随着计算机信息网络技术的飞速发展 , 以PLC为核心的工业控制系统也向着大规模、网络化方向发展，与此相对应，工业控制网络产品也越来越丰富，可以构成各种档次的网络系统, 以适用于各种层次的工业自动化网络的不同需求。其代表性的三种网络为:信息与管理层的以太网(Ethernet)、管理与控制层的局域令牌网(ELSECNET/H)、CC-Link 开放式现场总线设备网 。

CC-Link(Control &Communication Link ,控制与通信链路系统),是三菱电机新近推出的开放式现场总线，其数据容量大,通信速度多级可选择 ,而且它是一个以设备层为主的网络，同时也可覆盖较高层次的控制层和较低层次的传感层。一般情况下 ,CC-Link 整个一层网络可由 1 个主站和 64 个从站组成。网络中的主站由 PLC 担当, 从站可以是远程I/O模块 、特殊功能模块 、带有 CPU 和 PLC 本地站、人机界面、变频器及各种测量仪表 、阀门等现场仪表设备 。且可实现从 CC-Link 到 AS-I 总线的联接。CC-Link 具有高速的数据传输速度, 可达 10 M b/ s 。 CC-Link 的底层通信协议遵循 RS 485 , 一般情况下, CC-Link 主要采用广播-轮询的方式进行通信 ,CC-Link 也支持主站与本地站 、智能设备站之间的瞬间通信 。2005年7月CC-Link被中国国家标准委员会批准为中国国家标准指导性技术文件。

CC-Link 网络具有完善的 RAS(Reliability , Availability, Serviceability)功能。即自动返回、切断从站、通过链接继电器/寄存器的错误检测功能 。

CC-Link 的通信形式可分为 2 种方式:循环通讯和瞬时传送。循环通讯意味着不停地进行数据交换 。除了循环通信, CC-Link 还提供主站 、本地站及智能装置站之间传递信息的瞬时传送功能。瞬时传送需 要由专用指令FROM/ TO 来完成 ,瞬时传送不会影响循环通信的时间。

主站与远程设备站之间具有相应的通信关系 ,其通信关系如图 2 所示 。主站与远程设备站之间的通信原理如下 :

(1)PLC 系统电源接通时, PLC CPU 中的网络参数传送到主站, CC-Link 系统自动启动;

(2)远程设备站的远程输入 RX 自动储存在主站的“远程输入 RX”缓冲存储器中 ;

(3)储存在“远程输入 RX” 缓冲存储器中的输入状态储存到用自动刷新参数设置的 CPU 软元件中 ;

(4)用自动刷新参数设置的 CPU 软元件开/关数据存储在“远程输出 RY”缓冲存储器中 ;

(5)根据“远程输出 RY”缓冲存储器中存储的输出状态 ,远程输出 RY 自动设定为开/关(每次链接扫描的时候);

(6)用自动刷新参数设置的 CPU 软元件的传送数据存储在“远程寄存器 RWw”缓冲存储器中;

(7)存储在“远程寄存器 RWw”缓冲存储器中的数据自动送到每个远程设备站的远程寄存器 RWw 中;(8)远程设备站的远程寄存器 RW r 的数据自动存储在主站的“远程寄存器 RWr”缓冲存储器中;(9)存储在“远程寄存器 RWr” 缓冲存储器中的远程设备站的远程寄存器 RW r 数据存储在用自动刷新参数设置的 CPU 软元件中 。

CC-Link 通信的初始化实际上就是指 CC-Link 的网络参数设置 。网络参数指:站的信息和站号。通信的初始化对于启动数据链接非常重要, CC-Link 通信初始化设置方法只要在三菱 GPPW 编程软件的网络配置菜单中设置相应的网络参数, 远程 I/O 信号就可自动刷新到 CPU 内存 ,还能自动设置 CC-Link 远程元件的初始参数。

图 3 为炉窖网络控制系统原理图 。控制系统设计4 条生产线 ,图3 只给出炉窖网络控制系统中的 1 条生产线 ,其余 3 条从站的配置是相同的。为了提高整个控制系统的安全性以及可靠性 , 系统采用了双机冗余措施。在双主机系统中, 二者处于对等地位, 并且同时可以监测对方的运行情况以及网络的冲突侦听 ,并相互间传递心跳信息 ,一旦发现对方系统出现故障或者连接的网络故障 ,监测方立即接管测控任务 ,从而保证了系统在任何时候系统主机的完整性和完好性,只要主机和网络安全, 控制系统便会安全 ,实时性便可得到保证 。

(1)整个网络监控系统采用 CC-Link 现场总线 ,可高速地将现场数据传至主站进行管理。

(2)PC将操作指令通过从站 1CPU 传送给受令执行单元执行操作 ,远程执行单元将工作状态通过从站 CPU 传送给PC。PC将车间中所有控制的工作状态(开、关、报警)信息显示出来供操作人员监控。PC接到报警和停线信息立即打印故障信息并计时、统计停线时间, 并通过声卡驱动音箱进行语音提示。

(3)主站和从站负责 CCLink网络的管理 ,以及将数据送到PC进行分析和将中控室发出的指令送至现场从站。

(4)为保证系统内大量的数据传输 ,每一条生产线的参数采集和控制由一台 CC-Link 从站完成。所有测控参数测量值通过 CC-Link 与从站通信。

事实上，越来越多对CC-Link的应用已经证明， 利用 CC-Link 开发的网络控制系统具有实时性 、开放性、保护功能齐全、通信速率快、网络*、布线方便等优点 ,有利于分散系统实现集中监控, 提高系统自动化水平 ,减轻工人劳动强度 ,减少事故率, 提高设备的使用寿命 ,节能降耗 ,提高效率,降低了成本 。