詳解CC-Link現(xiàn)場總線
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融合了控制與信息處理的現(xiàn)場總線CC-Link（Control ＆ Communication Link）是一種省配線、信息化的網(wǎng)絡(luò)，它不但具備高實(shí)時(shí)性、分散控制、與智能設(shè)備通信、RAS等功能，而且依靠與諸多現(xiàn)場設(shè)備制造廠商的緊密聯(lián)系，提供開放式的環(huán)境。Q系列PLC的CC-Link模塊QJ61BTll，在繼承A/QnA系列特長的同時(shí)，還采用了遠(yuǎn)程設(shè)備站初始設(shè)定等方便的功能。
為了將各種各樣的現(xiàn)場設(shè)備直接連接到CC-Link上，與國內(nèi)外眾多的設(shè)備制造商建立了合作伙伴關(guān)系，使用戶可以很從容地選擇現(xiàn)場設(shè)備，以構(gòu)成開放式的網(wǎng)絡(luò)。2000年10月，Woodhead、Contec、Digital、NEC、松下電工、三菱等6家常務(wù)理事公司發(fā)起，在日本成立了獨(dú)立的非盈利性機(jī)構(gòu)“CC-Link協(xié)會”（CC-Link Partner Association，簡稱CLPA），旨在有效地在全球范圍內(nèi)推廣和普及CC-Link技術(shù)。到2001年12月CLPA成員數(shù)量為230多家公司，擁有360多種兼容產(chǎn)品。
1．CC-Link系統(tǒng)的構(gòu)成
CC-Link系統(tǒng)只少1個(gè)主站，可以連接遠(yuǎn)程I/O站、遠(yuǎn)程設(shè)備站、本地站、備用主站、智能設(shè)備站等總計(jì)64個(gè)站。CC-Link站的類型如表1所示。
表1 CC-Link站的類型
CC-Link系統(tǒng)可配備多種中繼器，可在不降低通信速度的情況下，延長通信距離，最長可達(dá)13.2km。例如，可使用光中繼器，在保持10Mbps通信速度的情況下，將總距離延長至4300m。另外，T型中繼器可完成T型連接，更適合現(xiàn)場的連接要求。
2．CC-Link的通信方式
（1）循環(huán)通信方式 CC-Link采用廣播循環(huán)通信方式。在CC-Link系統(tǒng)中，主站、本地站的循環(huán)數(shù)據(jù)區(qū)與各個(gè)遠(yuǎn)程I/O站、遠(yuǎn)程設(shè)備站、智能設(shè)備站相對應(yīng)，遠(yuǎn)程輸入輸出及遠(yuǎn)程寄存器的數(shù)據(jù)將被自動刷新。而且，因?yàn)橹髡鞠蜻h(yuǎn)程I/O站、遠(yuǎn)程設(shè)備站、智能設(shè)備站發(fā)出的信息也會傳送到其他本地站，所以在本地站也可以了解遠(yuǎn)程站的動作狀態(tài)。
（2）CC-Link的鏈接元件 每一個(gè)CC-Link系統(tǒng)可以進(jìn)行總計(jì)4096點(diǎn)的位，加上總計(jì)512點(diǎn)的字的數(shù)據(jù)的循環(huán)通信，通過這些鏈接元件以完成與遠(yuǎn)程I/O、模擬量模塊、人機(jī)界面、變頻器等FA（工業(yè)自動化）設(shè)備產(chǎn)品間高速的通信。
CC-Link的鏈接元件有遠(yuǎn)程輸入（RX）、遠(yuǎn)程輸出（RY）、遠(yuǎn)程寄存器（RWw）和遠(yuǎn)程寄存器（RWr）四種，如表2所示。遠(yuǎn)程輸入（RX）是從遠(yuǎn)程站向主站輸入的開/關(guān)信號（位數(shù)據(jù)）；遠(yuǎn)程輸出（RY）是從主站向遠(yuǎn)程站輸出的開/關(guān)信號（位數(shù)據(jù)）；遠(yuǎn)程寄存器（RWw）是從主站向遠(yuǎn)程站輸出的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)（字?jǐn)?shù)據(jù)）；遠(yuǎn)程寄存器（RWr）是從遠(yuǎn)程站向主站輸入的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)（字?jǐn)?shù)據(jù)）。
