CC-Link IE – nowy, uniwersalny standard komunikacji w systemach automatyki

Organizacja CLPA CC-Link Partner Association (www.cc-link.org) promująca popularny w krajach azjatyckich standard komunikacyjny CC-Link, ogłosiła wejście na rynek jego nowej wersji CC-Link IE, wykorzystującej standard Ethernetu przemysłowego do połączenia w jednej sieci wszystkich poziomów infrastruktury systemowej zakładów przemysłowych – od systemów planowania i zarządzania, aż po sieci magistralowe, łączące czujniki i elementy wykonawcze na liniach produkcyjnych. Główna różnica pomiędzy nowym CC-Link IE, a dotychczas rozwijanym przez firmę Mitsubishi Electric standardem CC-Link, polega na wprowadzeniu możliwości wykorzystania popularnej warstwy fizycznej interfejsu Ethernet, zamiast lub równolegle z interfejsem portu szeregowego RS-485.

Ethernet to popularny na całym świecie standard komunikacyjny, wykorzystywany w sieciach teleinformatycznych. Jednakże zaznaczyć trzeba, iż na potrzeby systemów komunikacyjnych stosowanych na poziomie linii produkcyjnych, opracowano już na świecie liczne standardy komunikacyjne, stosowane przez różne grupy dostawców i użytkowników. Inżynierowie w Europie często wykorzystują protokół Profinet (kojarzony z firmą Siemens) lub jego odmianę Ethernetową. Z kolei w Ameryce Północnej dużą popularnością cieszy się standard DeviceNet, opracowany i rozwijany przez firmę Rockwell Automation.

Wraz z pojawieniem się standardu CC-Link IE wszystkie trzy, popularne w różnych regionach świata standardy komunikacyjne mogą wymieniać wzajemnie dane dzięki platformie Ethernetowej. – Jednak tylko standard CC-Link IE ma możliwość wykorzystania łącz Gigabit Ethernet, z łączami światłowodowymi – podkreśla Stephen Jones, główny menedżer Organizacji CLPA. Właśnie tego typu łącza mogą w pełni zaspokoić wymogi tzw. czasu rzeczywistego, tak istotne w przemysłowych sieciach sterowania, a technika światłowodowa zapewnia odpowiednio szerokie pasmo transmisji dla danych oraz gwarantuje ich zabezpieczenie przed oddziaływaniem zewnętrznych pól elektromagnetycznych. Dodatkowo, linie światłowodowe są lżejsze od linii miedzianych – kable kat. 5 Ethernet.

Jedną z ciekawszych funkcji standardu CC-Link IE, jest jego zdolność do “samonaprawy”. Zasadniczo większość budowanych obecnie sieci standardu Ethernet wykorzystuje topologię typu gwiazda, choć pierwotnie standard ten przewidziano do obsługi sieci o strukturze z kilkoma tzw. liniami szkieletowymi (backbone), a więc o architekturze bardziej złożonej. W standardzie CC-Link IE zastosowano topologię dwukierunkową typu token ring, z jednym węzłem nadrzędnym, pełniącym rolę stacji kontrolnej całej sieci. W przypadku gdy jeden z pierścieni (ring) sieci ulegnie awarii (np. zwarcie, otwarcie itp.), jego dwukierunkowość pozwala stacji sterującej na ustawienie parametrów i podtrzymanie komunikacji z wszystkimi węzłami sieci praktycznie z niezmienioną prędkością transmisji. Krótko mówiąc, węzeł ulegający awarii nie oddziałuje na stan komunikacji pozostałych węzłów w sieci.

Co więcej, system jest odporny również na awarie obejmujące kilka węzłów w sieci. Na przykład pojawienie się awarii w dwóch węzłach pierścienia, powoduje jego automatyczny podział na dwa niezależne segmenty, umożliwiając dalszą komunikację z pozostałymi, “zdrowymi” węzłami. Awaria trzeciego węzła, to automatycznie podział na trzy segmenty itd. Sieć CC-Link IE realizuje kolejne podziały pierścieni, w celu utrzymania komunikacji z pozostałymi węzłami.

Każdy węzeł posiada adres typu MAC i w przypadku utraty komunikacji grupy węzłów z jednostką sterującą, węzeł z najniższym adresem w wydzielonym segmencie zaczyna pełnić funkcję tzw. pod-jednostki sterującej, utrzymując komunikację pomiędzy węzłami w segmencie.

Specyfikacja standardu CC-Link IE jest dostępna na stronach WWW Organizacji CLPA (www.cc-link.org), a pierwsze wykorzystujące go urządzenia spodziewane są na rynku w pierwszym kwartale 2008 roku. Również na przyszły rok Organizacja CLPA zapowiada opublikowanie kolejnych specyfikacji standardu dla lokalnych sieci magistralowych i sterowania układami napędowymi oraz standardu obsługującego sieci bezpieczeństwa w roku 2009.