)通信(無條件發(fā)送緊急數(shù)據(jù)、觸發(fā)數(shù)據(jù)等)訪問設(shè)備信息(了解機(jī)器自動檢測情況,進(jìn)行參數(shù)設(shè)置和診斷)訪問其他開放網(wǎng)絡(luò)設(shè)備6.5.7CC-Link一致性測試當(dāng)用戶的產(chǎn)品開發(fā)完成后,需要通過CC-Link協(xié)會實施一致性測試。測試成功后,即可成為認(rèn)證的CC-Link協(xié)議兼容產(chǎn)品投入市場。一致性測試是對開發(fā)的兼容產(chǎn)品實施通信功能相關(guān)的測試,測試的目的是為了驗證產(chǎn)品是否滿足CC-link協(xié)議的通信規(guī)范,從而順利且安全地連接到CC-link網(wǎng)絡(luò)中。通過一致性測試可以確保了兼容產(chǎn)品的通信可靠性。無論是在不同廠商生產(chǎn)的產(chǎn)品之間連接,還是在不同設(shè)備之間連接,均可順暢地構(gòu)建起系統(tǒng)。一致性測試包括噪音測試、硬件測試、軟件測試、組合測試、互操作性測試和老化測試。一致性測試的步驟如圖6-19所示。圖6-19一致性測試的步驟6.6CC-Link產(chǎn)品的開發(fā)方案開發(fā)CC-Link協(xié)議的兼容產(chǎn)品,不僅能夠確保多品種多品牌設(shè)備組建系統(tǒng)時的靈活性,更能提高產(chǎn)品的競爭力。國際上有許多公司提供了CC-Link產(chǎn)品的開發(fā)方案。6.6.1三菱電機(jī)開發(fā)方案為了確保用戶高效地成功開發(fā)新一代CC-LinkIEControl、CC-LinkIEField等CC-Link協(xié)議的兼容產(chǎn)品,三菱電機(jī)提供全方位CC-Link產(chǎn)品的開發(fā)方案,包括開發(fā)咨詢到產(chǎn)品開發(fā)工具包。(1)
CC-LinkIEControl控制網(wǎng)絡(luò)驅(qū)動程序開發(fā)通過使用MitsubishiPC接口板(Q80BD-J71GP21-SX)來針對不同的操作系統(tǒng)開發(fā)驅(qū)動程序。(2)
CC-LinkIEField現(xiàn)場控制網(wǎng)絡(luò)的開發(fā)①
主站根據(jù)開發(fā)驅(qū)動程序參考手冊,通過結(jié)合源代碼和通信LSI可設(shè)計出靈活性更高的主站。②
智能設(shè)備站采用三菱電機(jī)生產(chǎn)的專用通信LSICP220,該接口芯片可輕松開發(fā)執(zhí)行循環(huán)通信和瞬時通信的設(shè)備,而不必詳細(xì)了解協(xié)議。CP220通過軟件控制,提供針對運(yùn)動控制函數(shù)的開發(fā)工具。③
驅(qū)動程序開發(fā)使用三菱電機(jī)生產(chǎn)的接口(Q80BD-J71GF11-T2/Q81BD-J71GF11-T2),可針對不同的操作系統(tǒng)開發(fā)驅(qū)動程序。(3)CC-Link網(wǎng)絡(luò)的開發(fā)①
主站、本地站和智能設(shè)備站內(nèi)置接口板(Q50BD-CCV2):一種利用內(nèi)置接口板開發(fā)的方法,用戶可以通過安裝此接口板到用戶板,實現(xiàn)CC-Link主站、本地站和智能設(shè)備站的功能。目標(biāo)開發(fā)(SW1D5C-CCV2OBJ):使用對象代碼進(jìn)行開發(fā)的方法,使用對象代碼進(jìn)行開發(fā)后,可進(jìn)行自由度比使用內(nèi)置型接口板時更高的設(shè)計。源代碼(C語言)開發(fā)(SW1D5C-CCV2SRC):使用源代碼(C語言)進(jìn)行開發(fā)的方法。②
遠(yuǎn)程設(shè)備站采用三菱電機(jī)公司生產(chǎn)的專用通信芯片MFP3N:使用通信芯片無需了解協(xié)議,允許用戶開發(fā)處理位數(shù)據(jù)和字?jǐn)?shù)據(jù)使用的設(shè)備,它通過MPU和控制軟件的配合來實現(xiàn),根據(jù)軟件許可,同時支持CC-LinkVer.1和Ver.2。③
遠(yuǎn)程I/O站采用三菱電機(jī)生產(chǎn)的專用通信芯片MFP2N/MFP2AN:使用該通信芯片無需了解通信協(xié)議,允許用戶開發(fā)處理位數(shù)據(jù)的設(shè)備,用戶可以根據(jù)封裝尺寸(引腳數(shù))和I/O點的數(shù)量來選擇使用。采用內(nèi)置I/O模塊:緊湊的內(nèi)置I/O模塊無需了解通信協(xié)議,允許用戶開發(fā)處理位數(shù)據(jù)的設(shè)備,該模塊可直接安裝在用戶的開發(fā)板上。此外,它可以級聯(lián)連接,擴(kuò)展I/O數(shù)量。④
