現(xiàn)場總線CC—Link特點分析及應用探討

徐建東

[摘 要] CC-Link總線技術以開放、雙向傳輸、數(shù)字化和多站點的特點在工控領域得到了大范圍的推廣應用，針對該總線技術的背景和特征，結合實際的應用案例對CC-Link總線技術進行探討。

[關 鍵 詞] 現(xiàn)場總線；CC-Link；通訊網(wǎng)絡

[中圖分類號] TP336 [文獻標志碼] A [文章編號] 2096-0603（2018）32-0057-01

現(xiàn)場總線是伴隨著工業(yè)控制領域的不斷發(fā)展而衍生出來的，信息通訊技術從工控的設備層擴展到控制和管理層。信息通訊技術的不斷變革使工控系統(tǒng)發(fā)生了很大的變化，逐漸形成了以網(wǎng)絡集成作為基礎的企業(yè)信息管理系統(tǒng)，而CC-Link現(xiàn)場總線技術就是其中的一類。

一、現(xiàn)場總線CC-Link背景以及特征

（一）CC-Link總線背景

控制和通信鏈路的英文縮寫也就是CC-Link，在20世紀90年代，日本的三菱電機公司為主的多家企業(yè)以高性能、節(jié)約配線和支持多品牌廠家的設備運行環(huán)境為設計理念，研制開發(fā)出CC-Link技術，并在市場中得到了廣泛的應用。

（二）CC-Link總線特征

該總線是性能較為可靠的通訊網(wǎng)絡，可以實時傳輸通訊數(shù)據(jù)，進行分散式的工業(yè)控制，可以和智能化的設備進行信息通訊。與此同時，該總線可以直接與各品牌現(xiàn)場控制設備進行數(shù)據(jù)連接，可以為多家廠商提供兼容性的通訊環(huán)境，利用該總線技術構建的開放性網(wǎng)絡結構，具備以下的特征：

1.CC-Link通訊網(wǎng)絡以很高的運行速度、大數(shù)據(jù)量和遠距離數(shù)據(jù)連接構建成工業(yè)控制系統(tǒng)，可以適應多種型式的通訊網(wǎng)絡。如果以每秒鐘10兆位進行通訊時，最遠的傳輸距離可達到100米。而如果每秒鐘156千位傳輸時，可達到1.2公里，配置中續(xù)通信設備之后，傳輸距離會大于10公里。

2.如果傳輸線路采用屏蔽層雙股絞線，會有效減少通訊成本，極大提升了通訊線路的抗干擾能力。

3.擁有在線自我通訊恢復作用，可以進行主動控制，從站通訊出現(xiàn)故障可以從總線中直接切除，可以對通訊網(wǎng)絡進行監(jiān)視，診斷通網(wǎng)絡是否正常，可以使用戶在較少時間內(nèi)使通訊網(wǎng)絡實現(xiàn)正常通訊。所以，可以構建可靠性高、可維護性和有效的通訊網(wǎng)絡。

4.總線傳輸技術的兼容性對滿足工業(yè)控制是十分重要的，CC-Link的一致性測試不但對通信端口的可靠性進行了試驗，對噪音性能也進行了系統(tǒng)的調試，所以，CC-Link總線技術具備較好的抗噪性能以及兼容能力。