表2 鏈接元件一覽表
注：CC-Link中的每個(gè)站可根據(jù)其站的類型，分別定義為1個(gè)、2個(gè)、3個(gè)或4個(gè)站，即通信量可為表中“每個(gè)站的鏈接點(diǎn)數(shù)”的1到4倍。
（3）瞬時(shí)傳送通信 在CC-Link中，除了自動刷新的循環(huán)通信之外，還可以使用不定期收發(fā)信息的瞬時(shí)傳送通信方式。瞬時(shí)傳送通信可以由主站、本地站、智能設(shè)備站發(fā)起，可以進(jìn)行以下的處理：
l）某一PLC站讀寫另一PLC站的軟元件數(shù)據(jù)。
2）主站PLC對智能設(shè)備站讀寫數(shù)據(jù)。
3）用GX Developer軟件對另一PLC站的程序進(jìn)行讀寫或監(jiān)控。
4）上位PC等設(shè)備讀寫一臺PLC站內(nèi)的軟元件數(shù)據(jù)。
3．CC-Link的特點(diǎn)
（1）通信速度快 CC-Link達(dá)到了行業(yè)中最高的通信速度（10Mbps），可確保需高速響應(yīng)的傳感器輸入和智能化設(shè)備間的大容量數(shù)據(jù)的通信?？梢赃x擇對系統(tǒng)最合適的通信速度及總的距離見表3.
表3 CC-Link通信速度和距離的關(guān)系
注：可通過中繼器延長通信距離
（2）高速鏈接掃描 在只有主站及遠(yuǎn)程I/O站的系統(tǒng)中，通過設(shè)定為遠(yuǎn)程I/O網(wǎng)絡(luò)模式的方法，可以縮短鏈接掃描時(shí)間。
表4為全部為遠(yuǎn)程I/O站的系統(tǒng)所使用的遠(yuǎn)程I/O網(wǎng)絡(luò)模式和有各種站類型的系統(tǒng)所使用的遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)模式（普通模式）的鏈接掃描時(shí)間的比較。
表4 鏈接掃描時(shí)間的比較（通信速度為10Mbps時(shí)）
（3）備用主站功能 使用備用主站功能時(shí)，當(dāng)主站發(fā)生了異常時(shí)，備用主站接替作為主站，使網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)鏈接繼續(xù)進(jìn)行。而且在備用主站運(yùn)行過程中，原先的主站如果恢復(fù)正常時(shí)，則將作為備用主站回到數(shù)據(jù)鏈路中。在這種情況下，如果運(yùn)行中主站又發(fā)生異常時(shí)，則備用主站又將接替作為主站繼續(xù)進(jìn)行數(shù)據(jù)鏈接。
（4）CC-Link自動起動功能 在只有主站和遠(yuǎn)程I/O站的系統(tǒng)中，如果不設(shè)定網(wǎng)絡(luò)參數(shù)，當(dāng)接通電源時(shí)，也可自動開始數(shù)據(jù)鏈接。缺省參數(shù)為64個(gè)遠(yuǎn)程I/O站。
（5）遠(yuǎn)程設(shè)備站初始設(shè)定功能 使用GX Developer軟件，無需編寫順序控制程序，就可完成握手信號的控制、初始化參數(shù)的設(shè)定等遠(yuǎn)程設(shè)備站的初始化。
（6）中斷程序的起動（事件中斷） 當(dāng)從網(wǎng)絡(luò)接收到數(shù)據(jù)，設(shè)定條件成立時(shí)，可以起動CPU模塊的中斷程序。因此，可以符合有更高速處理要求的系統(tǒng)。中斷程序的起動條件，最多可以設(shè)定16個(gè)。
（7）遠(yuǎn)程操作 通過連接在CC-Link中的一個(gè)PLC站上的GX Developer軟件可以對網(wǎng)絡(luò)中的其它PLC進(jìn)行遠(yuǎn)程編程。也可通過專門的外圍設(shè)備連接模塊（作為一個(gè)智能設(shè)備站）來完成編程。