驅(qū)動程序(針對QB0BD-J61BT11N)開發(fā)利用開發(fā)驅(qū)動程序的參考手冊:本手冊提供可以開發(fā)支持各種操作系統(tǒng)的驅(qū)動程序,PC接口板(Q80BD-J61BT11N)由三菱電機(jī)提供。(4)CC-Link/LT①
主站采用三菱電機(jī)生產(chǎn)的專用通信芯片CLC13:該通信芯片允許用戶開發(fā)兼容主站來控制整個網(wǎng)絡(luò),并允許建立的網(wǎng)絡(luò)連接各類型從站。②
遠(yuǎn)程設(shè)備站采用三菱電機(jī)生產(chǎn)的專用通信芯片CLC31:該通信芯片能處理CC-Link/LT字?jǐn)?shù)據(jù)(16位),單個芯片能處理4個字的數(shù)據(jù)量,輕松地開發(fā)如模擬量I/O等遠(yuǎn)程設(shè)備站。
③
遠(yuǎn)程I/O站采用三菱電機(jī)生產(chǎn)的專用通信芯片CLC21:使用該通信芯片無需了解通信協(xié)議,允許用戶開發(fā)處理位數(shù)據(jù)的設(shè)備,輕松地開發(fā)遠(yuǎn)程I/O站,諸如數(shù)字式I/O。6.6.2赫優(yōu)訊的netX開發(fā)方案赫優(yōu)訊可以提供全系列CC-Link解決方案,從提供各種接口的產(chǎn)品到開發(fā)和生產(chǎn),從訂立開發(fā)合同直到組織生產(chǎn)?;谕ㄓ闷脚_的工業(yè)用通信解決方案,從嵌入式模塊、PC板卡、網(wǎng)關(guān)到芯片,對于任何需求,赫優(yōu)訊都可提供最適合的解決方案,一站式提供硬件、軟件、開發(fā)環(huán)境和技術(shù)支持。支持CC-Link的赫優(yōu)訊產(chǎn)品的技術(shù)特點:已獲CC-LinkV2.0認(rèn)證;支持遠(yuǎn)程控制/設(shè)備站的所有規(guī)范(等同于MFP3);基于雙端口存儲器及串行的主機(jī)/接口,輕松實現(xiàn)控制功能;netX內(nèi)置ARM9,便于實現(xiàn)用戶應(yīng)用;通用于所有Hilscher產(chǎn)品與協(xié)議的應(yīng)用/接口;有助于降低總體開發(fā)成本及快速投放市場;易于使用的通用配置工具SYCON.net。(1)
PC卡cifX通信接口以低廉的成本提供完善的功能,包括最優(yōu)化的性能、功能和靈活性。兼容PC內(nèi)的PCI和PCIExpress接口(均被用于從站),并且能夠根據(jù)用戶的項目開發(fā)相應(yīng)的結(jié)構(gòu)。具備適用于RTOS系統(tǒng)的驅(qū)動程序和開發(fā)產(chǎn)品所需的軟件包,包括設(shè)置工具、驅(qū)動程序、示例和產(chǎn)品手冊等。(2)
內(nèi)建模塊赫優(yōu)訊內(nèi)建模塊是由嵌入式軟件和硬件包組成的單芯片解決方案,該嵌入式軟件和硬件包可以直接安裝在各種自動化設(shè)備中,包括控制器、PLC和其他設(shè)備。高性能netX網(wǎng)絡(luò)控制器允許所有的通信任務(wù)由嵌入的微處理器來執(zhí)行。由于API適用于所有協(xié)議,因此兼容豐富的現(xiàn)場總線和實時以太網(wǎng),且簡單可靠,便于利用現(xiàn)有的赫優(yōu)訊內(nèi)建模塊替換,如comX和netIC。(3)
網(wǎng)關(guān)作為網(wǎng)絡(luò)設(shè)備時(現(xiàn)場總線、實時以太網(wǎng)和串行總線),netTAP100網(wǎng)關(guān)是理想的解決方案,它可以方便且穩(wěn)定的應(yīng)用于CC-Link網(wǎng)絡(luò)。作為CC-Link從站,netTAP100可以適應(yīng)市面上的絕大多種網(wǎng)絡(luò)。它具備專用網(wǎng)絡(luò)設(shè)置工具SYCON.net,可以在GUI內(nèi)簡單的拖曳和粘貼,并且在PC上利用USB接口執(zhí)行固件下載、設(shè)定和診斷等任務(wù)。(4)
ASIC通信控制器為兼容所有的自動化設(shè)備(驅(qū)動器、I/O、PLC、條碼掃描器等),赫優(yōu)訊研發(fā)了多種多協(xié)議netX系列網(wǎng)絡(luò)控制器。netX芯片搭載了ARM9CPU,并內(nèi)置多種外設(shè)功能,實現(xiàn)了單臺硬件設(shè)備即可支持諸多協(xié)議,如主流現(xiàn)場總線及工業(yè)實時以太網(wǎng)協(xié)議等??山柚諆?yōu)訊提供的固件版本設(shè)計用戶自己的CC-Link接口。6.6.3HMS的Anybus開發(fā)方案Anybus為用戶快速便捷地開發(fā)CC-Link兼容產(chǎn)品提供完善的解決方案,可以開發(fā)CC-Link/CC-LinkIE現(xiàn)場層網(wǎng)絡(luò)兼容產(chǎn)品,可以在短時間內(nèi)將用戶的CC-Link兼容產(chǎn)品投入市場。