
CCLink是一个技术先进、性能卓越、使用简单、成本较低、应用广泛的开放式现场总线。本书在一般介绍网络与通信基础知识的基础上,详细介绍了CCLink控制与通信技术特点、协议规范、帧格式、链路控制、兼容产品开发、主站配置,特别是通过实际案例介绍了CCLink远程设备站和远程I/O站的开发手段、开发过程和开发方法,提供了参考设计和经过实验验证的应用系统硬件电路原理图和软件配置程序代码。
本书旨在对CCLink技术原理和系统实现给出系统深入的描述,提供CCLink兼容产品开发与应用指导。本书可作为大专院校自动化、测控技术、仪器仪表等专业的教材,也可作为相关专业技术人员的技术参考书。
网络与通信技术的发展解放了人类的感觉器官。人类可以借助传感元件和执行机构,凭借恰当的网络平台和通信手段,在更大的范围内去获取信息和实施控制。通信与网络的数字化、低成本、广域性以及开放和标准化等特征大大消除了人类信息交换的障碍,拓展了人类的生活与工作空间,并融入到信息社会的各个行业领域。可以说,今天人类的生活已经离不开通信与网络,它们已经成为人类文明的基本要素。
在自动化领域, 现场数据传输与通信技术始终是工业界和学术界研究的热点,也是世界上一些著名自动化企业竞争的焦点。特别是随着分布式控制系统的诞生和发展,以协议开放、支持互操作为特点的控制网络受到普遍关注和欢迎,CCLink是现场控制网络的典型代表。
1996年11月,三菱电机联合其他38家公司,在其MELSECNET/MINIS3网络的基础上,经过协议的改进,软件、硬件的整合,推出了CCLink这一全新的多厂商、高性能、省配线的现场网络。并于1997年获得日本电机工业会(JEMA)颁发的杰出技术成就奖。目前这种开放式现场网络广泛应用于国内外机械制造、电子、半导体、纺织、印刷、汽车、水处理、轮胎、楼宇自动化、轨道交通、石油化工、市政工程中。截止到2006年年底,销售业绩已超过350万个节点。
CCLink的技术协议从最基本的CCLink开始,到2002年4月推出针对传感器层通信的CCLink/LT,2002年11月推出将数据通信量扩大8倍的CCLink V2.0, 再到2006年10月推出安全性网络CCLink Safety,CCLink家族协议日渐丰满。CCLink技术通过国际CCLink协会在全球推广和普及。到2006年年底,CCLink已经拥有800家合作伙伴公司,800种兼容产品。CCLink于2001年5月取得国际半导体行业标准SEMI_E54.12,2005年5月取得中国国家标准GB/Z 197602005,2006年4月取得国际标准ISO 157455(*1)。
与大多数关于现场与控制网络的参考书不同,本书对CCLink协议和规范进行了完整细致的描述,特别是希望通过本书,读者能够理解和掌握CCLink兼容产品开发方法。全书共分7章,第1章介绍了现场总线的发展史、现场总线的系统结构以及几种典型的现场总线; 第2章阐述了现场总线的技术基础——数据通信系统和开放式通信网络的相关技术特点; 第3章介绍了CCLink常用术语、系统配置和技术规范; 第4章详细介绍了CCLink通信协议; 第5章介绍了CCLink兼容产品开发方法,包括远程I/O站和远程设备站的开发; 第6章结合Q系列PLC介绍了CCLink主站配置项目和配置过程; 第7章介绍了CCLink兼容产品开发和应用的典型实例。本书第1,2章由余有灵编写,第3,4章由覃强编写,第5,6,7章由陈启军编写,全书由陈启军统稿。研究生荆晓博为本书编写做了大量的基础工作,并负责完成了印刷机墨量控制器、16输入16输出远程I/O站两个应用实例的验证与调试,研究生顾玉辉负责完成了多功能火灾预警装置的验证与调试,研究生费雪芳在主站配置方面提供了支持。CLPA China和日本三菱电机提供了最新的技术资料和文档,在此表示真诚的谢意。
由于编者水平有限, 时间仓促,有关CCLink技术的资料还不够全面,错误、缺点和不足之处在所难免,恳请读者批评指正。
作者〖〗2007年3月于同济大学
第1章引言
1.1现场总线简介
1.2历史与沿革
1.2.1基地式气动仪表控制系统
1.2.2气动电动组合式仪表控制系统
1.2.3集中式数字控制系统
1.2.4集散控制系统
1.2.5现场总线控制系统
1.3现场总线系统结构与特点
1.3.1现场总线系统结构
1.3.2数据连接方式
1.3.3技术特点
1.4典型现场总线
1.4.1基金会现场总线
1.4.2LonWorks
1.4.3Profibus
1.4.4CAN
1.4.5InterBus
1.5CCLink诞生与发展
第2章网络与通信基础
2.1数据通信系统
2.1.1信息、数据与信号
2.1.2数据通信系统结构
2.2信号传输与数据编码
2.2.1信号传输
2.2.2数据编码
2.3数据通信系统的性能指标
2.3.1带宽与信号传输
2.3.2数据传输速率
2.3.3误码率
2.4差错控制
2.4.1差错检测
2.4.2差错校正
2.5开放式通信网络
2.5.1拓扑结构
2.5.2介质访问控制方式
2.5.3开放式网络层次模型
2.5.4数据链路通信协议
第3章CCLink技术
3.1CCLink 概述
3.1.1CCLink常用术语
3.1.2CCLink结构及系统配置
3.1.3CCLink版本和功能
3.1.4各类型站之间的通信
3.2CCLink 规范
3.2.1通信规范
3.2.2最大传输距离
3.2.3连接扫描时间估算值
第4章CCLink通信协议
4.1协议概述
4.1.1通信过程
4.1.2运行概述
4.1.3协议配置
4.2物理层
4.3数据链路层
4.3.1CCLink数据链路协议实体
4.3.2帧格式(基于HDLC)
4.3.3异常处理
4.4应用层
4.4.1网络管理实体
4.4.2循环传输实体
4.4.3瞬时传输实体
第5章CCLink兼容产品开发
5.1CCLink 远程I/O站开发
5.1.1MFP2功能介绍
5.1.2MFP2结构
5.1.3MFP2引脚介绍
5.1.4MFP2内存配置
5.1.5MFP2超时时间配置功能
5.1.6MFP2应用
5.2CCLink远程设备站开发
5.2.1MFP3功能
5.2.2MFP3结构
5.2.3MFP3外部引脚
5.2.4MFP3刷新操作规范
5.2.5远程设备站通用规范
5.2.6MFP3内存配置
5.2.7软件控制流程
5.2.8MFP3应用
5.3CCLink系统的安装规定
第6章CCLink主站配置
6.1Q系列PLC简介
6.2GX Developer开发环境简介
6.3主站模块配置
第7章CCLink应用实例
7.1基于CCLink的印刷机墨量控制器设计
7.1.1结构及其功能
7.1.2硬件设计
7.1.3内存配置
7.1.4软件设计
7.2多功能火灾预警系统
7.2.1系统结构及功能
7.2.2硬件设计
7.2.3内存分配
7.3通用型远程I/O控制器
7.3.1功能及结构
7.3.2硬件设计
7.3.3内存单元配置
7.3.4系统运行
参考文献