CC-Link жүйесін түсіну: Mitsubishi компаниясының заманауи автоматтандыруға арналған өнеркәсіптік желі протоколы

CC-Link өнеркәсіптік автоматтандыруда неге әлі де маңызды

Өнеркәсіптік Ethernet туралы талқылаулар көбіне PROFINET, EtherNet/IP және Modbus TCP протоколдарына шоғырланады. Алайда көптеген азиялық өндіріс орындарында тағы бір протокол машиналар арасындағы байланысты ерекше тұрақтылықпен қамтамасыз етуді жалғастыруда: CC-Link.

Бастапқыда Mitsubishi Electric әзірлеген CC-Link өңірлік далалық шинадан гигабиттік Ethernet байланысын, шеткі құрылғыларға қосылуды және детерминирленген басқару архитектураларын қолдайтын кең ауқымды өнеркәсіптік желілік экожүйеге айналды.

Mitsubishi жабдықтары басым қондырғылармен, жартылай өткізгіштер өндіріс желілерімен, орау жабдығымен немесе CNC жүйелерімен жұмыс істейтін инженерлер үшін CC-Link протоколын түсіну енді міндетті дағдыға айналды. Ол заманауи автоматтандыруды біріктіру үшін қажетті практикалық инженерлік дағдыға айналды.

1-сурет. CC-Link PLC контроллерлері, қашықтағы енгізу/шығару жүйелері, жетектер және зияткерлік далалық құрылғылар арасындағы детерминирленген байланысты қамтамасыз ету үшін әзірленді.

Меншікті шинадан өнеркәсіптік Ethernet платформасына дейін

Control & Communication Link сөздерінің қысқартылған атауы CC-Link алғаш рет 1990-жылдардың соңында жапон зауыттарын автоматтандырудың қарқынды кеңеюі кезінде пайда болды. Mitsubishi Electric протоколды контроллерлер мен таратылған құрылғылар арасындағы жылдамырақ далалық деңгейдегі байланысқа өсіп келе жатқан сұранысты қанағаттандыру үшін әзірледі.

Көптеген бұрынғы сериялық желілерден айырмашылығы, CC-Link детерминирленген уақыт үйлесіміне және машиналық деңгейдегі автоматтандыру жүйелеріне оңай біріктіруге баса назар аударды. Осы үйлесім автомобиль құрастыру, электроника өндірісі және жартылай өткізгіштер өндірісінде қолданыстың жылдам кеңеюіне ықпал етті.

CC-Link Partner Association (CLPA) ұйымының құрылуы кейін Mitsubishi компаниясынан тыс өндірушілердің де қатысуын кеңейтті. Бүгінде протоколды жетектер, сенсорлар, HMI жүйелері, қашықтағы енгізу/шығару платформалары және өнеркәсіптік компьютерлерді қоса алғанда, жүздеген үйлесімді құрылғы қолдайды.

Қазіргі CC-Link іске асырулары Mitsubishi Electric автоматтандыру жүйелері және озық PLC және PAC архитектуралары сияқты платформалармен қатар кеңінен қолданылатын өнеркәсіптік Ethernet инфрақұрылымдарымен қазір тоғысады.

CC-Link нұсқаларын талдау

Classic CC-Link және RS-485 архитектурасы

Түпнұсқа CC-Link протоколы RS-485 физикалық деңгей сипаттамаларына негізделген экрандалған бұралған жұп кабельді пайдаланады. Ол тізбекті желі топологиясын және 10 Мбит/с-қа дейінгі байланыс жылдамдығын қолдайды.

Бұл нұсқа сенімділік пен құрылғыларды детерминирленген сұрау аса жоғары өткізу қабілетінен маңыздырақ болатын ықшам машиналық жүйелерде әлі де танымал.

Инженерлер қашықтағы енгізу/шығару құрылғыларымен байланыс, инверторларды басқару, атқарушы механизмдер желілері және машиналық блокировкалар үшін Classic CC-Link протоколын жиі қолданады.

