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CC-Link协会:从现场走向整合 助力智能制造落地成真

      近几年,工业物联网、智能制造及工业4.0蓬勃的发展态势,犹如“一夜春风来,万树梨开花”,催生诸多机遇,也利好了一系列相关产业链技术。在新一代信息技术与现代工业技术深度融合的过程中,工业通信网络已经成为构建企业智能制造的重要基础。

 

      如果将一个制造工厂比作一个人的话,那么,连接设备与设备之间相互通信的工业通信网络就是人体的神经,连接着各个“器官”之间的健康顺畅运作。这其中,网络协议则承载着生产设备之间、生产设备与管理设备之间大量数据传输的关键作用。

 

      正如CC-Link协会(CC-Link Partner Association,简称CLPA)全球事务局长冨永毅所言:“若想实现智能制造,首先必须解决的就是工业控制网络互连、互通、互操作的问题。”作为全球工业市场上主流的网络协议之一,CC-Link协议家族的用户领域遍布汽车、锂电池、数控等各行各业。截止到2018年8月,CLPA的会员已达3400余家

 

 

 

CLPA全球事务局长冨永毅

 

 

CC-Link IE Field Basic 打造经济型智能制造方案

 

      CC-Link协议家族中的CC-Link是亚洲市场应用份额最高的基于RS485网络技术,CC-Link IE则是业内最早发布的基于以太网的千兆工业网络,其最大特点是实现高速大容量的通信和系统间的无缝融合,保证数据的稳定性和实时性,多年来,在汽车、液晶、橡胶、3C等行业得到了广泛的应用。

 

      随着物联网的发展,在推进智能制造的过程中,CLPA逐渐意识到,越来越多的小型设备也对联网提出了需求,但相比网络的高速,这些客户更关注联网的成本和适用的便捷性,他们需要更加方便简单的网络安装与操作。于是,CC-Link IE Field Basic应运而生。

 

      基于标准以太网的CC-Link IE Field Basic主要适用于非高速控制的设备联网,使用简单,自带RJ45接口的产品通过软件设置即可实现联网通信和设备控制运作,故开发容易、成本低,充分发挥了以太网的特点。冨永毅强调:“CC-Link IE Field Basic更加适用于那些希望简单联网,不想投入很大成本的客户。它能在确保与CC-Link IE通信的同时,满足用户简单地构建低成本的联网需求,特别适合对网络速度没有过高要求的小规模系统,只需要软件的开发即可实现通信的兼容性,更加容易实现控制设备的网络化。”CC-Link IE Field Basic在满足小规模联网需求的同时,也帮助企业带来了切实的好处。据悉,国内某造纸厂在应用了CC-Link IE Field Basic产品方案后,仅仅是系统搭建工期就较以往缩短了42%。“未来,在中国、印度、越南等东南亚市场,CC-Link IE Field Basic将有着广阔的市场发展空间。” 冨永毅笃定地说。

 

      采访现场,他还饶有兴致地向记者介绍了CC-Link IE Field Basic在工业缝纫机中的应用。“缝纫机相对来说是一个比较传统的行业,以前,在这个行业中是没有任何联网的,而CC-Link IE Field Basic轻松实现了缝制工厂的信息可视化。三菱工业用电子缝纫机PLK-J6040R作为业内第一台对应工业以太网的工业缝纫机,可以收集到每一台缝纫机的信息,比如机器运转时间、运转效率、设备使用情况、保修情况、维护情况等,我们利用CC-Link IE Field Basic将这些信息串联起来,使企业管理者可以对其一目了然,随时掌握。这样做的好处在于不仅可以提前预判机器的使用情况,还可以将这些收集上来的数据加以分析,对后续的生产规划乃至企业运营将有很大益处。”

 

打破通信壁垒 促进网络互联互通

 

        伴随着PROFINET、EtherCAT、CC-Link IE等工业以太网技术的不断发展壮大,它们在带给用户诸多惊喜的同时也带去了困扰。作为不同种类的以太网标准,安装了PROFINET、EtherCAT、CC-Link IE等的设备、机器和系统网络之间无法进行数据交互。因此,制造商往往被迫为不同用户配置不同的网络,而且还常常受到网络的限制,无法选择更恰当的设备。

 

        冨永毅认为:“对于制造业来说,最理想的状态是一个工厂中只有一个网络,这样从上到下每个设备之间的通信都会非常通畅,但是现实中客户的生产设备上往往会存在不同的网络,各个网络的协议不一样,会给客户的生产效率包括操作等都带来不便。”那么,如何来打破网络之间的通信壁垒?CLPA为此一直在思考并作出努力。

