Cc-link总线

Cc-link总线 内蒙古机电职业技术学院 现场总线技术及其应用 Cc-link总线 班级: 姓名: 学号: 2012年6月28日 现场总线技术及其应用 姓名: 学号:班级: 【摘要】:现场总线(Fieldbus)是20世纪80年代末、90年代初国际上发展形成的，用于 过程自动化、制造自动化、楼宇自动化等领域的现场智能设备互连通讯网络。现场总线设 备的工作环境处于过程设备的底层，作为工厂设备级基础通讯网络，要求具有协议简单、容 错能力强、安全性好、成本低的特点 :具有一定的时间确定性和较高的实时性要求，还具 有网络负载稳定，多数为短帧传送、信息交换频繁等特点。 一般把现场总线系统称为第五代控制系统，也称作FCS——现场总线控制系统。人们 一般把50年代前的气动信号控制系统PCS称作第一代，把4,20mA等电动模拟信号控制系 统称为第二代，把数字计算机集中式控制系统称为第三代，而把70年代中期以来的集散式 分布控制系统DCS称作第四代。现场总线控制系统FCS作为新一代控制系统，一方面，突破 了DCS系统采用通信专用网络的局限，采用了基于公开化、化的解决，克服了封 闭系统所造成的缺陷;另一方面把DCS的集中与分散相结合的集散系统结构，变成了新型 全分布式结构，把控制功能彻底下放到现场。可以说，开放性、分散性与数字通讯是现场总 线系统最显著的特征。 【English abstract】: Fieldbus (Fieldbus) are formed in the late 1980 of the 20th century, the early 90 international development, for process automation, manufacturing automation, building automation and other areas of the field intelligent devices interconnected communications networks. Fieldbus devices work environment at the bottom of the process equipment, as a basis for plant-level communication network, require simple protocols, fault-tolerant capability, security, low-cost features: has a certain degree of certainty as to the time and high real-time requirements, also has a network load stability, most frequently for short frame transmission, information exchange and so on. 【关键字】:现场总线技术 ; CC-Link总线及应用 ; 主战模块FX-16CC-M ; 从站模块2N FN-32CCL ; 2N 【Key words】: Fieldbus technology ; CC-Link bus and application ; main battle module FX2N-16CC-M ; From the station module FN2N-32CCL ; 引言 1984年美国Inter公司提出一种计算机分布式控制系统-位总线(BITBUS)，它主要是将低速的面向过程的输入输出通道与高速的计算机总线多(MULTIBUS)分离，形成了现场总线的最初概念。80年代中期，美国Rosemount 公司开发了一种可寻址的远程传感器(HART)通信协议。采用在4,20mA模拟量叠加了一种频率信号，用双绞线实现数字信号传输。HART协议已是现场总线的雏形。1985年由Honeywell和Bailey等大公司发起，成立了World FIP制定了FIP协议。1987年，以Siemens，Rosemount，横河等几家著名公司为首也成立了一个专门委员会互操作系统协议(ISP)并制定了PROFIBUS协议。后来美国仪器仪学会也制定了现场总线标准IEC/ISA SP50。随着时间的推移，世界逐渐形成了两个针锋相对的互相竞争的现场总线集团:一个是以Siemens、 Bailey等公司牵头Rosemount，横河为首的ISP集团;另一个是由Honeywell、 的WorldFIP集团。1994年，两大集团宣布合并，融合成现场总线基金会(Fieldbus Foundation)简称FF。 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。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。 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。 1.概 述 CC-link是control&communication link的简称，是一种可以同时高速处理控制和信息数据的现场网络系统，可以提供高效、一体化的工厂和过程自动化控制。 