CC-Link IE гигабиттік Ethernet өнімділігін ұсынады

Өнеркәсіптік жүйелерге өткізу қабілеті мен ықпалдасу икемділігі көбірек қажет болғандықтан, CC-Link отбасы CC-Link IE арқылы Ethernet негізіндегі желілерге кеңейді.

CC-Link IE Control жоғары жылдамдықты контроллерлер арасындағы байланысқа, ал CC-Link IE Field сервожетектер, сенсорлар және интеллектуалды қашықтағы станциялар сияқты үлестірілген далалық құрылғыларға арналған.

Жалпы деректерді тасымалдауға басымдық беретін стандартты Ethernet іске асыруларынан айырмашылығы, CC-Link IE детерминирленген өнеркәсіптік уақыт үйлесімділігін сақтайды. Бұл синхрондалған қозғалысты басқару, роботтандыру және жоғары жылдамдықты қаптама жүйелері үшін аса маңызды.

CC-Link IE Field Basic арнайы ASIC чиптерінсіз стандартты Ethernet жабдығы арқылы байланыс орнатуға мүмкіндік беріп, тағы бір маңызды өзгеріс әкелді. Бұл тәсіл енгізу құнын төмендетіп, өзара үйлесімділікті жақсартады.

2-сурет. Mitsubishi MELSEC iQ-R контроллерлері ауқымды өнеркәсіптік желілерде CC-Link бас станциялары ретінде жұмыс істей алады.

Инженерлер CC-Link желілерін қалай енгізеді

CC-Link жүйесін енгізу дұрыс бас контроллерді таңдаудан басталады. Көптеген қондырғыларда бұл рөлді MELSEC Q-Series немесе iQ-R Series сияқты Mitsubishi PLC платформасы атқарады.

Бас модуль қашықтағы енгізу/шығару модульдерін, сервожүйелерді, HMI панельдерін, қауіпсіздік құрылғыларын және интеллектуалды сенсорларды қоса алғанда, бағыныңқы құрылғылармен циклдік байланысты басқарады.

Топология және мекенжайлау мәселелері

Классикалық CC-Link желілерінде әдетте желінің екі шетіне терминалдық резисторлар орнатылған тізбекті топологиядағы сымдау қолданылады. Жобалау кезінде инженерлер кабель ұзындығын, станциялар санын және байланыс жылдамдығын мұқият ескеруі керек.

Мекенжайлау көбіне Mitsubishi GX Works инженерлік бағдарламалық жасақтамасында конфигурацияланған аппараттық қосқыштарға немесе параметр тағайындауларына сүйенеді.

CC-Link IE жүйелерінде Cat5e немесе Cat6 Ethernet кабельдері дәстүрлі тізбекті сымдардың орнын басады. Алайда детерминирленген уақыт үйлесімділігін сақтау үшін коммутаторды дұрыс таңдау және өнеркәсіптік деңгейдегі желіні жоспарлау қажет.

Диагностика және техникалық қызмет көрсету артықшылықтары

CC-Link орталарының артықшылықтарының бірі — олардың Mitsubishi диагностикалық экожүйелерімен тығыз ықпалдасуы. Инженерлер байланыс күйін жылдам бақылай алады, желіден тыс станцияларды анықтай алады және бағдарламалау бағдарламасының өзінен құрылғылардың қалыптан тыс әрекетін байқай алады.

Бұл мүмкіндік іске қосу кезіндегі ақауларды жоюға кететін уақытты қысқартып, күрделі өндірістік желілерге ұзақ мерзімді қызмет көрсетуді жақсартады.

CC-Link-ті басқа өнеркәсіптік хаттамалармен қосу

Бір ғана хаттама стандартымен жұмыс істейтін өнеркәсіптік нысандар аз. Заманауи зауыттар бір өндірістік ортада EtherNet/IP, PROFINET, Modbus TCP, OPC UA және CC-Link хаттамаларын жиі біріктіреді.