二、應用實例

把某生產(chǎn)企業(yè)的全自動生產(chǎn)線作為案例，來說明CC-Link現(xiàn)場總線技術的具體應用。

（一）系統(tǒng)的配置情況

生產(chǎn)線的自動控制系統(tǒng)由集中控制系統(tǒng)和分散式總線控制系統(tǒng)組建而成?，F(xiàn)場總線控制系統(tǒng)又可以劃分為包裝控制、配料控制以及熱縫合控制等部分。每個控制部門在生產(chǎn)線車間內(nèi)分布的距離較遠，與集中控制系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸較為困難，而生產(chǎn)企業(yè)要求集中控制系統(tǒng)的監(jiān)控室可以全面監(jiān)控生產(chǎn)現(xiàn)場的每個生產(chǎn)設施，而且可以打印出生產(chǎn)所需的各項生產(chǎn)數(shù)據(jù)。參照上述技術要求，可以應用日本三菱公司研發(fā)的CC-Link現(xiàn)總線控制技術，集中控制系統(tǒng)的監(jiān)控主站可以利用QnA系列的PLC可編程控制器，而分散式現(xiàn)場控制系統(tǒng)可采用三菱公司生產(chǎn)的FX2N系列PLC可編程控制器，生產(chǎn)現(xiàn)場的監(jiān)控儀表可以應用具備的CC-Link接口的稱重傳感器，控制系統(tǒng)的上位機可采用工控機，內(nèi)部的組態(tài)可以利用北京昆侖通態(tài)進行開發(fā)。集中式控制系統(tǒng)監(jiān)控主站的PLC編程器通過CC-Link總線與每個生產(chǎn)現(xiàn)場的PLC可編程控制器進行數(shù)據(jù)通訊，可以實時獲取到現(xiàn)場儀表采集到的生產(chǎn)運行信息，通過修改工藝能數(shù)控制各種執(zhí)行機構。

（二）CC-Link通訊網(wǎng)絡中的各站點之間的數(shù)據(jù)聯(lián)系

在CC-Link數(shù)據(jù)通訊網(wǎng)絡中，集中控制系統(tǒng)的主控制站應用CC-Link通信模塊以數(shù)據(jù)鏈路掃描的方式來對每個從站實現(xiàn)數(shù)據(jù)連接。遠程站點和主站之間的數(shù)據(jù)連接經(jīng)過PLC內(nèi)部的緩沖存儲器來實現(xiàn)，每個分站點之間應用PLC可編程控制器數(shù)據(jù)緩沖存儲器中的接收發(fā)送指令FROM/TO來完成數(shù)據(jù)的讀寫操作。Q2A系列的可編程控制器和1號遠程控制站中儀表之間進行數(shù)據(jù)通訊作為實例，來具體說明如何進行主站和遠程站點之間的數(shù)據(jù)連接。為了保證遠程控制站點可以構建成實時數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡，主控制站點的PLC應該進行初始化操作，控制系統(tǒng)中的主站PLC通訊網(wǎng)絡功能模塊位于系統(tǒng)主控制板的0號槽內(nèi)，初始化子控制程度的數(shù)據(jù)傳送語句的輸入輸出首地址就是0，初始化操作中應設置好需要連接的單元數(shù)量、再次連接的次數(shù)、自動返回單元數(shù)量、無效站以及預留站的相關信息，初始化程序在控制系統(tǒng)通電之后只運行一次。當程序正常運行之后，首先運行的是數(shù)據(jù)連接控制程序，0號站主控制站和1號遠程站之間的數(shù)據(jù)連接進行啟動，應用刷新控制指令Y0，遠程輸入輸出指令RX/RY、遠程數(shù)據(jù)寄存器讀寫指令RWw/RWr。如果刷新控制指令處于關斷狀態(tài)時，其余的數(shù)據(jù)連接指令也會處于關斷狀態(tài)。之后由EEPROM內(nèi)的通訊控制參數(shù)來使數(shù)據(jù)連接信號啟動運行，系統(tǒng)就會實現(xiàn)正常的數(shù)據(jù)連接，主控制站內(nèi)的數(shù)據(jù)連接狀態(tài)X1就會處理接通狀態(tài)。主站PLC控制器可以利用FROM/TO程序語句從數(shù)據(jù)緩沖存儲器中實現(xiàn)數(shù)據(jù)的讀寫操作。

綜上所述，CC-Link現(xiàn)場總線應用在企業(yè)的生產(chǎn)線中可以有效對生產(chǎn)狀態(tài)進行監(jiān)視，在應用中達到了理想的效果。

參考文獻：

[1]黃誠.基于三菱PLC控制的CC-Link連接站的研究[J].硅谷，2010（3）：25.

[2]徐海黎.基于CC-Link的并條生產(chǎn)系統(tǒng)應用研究[D].南京理工大學，2002.