為了將各種各樣的現(xiàn)場設(shè)備直接連接到CC-Link上，與國內(nèi)外眾多的設(shè)備制造商建立了合作伙伴關(guān)系，使用戶可以很從容地選擇現(xiàn)場設(shè)備，以構(gòu)成開放式的網(wǎng)絡(luò)。2000年10月，Woodhead、Contec、Digital、NEC、松下電工、三菱等6家常務(wù)理事公司發(fā)起，在日本成立了獨(dú)立的非盈利性機(jī)構(gòu)“CC-Link協(xié)會”（CC-Link Partner Association，簡稱CLPA），旨在有效地在全球范圍內(nèi)推廣和普及CC-Link技術(shù)。到2001年12月CLPA成員數(shù)量為230多家公司，擁有360多種兼容產(chǎn)品。
1．CC-Link系統(tǒng)的構(gòu)成
CC-Link系統(tǒng)只少1個(gè)主站，可以連接遠(yuǎn)程I/O站、遠(yuǎn)程設(shè)備站、本地站、備用主站、智能設(shè)備站等總計(jì)64個(gè)站。CC-Link站的類型如表1所示。
表1 CC-Link站的類型
| CC-Link 站的類型 | 內(nèi)容 |
| 主 站 | 控制CC-Link上全部站，并需設(shè)定參數(shù)的站。每個(gè)系統(tǒng)中必須有1個(gè)主站。如A/QnA/Q系列PLC等 |
| 本 地 站 | 具有CPU模塊，可以與主站及其他本地站進(jìn)行通信的站。 如A/QnA/Q系列PLC等 |
| 備用主站 | 主站出現(xiàn)故障時(shí)，接替作為主站，并作為主站繼續(xù)進(jìn)行數(shù)據(jù)鏈接的站。（http://www.diangon.com/版權(quán)所有） 如A/QnA/Q系列PLC等 |
| 遠(yuǎn)程I/O站 | 只能處理位信息的站，如遠(yuǎn)程I/O模塊、電磁閥等 |
| 遠(yuǎn)程設(shè)備站 | 可處理位信息及字信息的站，如A/D、D/A轉(zhuǎn)換模塊、變頻器等 |
| 智能設(shè)備站 | 可處理位信息及字信息，而且也可完成不定期數(shù)據(jù)傳送的站，如A/QnA/Q系列PLC、人機(jī)界面等 |
2．CC-Link的通信方式
（1）循環(huán)通信方式 CC-Link采用廣播循環(huán)通信方式。在CC-Link系統(tǒng)中，主站、本地站的循環(huán)數(shù)據(jù)區(qū)與各個(gè)遠(yuǎn)程I/O站、遠(yuǎn)程設(shè)備站、智能設(shè)備站相對應(yīng)，遠(yuǎn)程輸入輸出及遠(yuǎn)程寄存器的數(shù)據(jù)將被自動刷新。而且，因?yàn)橹髡鞠蜻h(yuǎn)程I/O站、遠(yuǎn)程設(shè)備站、智能設(shè)備站發(fā)出的信息也會傳送到其他本地站，所以在本地站也可以了解遠(yuǎn)程站的動作狀態(tài)。
（2）CC-Link的鏈接元件 每一個(gè)CC-Link系統(tǒng)可以進(jìn)行總計(jì)4096點(diǎn)的位，加上總計(jì)512點(diǎn)的字的數(shù)據(jù)的循環(huán)通信，通過這些鏈接元件以完成與遠(yuǎn)程I/O、模擬量模塊、人機(jī)界面、變頻器等FA（工業(yè)自動化）設(shè)備產(chǎn)品間高速的通信。
CC-Link的鏈接元件有遠(yuǎn)程輸入（RX）、遠(yuǎn)程輸出（RY）、遠(yuǎn)程寄存器（RWw）和遠(yuǎn)程寄存器（RWr）四種，如表2所示。遠(yuǎn)程輸入（RX）是從遠(yuǎn)程站向主站輸入的開/關(guān)信號（位數(shù)據(jù)）；遠(yuǎn)程輸出（RY）是從主站向遠(yuǎn)程站輸出的開/關(guān)信號（位數(shù)據(jù)）；遠(yuǎn)程寄存器（RWw）是從主站向遠(yuǎn)程站輸出的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)（字?jǐn)?shù)據(jù)）；遠(yuǎn)程寄存器（RWr）是從遠(yuǎn)程站向主站輸入的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)（字?jǐn)?shù)據(jù)）。
表2 鏈接元件一覽表
| 項(xiàng) 目 | 規(guī) 格 | |
| 整個(gè)CC-Link系統(tǒng) 最大鏈接點(diǎn)數(shù) | 遠(yuǎn)程輸入（RX） | 2048點(diǎn) |
| 遠(yuǎn)程輸出（RY） | 2048點(diǎn) | |