AnybusCompactCom提供芯片、網(wǎng)橋、模塊的形式,客戶可選擇最佳的開發(fā)。無論采用何種開發(fā)形式,均可在軟件和硬件兩方面兼容,客戶可以用最少的開發(fā)投資成本進(jìn)行CC-Link協(xié)議兼容產(chǎn)品的開發(fā)。實現(xiàn)CC-Link網(wǎng)絡(luò)的從站可以采用AnybusCompactCom40系列的從站板卡,模塊或芯片,其共同特點與用戶的接口是與網(wǎng)絡(luò)類型無關(guān)的,從而可以開發(fā)一次即可實現(xiàn)所有主流網(wǎng)絡(luò)。(1)Anybus-SCC-Link/CC-LinkIEField可靠性和性能均較高的從站接口,信用卡大小的模塊中配備了CC-Link、CC-LinkIEField所要的所有軟件和硬件。配備高性能微處理器,無需主機(jī)設(shè)備即可進(jìn)行CC-Link、CC-LinkIEField協(xié)議處理。與主機(jī)設(shè)備間的接口由AnybusS中配備的2kB的DPRAM構(gòu)成。還可輕松支持其他網(wǎng)絡(luò)。可通過配備Anybus-SCC-Link的設(shè)備,輕松進(jìn)行CC-LinkIEField的兼容產(chǎn)品開發(fā)??蛇x擇的產(chǎn)品如:①Anybus-SCC-LINK(AB4210)CC-LINK特性為:支持多達(dá)896點的輸入輸出數(shù)據(jù)、128字的數(shù)據(jù)
占用的站數(shù)1~4站擴(kuò)展循環(huán)1~8倍(僅限Ver.2.0)支持遠(yuǎn)程設(shè)備站支持波特率156kbit/s~10Mbit/s支持CC~LinkVer.2.0②CC-LINKIEField(AB4613)CC-LINKIEField特性為:支持多達(dá)512字節(jié)的I/O數(shù)據(jù)支持多達(dá)1536字節(jié)的參數(shù)數(shù)據(jù)支持智能設(shè)備站支持1Gbit/sAnybusSCC-Link/CC-LinkIEFiled接口如圖6-20所示。(2)Anybus定制解決方案提供Anybus-S、AnybusCompactCom定制解決方案。對于形狀、防水、防塵、環(huán)保措施等方面有特殊要求時,為用戶提供解決方案,來對應(yīng)非標(biāo)產(chǎn)品開發(fā)需求。圖6-20AnybusSCC-Link/CC-LinkIEFiled接口可選擇的產(chǎn)品如:B30CC-Link(AB6672)M30CC-Link(AB6211、AB6311無機(jī)殼)M40CC-Link(AB6602、AB6702無機(jī)殼)特性為:支持最多達(dá)896點的輸入輸出數(shù)據(jù)、支持128個字的數(shù)據(jù)。30系列:總共支持256字節(jié)40系列:支持總數(shù)達(dá)CC-Link規(guī)格上限占用的站數(shù)1~4站擴(kuò)展循環(huán)1~8倍(僅限Ver2.0)支持遠(yuǎn)程設(shè)備站支持波特率156kbit/s~10Mbit/s支持CC-LinkVer2.0AnybusCompactComCC-Link接口如圖6-21所示。(3)AnybusX-gatewayCC-Link/CC-LinkIEFiledAnybusX-gateway可在不同種類的PLC系統(tǒng)與網(wǎng)絡(luò)之間進(jìn)行I/O數(shù)據(jù)傳輸,在所有工廠設(shè)備間進(jìn)行一系列的信息通信??蓪C-Link和CC-LinkIEFiled與各種網(wǎng)絡(luò)相連。圖6-21AnybusCompactComCC-Link接口CC-LINK特性為:支持多達(dá)896點的輸入輸出數(shù)據(jù)、128字的數(shù)據(jù)
占用的站數(shù)1~4站擴(kuò)展循環(huán)1~8倍(僅限Ver.2.0)支持遠(yuǎn)程設(shè)備站支持波特率156kbit/s~10Mbit/s支持CC-LinkVer.2.0CC-LINKIEField特性為:支持多達(dá)512字節(jié)的I/O數(shù)據(jù)支持智能設(shè)備站支持1Gbit/s
AnybusX-gatewayCC-LinkIEFiled接口如圖6-22所示。(4)AnybusCommunicatorCC-Link/CC-LinkIEFiled外置型高性能串口轉(zhuǎn)換器,使現(xiàn)有設(shè)備中的串行接口RS232/422/485支持CC-Li
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