 

 

CLPA China事务局长张蓉(左)、CLPA全球事务局长冨永毅(右)

 

      2015年11月,CLPA和PI(PROFIBUS & PROFINET International)就强化网络互联性达成合作协议,旨在通过CC-Link IE与PROFINET之间的标准化接口在用户无意识的情况下轻松实现双向通信。时隔3年,冨永毅高兴地告诉记者:“我们和PI的合作初见成果,《Couple兼容产品——耦合器产品开发技术规范》已经正式发布。这一技术规范发布的意义在于,用户在整合设备和机器时,无需再为如何设计连接这些不同设备和机器的网关而发愁。因为,无论哪个网络首先存在,用户都可以将支持CC-Link IE的机器和部件与PROFINET进行整合,也可以将支持PROFINET的机器和部件与CC-Link IE进行整合。基于这一规范,任何会员都可以开发兼容产品。”据悉,目前CLPA的会员赫优讯已经推出了全球第一款Couple耦合器产品。这款产品可以将CC-Link IE和PROFINET实现无缝通讯,它就像翻译官一样,打破了两个网络协议语言之间的壁垒,可以帮助最终用户提高生产效率。冨永毅表示,除赫优讯以外,还有其他几家厂商正在积极运作,推出类似的产品。

 

      除与PI加强合作之外,为了让设备与信息管理之间的连接更加简单,CC-Link协会和OPC基金会也共同发布了“设备用CSP+”的联合规范,解决了各个设备制造厂商在设备内设置内容、描述语言差异的问题。冨永毅进一步解释:“CSP+是一个设备描述文件,在我们所有CC-Link协议家族里面,都必须安装这个描述文件,它能够阐述设备的一些信息,当用户连接到这个设备时,通过读入CSP+的文件就可以轻而易举地实现设备追加,使系统的组态更加简单。这有助于实现设备信息的统一处理。”

 

      冨永毅表示,持续拓展与其他网络的合作,加强横向与纵向的各种可能性发展,为用户提供更好的应对IOT时代的网络解决方案一直是CLPA以来持续在做的事情。他透露,目前CLPA正在集中精力加强与TSN(Temporal Segment Networks,时间敏感网络)技术的融合。“TSN未来可能会成为业内的标准以太网,我们正在研究、开发与TSN技术相关的验证测试。通过和TSN的融合,CC-Link IE的适用范围将更加广泛,会为用户提供一个更加开放的网络。”

 

CC-Link协议家族 提供一网到底的完整解决方案

 

      从CC-Link到CC-Link IE,再到CC-Link IE Field Basic,经过10余年的发展,CC-Link协议家族日渐壮大,已经可以为制造业用户提供完整的整合网络。冨永毅告诉记者:“CC-Link协议家族可以提供从现场层、生产层到经营管理层的一网到底的完整解决方案。CC-Link协议家族不仅有基于RS485网络技术的CC-Link,也有面向高端用户群体的千兆以太网网络CC-Link IE。在CC-Link IE系列中,客户也可针对制造现场实际的网络需求不同选择更适合的成员,比如具备超高速、无缝通信功能的CC-Link IE Field,适用于小型规模设备的现场网络的CC-Link IE Field Basic,新一代采用千兆以太网技术的工厂控制网络的CC-Link IE Control,以及构筑最优化的工厂安全系统的CC-Link IE Safety和实现节能数据可视化的CC-Link IE Energy。除此之外,我们提供的SLMP无缝协议,可以实现生产现场和IT系统之间信息的无缝通信,构建智能生产系统管理。”

 

      在不断强化自身技术发展的同时,CLPA也从未停止对应用市场的开拓。作为起源于亚洲的开放式工业现场网络,东南亚市场一直是其主要发力市场。目前,在CLPA的会员中,有超过50%以上的企业来自东南亚,而这其中有近20%的份额来自中国市场。毫无疑问,中国在CLPA业务版图中占据举足轻重的地位。正如冨永毅所言:“中国已经成为CLPA最重要的战略性市场。中国正面临着制造业的转型升级,这一发展方向也孕育了巨大的市场机会,基于以太网的CC-Link IE工业网络和运用现场总线的CC-Link已经成为亚洲最普及的开放网络。未来,我们将会一如既往地站在中国用户的身边,在中国制造转型升级的征程中贡献力量。”

 

                                                                                                                       转自自动化博览