| 遠(yuǎn)程寄存器（RWw） | 256點(diǎn) | |
| 遠(yuǎn)程寄存器（RWr） | 256點(diǎn) | |
| 每個(gè)站的鏈接點(diǎn)數(shù) | 遠(yuǎn)程輸入（RX） | 32點(diǎn) |
| 遠(yuǎn)程輸出（RY） | 32點(diǎn) | |
| 遠(yuǎn)程寄存器（RWw） | 4點(diǎn) | |
| 遠(yuǎn)程寄存器（RWr） | 4點(diǎn) | |
（3）瞬時(shí)傳送通信 在CC-Link中，除了自動刷新的循環(huán)通信之外，還可以使用不定期收發(fā)信息的瞬時(shí)傳送通信方式。瞬時(shí)傳送通信可以由主站、本地站、智能設(shè)備站發(fā)起，可以進(jìn)行以下的處理：
l）某一PLC站讀寫另一PLC站的軟元件數(shù)據(jù)。
2）主站PLC對智能設(shè)備站讀寫數(shù)據(jù)。
3）用GX Developer軟件對另一PLC站的程序進(jìn)行讀寫或監(jiān)控。
4）上位PC等設(shè)備讀寫一臺PLC站內(nèi)的軟元件數(shù)據(jù)。
3．CC-Link的特點(diǎn)
（1）通信速度快 CC-Link達(dá)到了行業(yè)中最高的通信速度（10Mbps），可確保需高速響應(yīng)的傳感器輸入和智能化設(shè)備間的大容量數(shù)據(jù)的通信?？梢赃x擇對系統(tǒng)最合適的通信速度及總的距離見表3.
表3 CC-Link通信速度和距離的關(guān)系
| 通信速度 | 10Mbps | 5Mbps | 2.5Mbps | 625kbps | 156kbps |
| 通信距離 | ≤100m | ≤160m | ≤400m | ≤900m | ≤1200m |
注：可通過中繼器延長通信距離
（2）高速鏈接掃描 在只有主站及遠(yuǎn)程I/O站的系統(tǒng)中，通過設(shè)定為遠(yuǎn)程I/O網(wǎng)絡(luò)模式的方法，可以縮短鏈接掃描時(shí)間。
表4為全部為遠(yuǎn)程I/O站的系統(tǒng)所使用的遠(yuǎn)程I/O網(wǎng)絡(luò)模式和有各種站類型的系統(tǒng)所使用的遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)模式（普通模式）的鏈接掃描時(shí)間的比較。
表4 鏈接掃描時(shí)間的比較（通信速度為10Mbps時(shí)）
| 站數(shù) | 鏈接掃描時(shí)間／ms | |
| 遠(yuǎn)程I/O網(wǎng)絡(luò)模式 | 遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)模式（普通模式） | |
| 16 | 1．02 | 1．57 |
| 32 | 1．77 | 2．32 |
| 64 | 3．26 | 3．81 |
（4）CC-Link自動起動功能 在只有主站和遠(yuǎn)程I/O站的系統(tǒng)中，如果不設(shè)定網(wǎng)絡(luò)參數(shù)，當(dāng)接通電源時(shí)，也可自動開始數(shù)據(jù)鏈接。缺省參數(shù)為64個(gè)遠(yuǎn)程I/O站。
（5）遠(yuǎn)程設(shè)備站初始設(shè)定功能 使用GX Developer軟件，無需編寫順序控制程序，就可完成握手信號的控制、初始化參數(shù)的設(shè)定等遠(yuǎn)程設(shè)備站的初始化。
（6）中斷程序的起動（事件中斷） 當(dāng)從網(wǎng)絡(luò)接收到數(shù)據(jù)，設(shè)定條件成立時(shí)，可以起動CPU模塊的中斷程序。因此，可以符合有更高速處理要求的系統(tǒng)。中斷程序的起動條件，最多可以設(shè)定16個(gè)。
（7）遠(yuǎn)程操作 通過連接在CC-Link中的一個(gè)PLC站上的GX Developer軟件可以對網(wǎng)絡(luò)中的其它PLC進(jìn)行遠(yuǎn)程編程。也可通過專門的外圍設(shè)備連接模塊（作為一個(gè)智能設(shè)備站）來完成編程。
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