CC-Link系统是通过专用的通信模块和电缆将分散的I/O模块及特殊功能模块等设备连接起来，并通过PLC的CPU来控制和协调这些模块的工作。将每个模块分散到被控设备进行连接，使用系统更具有灵活性。该总线已广泛应用于自动化生产线、半导体生产线、饰品加工生产线和汽车生产线的现场控制领域。 CC-Link网络可由1个从站组成，网络中的主站由三菱FX系列以上的PLC或计算机担当，从站可以是远程I/O模块、特殊功能模块、带有CPU的PLC本地站、人机界面、变频器及各种测量仪表、阀门等现场设备，整个系统通过屏蔽双绞线连接。它们主要有以下几个特点:1、组态简单。 2、接线简单。 3、设置简单。 4、维护简单、运行可靠。 2.协议结构 CC-Link系统只少1个主站，可以连接远程I/O站、远程设备站、本地站、备用主站、智能设备站等总计64个站。CC-Link站的类型如表7-5所示。 CC-Link系统可配备多种中继器，可在不降低通信速度的情况下，延长通信距离，最长可达13.2km。例如，可使用光中继器，在保持10Mbps通信速度的情 况下，将总距离延长至4300m。另外，T型中继器可完成T型连接，更适合现场的连接要求。 CC-Link的底层通讯协议遵循RS485，具体的通讯方式请参照一般情况下，CC-Link主要采用广播,轮询的方式进行通讯。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图2，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图2，由此可见瞬时传输不会对广播轮询的循环扫描时间造成影响。 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。 3.传输技术 循环传送和瞬时传送功能 CC-Link的2种通信的模式:循环通信和瞬时通信。循环通信是数据一直不停地在网络中传送，数据是安站的不同类型，可以共享的，由CC-Link核心芯片MFP自动完成;瞬时通信是在循环通信地数据量不够用，或需要传送比较大的数据(最大960字节)，可以用专用指令实现一对一的通信。 CC-LinkVer.1 通过2倍、4倍或8倍等扩展循环设置，最大可以达到RX、RY(各8192点)和RWw, RWr(各2048字)。每台最多可链接点数(占用4个站时)从128位，32字扩展到896位，256字与CC-Link Ver.1相比，可控制点数最大增加到8倍。 FX-32CCL作为FX PLC 的特殊扩展快连接。 2N 1.每个站的远程输入出点数为:输入32点、输出点32。 2.每个站的远程寄存器点数为:RWw写入区域4点、RWr读出区域4点。 3.站数设定在1-4个站之间可选，因此可以根据控制规模结构系统。 4.典型应用 CC-LINK在上海大众GOL油漆车间监控系统中的应用: 在该工程中，CC-LINK的各种优异性能得到了充分发挥，其主要体现在以下几个方面: 1(高速通讯:由于涉及的设备分散在整个油漆车间，实际通讯距离大约为500多米，起先我们担心通讯速率会造成网络数据传输的瓶颈，但最终的实际使用速率为625Kbps，远远超出我们的预计。能在工厂实际环境达到这个速率，应该是同类产品的佼佼者。 (易用性:由于上海大众对整个工程的进度要求非常紧，整个工程的现场施 2 工和调试时间为两周，但我们却保质、保量地完成了任务，连上海大众都认为创造了奇迹。其实这在很大程度上要归功于CC-LINK的简单易用，CC-LINK在三菱Q系列PLC中的使用极为方便，甚至不用编程，只需设置几个简单的参数就能轻易地完成网络的连接。 3(高可靠性:由于CC-LINK具备自动在线恢复、待机主控、切断从站、确认链接状态、测试和诊断等丰富的RAS功能，它所构成的网络系统具有高度的可靠性。从2002年11月系统投运以来，从未发生网络中断，整个系统运行正常。 4(数据量大:由于系统中有些站点的数据量较大，我们在设置了大量的循环传送数据的同时，更利用了CC-LINK的瞬间传送功能，进一步加大了数据的传输量，从而保证了生产必须的信息毫无遗漏地传输到所需要得工位。 5(低成本:从整个系统配置的成本构成看，CC-LINK无疑在同类产品中独占鳌头，这也是我们公司在众多竞争者中脱颖而出的重要原因之一。 通过这次成功的改造，上海大众汽车二厂油漆车间的自动化水平得到了质的飞跃，完全满足了GOL这个新车型的生产需要，同时，实现了车间生产线的信息交换，为现代化的工厂信息管理打下了坚实的基础，由于车间的各种资源得到进一步整合，设备无故障时间大大提高，使生产效率和管理水平上了一个新的台阶。当然，我们也得以再一次领略CC-LINK的卓越性能。 5.结束语 CC-Link的技术在不断的进步和发展过程中，CLPA在2002年推出CC-Link家簇下端产品和协议CC-Link/LT，主要用于开关量数据的传输和通信，使CC-Link在整个结构上更加完善和丰满，并且其成本将更加降低。2003年初，CLPA宣布推出CC-Link V2.0版本，是原来的系统通信量扩大了8倍。 总之，CC-Link是一个技术先进、性能卓越、应用广泛、使用简单、成本较低的开放式现场总线，其在中国的技术发展和应用有着广阔的前景。 【参考文献】 [1].李正军. 现场总线技术及其应用[M].北京机械工业出版社.2008 [2].CC-Link总线及其应用. 机械工业出版社.2006 [3].百度