工業自動化系統現場總線技術的現狀與展望
(6)、CC?Link
CC?Link(Control & Communication Link)是由三菱電機為主的多家公司于1996年底推出的開放式現場總線,2005年7月CC?Link正式取得中國國家標準認證(GB/Z19760-2005)。CC?Link是高速的現場總線,它能夠同時處理控制和信息數據。它通過簡單的總線,將工業設備(如限位開關、光電傳感器、電磁閥門、條形碼讀取器、變頻器、觸摸控制屏、用戶操作接口等)連接成為設備層的網絡。同時這個網絡還可以方便地連接到其他網絡(如:Ethernet,MELECNET/H等)。CC?Link又是一種簡單的現場總線解決方案,不但解決了工業現場配線復雜的問題,大幅度地降低了工程的成本,提高了可靠性和穩定性,而且還擁有了非常重要的網絡偵聽功能,使系統維護更加簡單,這是以往的連接方式所無法完成的。開放式的協議保證了供應商可以提供豐富的各類部件,在現場同類部件間可以直接替換,而且減少配置工業自動化系統的成本和時間。到目前,CC?Link已經包括了CC?Link、CC?Link/LT、CC?Link V2.0、CC?Link Safety 等4種有針對性的協議,構成CC?Link家族的比較全面的工業現場網絡體系。
2、現場總線技術展望與發展趨勢
現場總線的出現,標志著工業控制技術領域又一個新時代的開始,其發展趨勢將對自動化領域的發展產生重大的影響。
1)、協調共存性:既然是總線,就要向著趨于開放統一的方向發展,成為大家都遵守的標準規范,但由于這一技術所涉及的應用領域十分廣泛,又由于行業、地域、經濟利益等多種原因,目前在不同領域形成多個頗具影響力的總線標準,造成在眾多領域總線標準各異。現各重要制造商,除力推自己的總線產品之外,也都力圖開發總線兼容接口技術,將自己的總線產品與其他總線連接,在國際標準中出現了各類總線標準協調共存的局面,所以人們正期待著統一的國際標準的形成。。
2)、網絡結構的簡單化:早期的計算機網絡模型由七層組成,現在羅克韋爾自動化公司提出了三層結構的自動化系統,Fisher-Rosermount公司提出兩層結構的自動化系統,還有公司甚至提出一層結構,即由以太網一通到底。目前比較達成共識的是三層設備、兩層網絡的3+2結構。三層設備是指位于底層的現場設備,如傳感器、執行器,以及各種分布式I/O設備等;位于中層的是控制設備,如PLC、工業控制計算機、專用控制器等;位于上層的是操作設備,如操作站、工程師站、數據服務器、一般工作站等。兩層網絡是現場設備與控制設備之間的控制網絡,以及控制設備與操作設備之間的管理網。
3)、總線的開放性:現場總線采用統一的協議標準,是開放式的互聯網,對用戶是透明的。在傳統的集散控制系統中,不同廠家的設備是不能相互訪問的。而現場總線系統采用統一的標準,不同廠家的網絡產品可以方便地接入同一網絡,在同一控制系統中進行互操作,而互換性意味著不同生產廠家的性能類似的設備可實現相互替換,因此簡化了系統集成。
4)、工業以太網將成為新的熱點:就成本、建造、使用、維護等方面而言,以太網或多或少都優于目前市場上的其它幾種網絡。但從目前的趨勢來看,已有的現場總線仍將繼續存在。此外,并非每種現場總線都可以被工業以太網總線所替代,如Asi、CAN,這兩種現場總線就應用于二位I/O傳感器/執行器系統,無疑是最佳的。還有一些專用總線,如SERCOS (用于數控,控制運動軸,為IEC61491國際標準)、Instabus(用于樓宇),都有其專門的應用領域,均不適宜于工業以太網。在易燃、易爆(如煤礦、化工、制藥行業),以及環境條件惡劣、可靠性要求很高的應用場合,也不適宜于應用工業以太網。
綜上所述,已有的現場總線有它自己的市場定位,將來仍將保持這種狀況或與工業以太網相結合發揮其更強大的網絡通信功能。雖然現場總線不可能全部為工業以太網所替代,但后者發展的巨大潛力決不容忽視,其應用領域定將不斷地得到擴展。
3、結束語
現場總線技術的興起,開辟了工廠底層網絡的新天地。首先,現場總線使自控設備與系統步入了信息網絡的行列,為其應用開拓了更為廣闊的領域。其次,一對雙絞線上可掛接多個控制設備,便于節省安裝費用、節省維護費用,可以有效降低系統成本。第三,提高了系統的可靠性,為用戶提供了更為靈活的系統集成主動權,其良好的開放型和兼容性,可以適應各種現場控制需要。所以它必將促進企業網絡的快速發展,為企業帶來新的效益,并會得到廣泛的應用,推動自動化相關行業的不斷發展。
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