Ethernet Przemysłowy (część 4 z 4): CC-Link

Ethernet przemysłowy po japońsku

CC-Link to standard początkowo opracowany przez firmę Mitsubishi Electric, ale następnie „otwarty” i przeniesiony pod kontrolę stowarzyszenia CLPA (CC-Link Partner Association). Został zaprojektowany w taki sposób, by zapewniać dużą odporność na zakłócenia elektromagnetyczne oraz na uszkodzenia urządzeń nadzorujących sieć, a także by umożliwić podłączanie i odłączanie elementów sieciowych w trakcie ich pracy, bez dezorganizacji sieci.

Ze względu na bardzo różnorodne wymagania, jakie twórcy CC-Link postawili przed opracowywaną siecią, powstało wiele różnych odmian tego standardu, które dodatkowo dostępne są w różnych wersjach i w efekcie cechują się różnymi możliwościami.

Podstawowym medium transmisyjnym sieci CC-Link są przewody miedziane, które pozwalają uzyskać przepustowość do 10 Mb/s (lub 2,5 Mb/s w przypadku odmiany CC-Link LT), ale opracowano też odmiany gigabitowe oparte o światłowody (CC-Link IE Control) i skrętkę kategorii 5e (CC-Link IE Field). Niemal wszystkie odmiany różnią się liczbą możliwych do podłączenia końcówek sieciowych (od 64 do 254). Czasy opóźnień i dokładność synchronizacji również różnią się w zależności od wersji sieci. W podstawowej wersji CC-Link, przy instalacji maksymalnej liczby możliwych końcówek sieciowych, odświeżenie kompletu danych pobieranych bezpośrednio z sieci i przechowywanych w podłączonych urządzeniach trwa jedynie 3,9 ms, pomimo, że przepustowość sieci wynosi „tylko” 10 Mb/s.

Jedną z najciekawszych odmian omawianego standardu Ethernetu przemysłowego jest CC-Link Safety, który spełnia wymagania certyfikatów IEC 61508 SIL3 i ISO13849-1 kat. 4. Wysoką niezawodność komunikacji uzyskano m.in. dzięki możliwości stosowania wielu (do 26) kontrolerów w jednej sieci, z których ponadto każdy może mieć odmienny program, uruchamiany w przypadku awarii innego kontrolera.

Różne topologie Ethernetu przemysłowego

CC-Link w swojej najbardziej ethernetowej odmianie: CC-Link IE Field pozwala na zastosowanie różnych topologii sieciowych. Oprócz klasycznej gwiazdy możliwe jest użycie magistrali lub struktury mieszanej. Umożliwia to wygodne i względnie tanie zestawienie łączy i komunikację na bardzo dużą odległość. Wysoka szybkość transmisji świetnie sprawdza się natomiast w przypadku konieczności zapisywania np. obszernych, historycznych danych procesowych na serwerach.

Protokół transmisyjny obejmuje cykliczne przesyłanie danych, które zapewnia determinizm czasowy komunikacji oraz komunikację inicjowaną na żądanie którejś ze stacji. Tej drugiej użytkownik przypisuje dostępne pasmo, tym samym zapewniając odpowiednio dużo zasobów dla transmisji deterministycznej. Szczegółowe parametry cykli i czasów potrzebnych na przesył danych pomiędzy najbardziej odległymi końcówkami sieciowymi obliczane są i wprowadzane przed ostatecznym uruchomieniem sieci, dzięki czemu uzyskuje się połączenie optymalne pod względem opóźnień w komunikacji, w zaistniałych warunkach.

Ethernet przemysłowy i jego przyszłość

Omówione w serii artykułów standardy komunikacji sieciowej to dominujące i wciąż rozwijające się protokoły. Z punktu widzenia zastosowanych algorytmów i metod transmisji, trudno doszukiwać się bardziej przyszłościowych i nowoczesnych rozwiązań. Biorąc jednak pod uwagę postęp w technologii przesyłu danych, zarówno poprzez sieci kablowe (czy to miedziane, czy optyczne), jak i za pomocą fal radiowych, należy się spodziewać że z w najbliższym okresie Ethernet przemysłowy rozwijać się będzie właśnie w kierunku zwiększenia szybkości transmisji poprzez zastosowanie nowych mediów komunikacyjnych i układów nadawczo-odbiorczych.

Czytaj pozostałe artykuły cyklu:
>>>Ethernet Przemysłowy (część 3 z 4): Modbus TCP i Sercos III
>>>Ethernet Przemysłowy (część 2 z 4): EtherCAT i Ethernet Powerlink
 >>>Ethernet Przemysłowy: Profinet i Ethernet/IP