Бұл желілерді байланыстыру үшін өндірушілер әдетте HMS Networks, Moxa және ProSoft сияқты жеткізушілердің өнеркәсіптік шлюздерін қолданады.

Бұл шлюздер Mitsubishi негізіндегі автоматтандыру жүйелері мен сыртқы PLC экожүйелері, соның ішінде Allen-Bradley және Siemens инфрақұрылымдары арасында дерек алмасуға мүмкіндік береді.

3-сурет. Өнеркәсіптік шлюздер CC-Link қондырғылары мен PROFINET негізіндегі басқару жүйелері арасындағы байланысты жеңілдетеді.

CC-Link заманауи автоматтандыруда қайда қолданылады

CC-Link жаһандық хаттамалар талқылауында EtherNet/IP немесе PROFINET сияқты басым болмауы мүмкін, алайда оның маңызы өсімі жоғары бірнеше индустрияда арта түсуде.

Жартылай өткізгіштер өндірісі, аккумулятор өндірісі, автомобиль құрастыру және жоғары жылдамдықты қаптама жасау салалары төмен кідірісті әрі синхрондалған басқару әрекеті бар детерминирленген байланысты барған сайын қажет етеді.

CC-Link IE осы талаптардың көбін қанағаттандырады, сонымен бірге Азияда және жаһандық OEM машиналарының экспортында кеңінен енгізілген Mitsubishi экожүйелерімен жоғары үйлесімділігін сақтайды.

Гибридті өнеркәсіптік желілердің өркендеуі

Өнеркәсіптік коммуникацияның болашағы бір ғана басым хаттамаға емес, бірнеше детерминирленген Ethernet жүйесі арасындағы өзара үйлесімділікке көбірек тәуелді болуы ықтимал.

Бұл үрдіс бағдарламалық жасақтамамен анықталатын автоматтандырумен, edge computing және IIoT инфрақұрылымдарымен оңайырақ біріге алатын CC-Link IE Field Basic сияқты хаттамаларға тиімді.

Мұраға қалған fieldbus тұжырымдамаларын да, Ethernet негізіндегі заманауи өнеркәсіптік архитектураларды да түсінетін инженерлер бүкіл басқару инфрақұрылымдарын алмастырмай, өндірістік активтерді жаңғырту барысында жоғары бағалана береді.

Автордың пікірі

CC-Link өнеркәсіптік желілердегі табыстың көбіне өңірлік, қолданбаға тәуелді және қолданыстағы автоматтандыру экожүйелерімен тығыз байланысты болатынын еске салатын маңызды мысал. Батыс зауыттары EtherNet/IP немесе PROFINET-ке басымдық беруі мүмкін, алайда Mitsubishi платформалары басым болатын жоғары жылдамдықты өндіріс орталарында CC-Link өзінің жоғары тиімділігін дәлелдеуді жалғастыруда.

Ethernet негізіндегі детерминирленген желілерге көшуі ескі fieldbus технологияларының жойылып кетпей, дами алатынын да көрсетеді. Жүйе интеграторлары мен басқару инженерлері үшін CC-Link-ті бүгін үйрену — тар ауқымды хаттаманы зерттеуден гөрі, жаһандық өнеркәсіптік автоматтандырудың қалай әртараптанып жатқанын түсіну.

Автор: Дэниел Мерсер, өнеркәсіптік жүйелер жөніндегі аға тілші. Дэниелдің өнеркәсіптік желілерді, PLC архитектураларын және қозғалысты басқару технологияларын жазуда 14 жылдық тәжірибесі бар. Оның тәжірибесіне жартылай өткізгіштер өндірісі мен дискретті өндіріс нысандарында Mitsubishi Electric, Siemens, Beckhoff Automation және Rockwell Automation платформаларын қамтитын автоматтандыруды біріктіру жобалары кіреді.