低成本现场控制网络

国际:CC-Link IE Field Basic是需要低成本控制网络的智能工厂网络架构的一种选择。

通过石史 2019年2月3日

为了实现“一网通”的智能工厂网络架构,越来越多的工业设备采用实时以太网作为控制网络,实现设备间的互联。有没有更经济、更简单的工业控制网络?

CC-Link IE Field Basic是实现多源低成本控制设备网络的最佳选择。

在业界最早发布的千兆工业以太网CC-Link IE Field Basic发布之前,CC-Link IE已经广泛应用于汽车等行业;液晶显示(LCD);橡胶;计算机、通信、消费电子(3C);和其他人。其最大的特点是将高速大容量通信与系统无缝融合,保证了数据的稳定性和实时性。

CC-Link IE有两种网络协议:用于控制器之间通信的CC-Link IE Control和用于控制器与现场设备之间通信的CC-Link IE Field。

成本较低,使用方便

随着工业物联网(IIoT)的发展,传统的低端设备和小型设备往往由于成本和其他联网需求而无法联网。然而,与高速网络相比,这种设备更注重网络的低成本和使用方便。

用户总是希望有更经济的产品来构建成本更低的系统,如小型设备,可以满足100mbps通信性能的控制要求。CC-Link合作伙伴协会(中国)高级工程师甘爽解释说,即使是小型设备,也需要连接设备的可视化以及与更高级别信息系统的连接。

设备制造商希望一个硬件设备可以在多个网络上工作,同时降低开发成本。正在开发低成本的从站设备和简单而低成本的主站功能。

总线网络CC-Link IE Field Basic基于标准的100mbps以太网,为不需要高速控制的小型系统提供了低成本的控制网络。

甘爽说:“CC-Link IE Field Basic可以通过网络协议应用层的软件实现设备控制所需的实时通信,同时保证与CC-Link IE的通信。”无论是主站还是从站,都不需要专门的芯片和接口板。对于标准的以太网设备,只需安装相应的软件即可实现相应的CC-Link IE Field Basic通信,从而大大缩短了开发时间,降低了开发成本。

甘爽继续说道:“对于用户来说,构建CC-Link IE Field Basic网络很简单;只需设置网络参数即可进行周期通信,无需进行通信编程。并可通过工程软件设置连接设备的参数,并可与标准以太网的TCP/IP进行混合通信,构建兼容标准以太网通信的现场网络。通过承载web服务器功能,可以实现对设备的远程保护和信息系统跟踪数据的发送。这就是为什么CC-Link IE Field Basic具有设置简单、连接简单、诊断简单、开发简单的特点。

扩展的基础组网

自2016年底CC-Link IE Field Basic发布以来,许多设备制造商和产品制造商都支持该产品。在工业设备的实际应用中也逐渐显示出其优势。

三菱电机的电脑缝纫机公司Mingling是工业电子缝纫机的发明者,最早安装了CC-Link IE Field Basic。为了降低硬件成本和开发周期,Mingling选择了CC-Link IE Field Basic作为控制通信网络,开发了行业内第一套工业以太网工业缝纫机。

缝纫机的运动控制是通过一个特殊的控制器通过CC-Link IE Field Basic运行。控制轴数由5个增加到7个,实现更高质量的缝制。高难度的曲线缝制或大尺寸缝制也能“美观、快速、简单”地实现。此外,这台缝纫机的缝纫速度和缝纫能力在当时是最高的。

通过软件编程,控制器CPU内置的以太网端口可以实现实时通信。它不仅节省了专用芯片,而且大大加快了开发和调试速度,而且不需要通信模块。100mbps的带宽足以满足缝纫机的控制要求,”负责缝纫机控制网络设计的福田俊森(Fukuda Toshinori)在首次讨论使用CC-Link IE Field Basic时说。

CC-Link IE Field Basic在中国

在过去的两年中,中国的一些制造商开始开发CC-Link IE Field Basic产品。天津哨兵电子有限公司是一家传感器、编码器、总线通信协议I/O模块和连接器组件的制造商,拥有冶金和汽车制造应用的产品。Sentinel Electronics开发了CC-Link IE Field Basic的远程I/O模块。

天津森蒂纳电子负责产品开发的工程师姚金龙表示,CC-Link IE Field Basic只是一个应用层程序,对处理器的类型没有要求。这意味着可以采用通用处理器,节省了协议芯片的成本。

开发难度和开发周期也大大缩短。CC-Link合作伙伴协会提供了开发文档、源代码模板和示例程序。这减少了源代码开发(使用C语言到2个月),并且一致性测试最近已经通过。

甘爽说,对于会员公司,CC-Link合作伙伴协会免费提供开发代码,并免除兼容产品的一致性测试费用。众多国际厂商(如巴鲁夫、CKD、Hilscher、三菱电机、Molex、菲尼克斯等)相继在中国推出CC-Link IE Field Basic产品。

例如,三菱电机伺服产品部门的徐伟表示,三菱电机所有新的FA产品,包括可编程逻辑控制器(plc)、控制器、伺服器、变频器、人机界面(hmi)、远程输入/输出(I/O)和工业机器人,都支持CC-Link IE Field Basic。这扩展了CC-Link IE Field Basic的产品生态圈,并为更广泛的CC-Link IE Field Basic实现奠定了基础。

石史是执行总编,中国控制工程.编辑:Mark T. Hoske,内容经理,控制工程、《媒体mhoske@cfemedia.com

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关键词:工业网络,设备网络

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参见国际版本的链接www.globalelove.com/international

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作者简介:《中国控制工程》执行总编辑