摘要：本文詳細地介紹了基于CC－Link現場總線技術地分布式爐窯實時控制系統(tǒng)的的設計與實施方案，同時對網絡的經濟性以及可靠性進行了分析。
關鍵詞：PLC CC－Link 現場總線 設計 可靠性
1 設計需求
超細煅燒陶土由于性能優(yōu)良，在化工、醫(yī)藥、日用、家化等產品中被廣泛采用，我國陶土資源豐富，但其煅燒工藝極其復雜，主要是其煅燒的溫度、時間等對煅燒陶土的性能影響極大，控制參數稍有變化，或許整爐陶土將報廢，針對如此嚴格的煅燒工藝，研制了一套采用CC-Link總線組建的測控系統(tǒng)對煅燒爐的四個煅燒區(qū)進行溫度、時間控制，取得了較好的控制效果，同時也產生了較好的經濟效益。為了提高CC-Link總線數據傳輸的快捷性、避免數據通信沖突，在CC-Link實時通信中，采取了一系列的安全措施，以確保CC-Link總線控制系統(tǒng)的穩(wěn)定、可靠性。
2 CC-Link的特性與網絡安全
2.1 CC-Link的特性
CC-Link是Control&Communication Link (控制與通信鏈路系統(tǒng))的簡稱，是三菱電機于1996年推出的開放式現場總線，其數據容量大，通信速度多級可選擇，而且它是一個復合的、開放的、適應性強的網絡系統(tǒng)，能夠適應于較高的管理層網絡到較低的傳感器層網絡的不同范圍。CC-Link是一個以設備層為主的網絡，一般情況下，CC-Link整個一層網絡可由一個主站和六十四個從站組成。網絡中的主站由PLC擔當，從站可以是遠程I/O模塊、特殊功能模塊、帶有CPU和PLC本地站、人機界面、變頻器及各種測量儀表、閥門等現場儀表設備。且可實現從CC-Link到AS-I總線的聯接。CC-Link具有高速的數據傳輸速度，最達可達10Mbps。CC-Link的底層通信協(xié)議遵循RS485，一般情況下，CC-Link主要采用廣播一輪詢的方式進行通信，CC-Link也支持主站與本地站、智能設備站之間的瞬間通信。
CC-Link。具有性能卓越、應用廣泛使用簡單節(jié)省成本等突出優(yōu)點。
2.2 CC-Link的數據通信方式
CC-Link的通信形式可分為2種方式：循環(huán)通訊和瞬時傳送。循環(huán)通訊意味著不停地進行數據交換。各種類型的數據交換即遠程輸入RX，遠程輸出RY和遠程寄存器RWr、RWw。一個從站可傳遞的數據容量依賴于所占據的虛擬站數。占據一個從站意味著適合32位RX和/或RY，并以每四個字進行重定向。如果一個裝置占據兩個虛擬站，那么它的數據容量就擴大了一倍。除了循環(huán)通信，CC-Link還提供主站、本地站及智能裝置站之間傳遞信息的瞬時傳送功能。信息從主站傳遞到從站，信息數據將以150字節(jié)為單位分割，并以每批150字節(jié)傳遞。若從從站傳遞到主站或其他從站，每批信息數據最大為34字節(jié)。瞬時傳送需要由專用指令來完成。瞬時傳送不會影響循環(huán)通信的時間
2.3 CC-Link測控網絡的優(yōu)勢
CC-Link的優(yōu)勢如下：
1） 高速度大容量的數據傳送
2） 拓撲結構有多點接入、T型分支、星型結構
3） CC-Link使分布控制成為現實
4） 自動刷新功能、預約站功能
這一特性是CC－Link獨特之處，以PLC作為CC-Link的主站，由主站模塊管理整個網絡的運行和數據刷新，主站模塊與PLC的CPU的數據刷新可在主站參數中設置刷新參數，便可以將所有的網絡通信數據和網絡系統(tǒng)監(jiān)視數據自動刷新到PLC的CPU中，不需要編寫刷新程序，這樣，也不必要考慮CC-Link主站模塊緩沖寄存區(qū)的結構和數據類型與緩沖區(qū)的對應關系，簡化編程指令，減少程序運行步驟，縮短掃描周期，保證系統(tǒng)運行實時性。預約站功能在系統(tǒng)的可擴展性上顯示出極大的優(yōu)越性，也給我們系統(tǒng)開發(fā)提供很大的方便。預約站功能指CC-Link在網絡組態(tài)時，可以將現在不掛上網絡而計劃將來掛接到CC-Link的設備，在網絡組態(tài)時事先將這些設備的系統(tǒng)信息（站類型、占用數據量、站號等）在主站中登錄，而且可以將相關程序編寫好，這些預約站掛接到網絡中后，便可以自動投入運行，不需要重新進行網絡組態(tài)。而且在預約站沒有掛接到網絡中時CC-Link同樣可以正常運行。
5）完善的RAS功能
RAS是Reliability（可靠性）、Availability（有效性）、Serviceability（可維護性）的縮寫。備用主站功能、在線更換功能、通信自動恢復功能、網絡監(jiān)視功能、網絡診斷功能提供了一個可以信賴的網絡系統(tǒng)，幫助用戶在最短時間內恢復網絡系統(tǒng)。
6） 異抗噪性能和兼容性
7） 互操作性和即插即用
8） 瞬時傳送功能
總之，CC-Link的設計提供給用戶最簡單的使用和維護方法和措施。
組態(tài)簡單：僅需要在參數表中設置相關的參數便可以完成系統(tǒng)的組態(tài)工作，以及數據刷新映射關系，（也可以通過專用的參數配置軟件進行設置）；
接線簡單：僅需要將3芯雙絞線的3根電纜按照DA、DB、DG對應連接，另外接好屏蔽線和終端電阻，一般的系統(tǒng)接線便可完成；
設置簡單：CC-Link的每種兼容設備都有一塊CC-Link接口卡，系統(tǒng)還需要對每一個站的站號和速度及相關信息進行設置，而這些信息在這些接口模塊上有相應的開關進行設置。
維護簡單：由于CC-Link的卓越性能，和豐富的RAS功能，為CC-Link的維護方便性和運行可靠性提供了強有力的保證，其監(jiān)視和自檢測功能使CC-Link系統(tǒng)的維護和故障后恢復系統(tǒng)變得方便和簡單。
3 系統(tǒng)設計
3.1 系統(tǒng)組成
為了提高整個控制系統(tǒng)的安全性以及可靠性，系統(tǒng)采用了雙機冗余措施。在雙主機系統(tǒng)中，二者處于對等地位，并且同時可以監(jiān)測對方的運行情況以及網絡的沖突偵聽，并相互間傳遞心跳信息，一旦發(fā)現對方系統(tǒng)出現故障或者連接的網絡故障，監(jiān)測方立即接管測控任務，從而保證了系統(tǒng)在任何時候系統(tǒng)主機的完整性和完好性，只要主機和網絡安全，控制系統(tǒng)便會安全，實時性便可得到保證。兩臺冗余主機內均安裝了PCI總線的CC-Link總線網絡適配卡A80BD（E）－JB1BT13，主機配置相同以保證二者的MTTF、MTBF相近似，滿足系統(tǒng)相似性原理，對控制系統(tǒng)的安全性設計提供了保證。
