現場總線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] 現場總線；CC-Link；通訊網絡

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

現場總線是伴隨著工業控制領域的不斷發展而衍生出來的，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發生了很大的變化，逐漸形成了以網絡集成作為基礎的企業信息管理系統，而CC-Link現場總線技術就是其中的一類。

一、現場總線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以高性能、節約配線和支持多品牌廠家的設備運行環境為設計理念，研制開發出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絡，可以實時傳輸通訊數據，進行分散式的工業控制，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場控制設備進行數據連接，可以為多家廠商提供兼容性的通訊環境，利用該總線技術構建的開放性網絡結構，具備以下的特征：

1.CC-Link通訊網絡以很高的運行速度、大數據量和遠距離數據連接構建成工業控制系統，可以適應多種型式的通訊網絡。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，從站通訊出現故障可以從總線中直接切除，可以對通訊網絡進行監視，診斷通網絡是否正常，可以使用戶在較少時間內使通訊網絡實現正常通訊。所以，可以構建可靠性高、可維護性和有效的通訊網絡。

4.總線傳輸技術的兼容性對滿足工業控制是十分重要的，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

把某生產企業的全自動生產線作為案例，來說明CC-Link現場總線技術的具體應用。

（一）系統的配置情況

生產線的自動控制系統由集中控制系統和分散式總線控制系統組建而成。現場總線控制系統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線車間內分布的距離較遠，與集中控制系統的數據傳輸較為困難，而生產企業要求集中控制系統的監控室可以全面監控生產現場的每個生產設施，而且可以打印出生產所需的各項生產數據。參照上述技術要求，可以應用日本三菱公司研發的CC-Link現總線控制技術，集中控制系統的監控主站可以利用QnA系列的PLC可編程控制器，而分散式現場控制系統可采用三菱公司生產的FX2N系列PLC可編程控制器，生產現場的監控儀表可以應用具備的CC-Link接口的稱重傳感器，控制系統的上位機可采用工控機，內部的組態可以利用北京昆侖通態進行開發。集中式控制系統監控主站的PLC編程器通過CC-Link總線與每個生產現場的PLC可編程控制器進行數據通訊，可以實時獲取到現場儀表采集到的生產運行信息，通過修改工藝能數控制各種執行機構。

（二）CC-Link通訊網絡中的各站點之間的數據聯系

在CC-Link數據通訊網絡中，集中控制系統的主控制站應用CC-Link通信模塊以數據鏈路掃描的方式來對每個從站實現數據連接。遠程站點和主站之間的數據連接經過PLC內部的緩沖存儲器來實現，每個分站點之間應用PLC可編程控制器數據緩沖存儲器中的接收發送指令FROM/TO來完成數據的讀寫操作。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據通訊作為實例，來具體說明如何進行主站和遠程站點之間的數據連接。為了保證遠程控制站點可以構建成實時數據傳輸網絡，主控制站點的PLC應該進行初始化操作，控制系統中的主站PLC通訊網絡功能模塊位于系統主控制板的0號槽內，初始化子控制程度的數據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量、再次連接的次數、自動返回單元數量、無效站以及預留站的相關信息，初始化程序在控制系統通電之后只運行一次。當程序正常運行之后，首先運行的是數據連接控制程序，0號站主控制站和1號遠程站之間的數據連接進行啟動，應用刷新控制指令Y0，遠程輸入輸出指令RX/RY、遠程數據寄存器讀寫指令RWw/RWr。如果刷新控制指令處于關斷狀態時，其余的數據連接指令也會處于關斷狀態。之后由EEPROM內的通訊控制參數來使數據連接信號啟動運行，系統就會實現正常的數據連接，主控制站內的數據連接狀態X1就會處理接通狀態。主站PLC控制器可以利用FROM/TO程序語句從數據緩沖存儲器中實現數據的讀寫操作。

綜上所述，CC-Link現場總線應用在企業的生產線中可以有效對生產狀態進行監視，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的并條生產系統應用研究[D].南京理工大學，2002.