開放式現(xiàn)場總線CC-Link 綜述
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雖然CC-Link在中國的市場表現(xiàn)良好，國內(nèi)已經(jīng)存在大量廣泛的應用和一些合作伙伴，但是關于CC-Link的全貌的介紹相對較少。
作為包容了現(xiàn)場總線最新技術的CC-Link，其先進的技術性能和特點非常鮮明。有必要逐步向廣大的用戶和合作伙伴及中國的工程技術人員，介紹CC-Link有關技術和應用情況。使CC-Link的技術為更多的業(yè)內(nèi)人士所了解，為中國的現(xiàn)場總線的發(fā)展，提供有益的參考。
一、開放式現(xiàn)場總線CC-Link技術背景和CLPA
在1996年11月，以三菱電機為主導的多家公司以“多廠家設備環(huán)境、高性能、省配線”理念開發(fā)、公布和開放了現(xiàn)場總線CC-Link，第一次正式向市場推出了CC-Link這一全新的多廠商、高性能、省配線的現(xiàn)場網(wǎng)絡。并于1997年獲得日本電機工業(yè)會（JEMA）頒發(fā)的杰出技術成就獎。
CC-Link是Control Communication Link (控制與通信鏈路系統(tǒng))的簡稱。即：在工控系統(tǒng)中，可以將控制和信息數(shù)據(jù)同時以10Mbps高速傳輸?shù)默F(xiàn)場網(wǎng)絡。CC-Link具有性能卓越、應用廣泛、使用簡單、節(jié)省成本等突出優(yōu)點。作為開放式現(xiàn)場總線，CC-Link是唯一起源于亞洲地區(qū)的總線系統(tǒng)，CC-Link的技術特點尤其適合亞洲人的思維習慣。
于1998年，汽車行業(yè)的馬自達、五十鈴、雅馬哈、通用、鈴木等也成為了CC-Link的用戶，而且CC-Link迅速進入中國市場。1999年，銷售的實績已超過17萬個節(jié)點，2001年達到了72萬個節(jié)點，到2001年累計量達到了150萬，其增長勢頭迅猛，在亞洲市場占有份額超過15％（據(jù)美國工控專業(yè)調查機構ARC調查），受到亞、歐、美、日等客戶的高度評價。
為了使用戶能更方便地選擇和配置自己的CC-Link系統(tǒng)，2000年11月，CC-Link協(xié)會（CC-Link Partner Association簡稱CLPA）在日本成立。主要負責CC-Link在全球的普及和推進工作。為了全球化的推廣能夠統(tǒng)一進行，CLPA（CC-Link協(xié)會）在全球設立了眾多的駐點，分布在美國、歐洲、中國、中國臺灣、新加坡、韓國等國家和地區(qū)，負責在不同地區(qū)在各個方面推廣和支持CC-Link用戶和成員的工作。
CLPA現(xiàn)在有“Woodhead”、“Contec”、“Digital”、“NEC”、“松下電工”、“idec”和“三菱電機” 等7個常務理事會員。到2002年4月底，CLPA在全球擁有250多家會員公司，其中包括浙大中控、中科軟大等等幾家中國大陸地區(qū)的會員公司。
二、CC-Link的通訊原理
CC-Link的底層通訊協(xié)議遵循RS485，具體的通訊方式請參照下圖.
圖：通信原理
CC-Link提供循環(huán)傳輸和瞬時傳輸2種通信方式。一般情況下，CC-Link主要采用廣播－輪詢（循環(huán)傳輸）的方式進行通訊。具體的方式是：主站將刷新數(shù)據(jù)（RY/RWw）發(fā)送到所有從站，與此同時輪詢從站1；從站1對主站的輪詢作出響應（RX/RWr），同時將該響應告知其它從站；然后主站輪詢從站2（此時并不發(fā)送刷新數(shù)據(jù)），從站2給出響應，并將該響應告知其它從站；依此類推，循環(huán)往復。廣播－輪詢時的數(shù)據(jù)傳輸幀格式請參照下圖，該方式的數(shù)據(jù)傳輸率非常高。
除了廣播－輪詢方式以外，CC-Link也支持主站與本地站、智能設備站之間的瞬時通訊。從主站向從站的瞬時通訊量為150字節(jié)/數(shù)據(jù)包，由從站向主站的瞬時通訊量為34字節(jié)/數(shù)據(jù)包。瞬時傳輸時的數(shù)據(jù)傳輸幀格式請參照下圖，由此可見瞬時傳輸不會對廣播輪詢的循環(huán)掃描時間造成影響。
所有主站和從站之間的通訊進程以及協(xié)議都由通訊用LSI－MFP(Mitsubishi Field Network Processor)控制，其硬件的設計結構決定了CC-Link的高速穩(wěn)定的通訊。
MFP構成圖
三、CC-Link的卓越性能
一般工業(yè)控制領域的網(wǎng)絡分為3到4個層次，分別是上位的管理層，控制層和部件層。部件層也可以再細分為設備層和傳感器層，CC-Link是一個以設備層為主的網(wǎng)絡，同時也可以覆蓋較高層次的控制層和較低層次的傳感器層。
1、CC-Link的網(wǎng)絡結構
現(xiàn)場總線CC-Link的一般系統(tǒng)構成如圖所示：
圖： CC-Link系統(tǒng)構成
一般情況下，CC-Link整個一層網(wǎng)絡可由1個主站和64個子站組成，它采用總線方式通過屏蔽雙絞線進行連接。網(wǎng)絡中的主站由三菱電機FX系列以上的PLC或計算機擔當，子站可以是遠程I/O模塊、特殊功能模塊、帶有CPU的PLC本地站、人機界面、變頻器、伺服系統(tǒng)、機器人以及各種測量儀表、閥門、數(shù)控系統(tǒng)等現(xiàn)場儀表設備。如果需要增強系統(tǒng)的可靠性，可以采用主站和備用主站冗余備份的網(wǎng)絡系統(tǒng)構成方式。采用第三方廠商生產(chǎn)的網(wǎng)關還可以實現(xiàn)從CC-Link到ASI、S-Link、Unit-wire等等網(wǎng)絡的連接。
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