12月17日，“2021中國(guó)運(yùn)動(dòng)控制/直驅(qū)產(chǎn)業(yè)高峰論壇”在深圳坪山隆重召開，五百多位業(yè)內(nèi)人士匯聚一堂，共謀行業(yè)發(fā)展大計(jì)。在分論壇運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)篇上，CC-Link協(xié)會(huì)（中國(guó)）研發(fā)經(jīng)理?xiàng)顒P以CC-Link IE TSN為主題作出分享。

以下內(nèi)容根據(jù)演講整理：

大家下午好！我是主要是負(fù)責(zé)CC-Link的產(chǎn)品推廣和研發(fā)的楊凱。2018年底我們推出了CC-Link IE TSN技術(shù)，今天是第三次站在這個(gè)講臺(tái)上介紹我們的TSN，這次我們帶來的主題是關(guān)于CC-Link IE TSN兼容產(chǎn)品開發(fā)的內(nèi)容。

首先請(qǐng)?jiān)试S我介紹一下CC-Link協(xié)會(huì)。CC-Link協(xié)會(huì)致力于在全球范圍內(nèi)推廣CC-Link技術(shù)，隨著信息技術(shù)的不斷發(fā)展，從基于485的CC-Link技術(shù)到現(xiàn)在基于TSN的CC-Link IE TSN技術(shù)，我們一直在不斷地提升我們的技術(shù)能力，滿足我們的用戶需求。

2020年9月，ADI正式成為CC-Link協(xié)會(huì)第十家理事會(huì)成員。下屬兩個(gè)部門，技術(shù)部和市場(chǎng)部，技術(shù)部主要負(fù)責(zé)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的制訂和產(chǎn)品測(cè)試，市場(chǎng)部負(fù)責(zé)全球的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)推廣。

為了更好地服務(wù)于我們的會(huì)員單位，我們?cè)谌蚴粋€(gè)國(guó)家和地區(qū)設(shè)立了分支機(jī)構(gòu)，在六個(gè)國(guó)家和地區(qū)設(shè)立了一致性測(cè)試中心，在中國(guó)，CC-Link協(xié)會(huì)中國(guó)支部的辦公地點(diǎn)就在上海，一致性測(cè)試在上海同濟(jì)大學(xué)。

CC-Link協(xié)會(huì)組織機(jī)構(gòu)

截止到2020年9月底，我們的CC-Link協(xié)會(huì)會(huì)員單位數(shù)達(dá)到了3858家，通過了一致性測(cè)試的兼容產(chǎn)品有2178個(gè)，其中包括51個(gè)CC-Link IE TSN產(chǎn)品，這些產(chǎn)品在全球范圍內(nèi)得到廣泛的應(yīng)用。

CC-Link IE TSN技術(shù)的四個(gè)特點(diǎn)

CC-Link IE TSN技術(shù)的特點(diǎn)，可以歸納為四個(gè)。第一是FA與IT的融合；第二是高速度和個(gè)高精度的控制實(shí)現(xiàn)；第三個(gè)是數(shù)據(jù)報(bào)文簡(jiǎn)單診斷和配置；第四是通過多樣的開發(fā)方式擴(kuò)充兼容產(chǎn)品。

FA與IT的融合，當(dāng)我們采用CC-Link IE TSN的網(wǎng)絡(luò)之后，我們可以看到所有的像集成I/0控制、運(yùn)動(dòng)控制、安全通信和TCP/IP通信，可以在同一個(gè)鏈路中進(jìn)行數(shù)據(jù)的傳輸?？刂仆ㄐ诺膶?shí)時(shí)性保證，TSN技術(shù)改善的就是傳統(tǒng)的以太網(wǎng)在傳輸過程中遇到的像數(shù)據(jù)堵塞、數(shù)據(jù)風(fēng)暴、數(shù)據(jù)傳輸?shù)牟淮_定性等問題，我們CC-Link IE TSN采用TSN標(biāo)準(zhǔn)簇的兩塊，一是時(shí)間同步，采用的標(biāo)準(zhǔn)是IEEE802.1AS，時(shí)間同步精度能達(dá)到微秒級(jí)，在流量整形調(diào)度方面，是基于IEEE802.1Qbv，為關(guān)鍵性數(shù)據(jù)流分配較高的優(yōu)先級(jí)，確保這些數(shù)據(jù)在通過鏈路節(jié)點(diǎn)時(shí)能優(yōu)先通過。

FA與IT的融合

高速度和高精度的控制實(shí)現(xiàn)，對(duì)于傳統(tǒng)的CC-Link IE Field網(wǎng)絡(luò)，其通信機(jī)制是采用令牌的方式，當(dāng)從站收到令牌后響應(yīng)主站的請(qǐng)求，其他從站一直處于等待令牌的狀態(tài)，而CC-Link IE TSN的通信機(jī)制時(shí)主從雙向同時(shí)發(fā)送數(shù)據(jù)，整體的通信效率得到了很大的提升。

高速度?高精度的控制實(shí)現(xiàn)

在運(yùn)動(dòng)控制性能最大化方面，對(duì)于同一條鏈路上的不同的設(shè)備，我們可以分不同的采樣周期，比如說在同一個(gè)鏈路上，我們有伺服、IO設(shè)備，還有溫度傳感器，伺服通信頻率要求比較高，可以分配高速的通信周期，其它設(shè)備可以分配中速或低速的通信周期，從而使網(wǎng)絡(luò)性能達(dá)到最大化。

數(shù)據(jù)報(bào)文簡(jiǎn)單診斷和配置方面，我們可能通過CSP+文件進(jìn)行設(shè)網(wǎng)絡(luò)的組態(tài)和配置，可以用支持SMP協(xié)議的軟件，如wireshark進(jìn)行數(shù)據(jù)的抓包分析。

對(duì)于時(shí)間同步，在TSN的規(guī)范中，有BCMA最佳主時(shí)鐘算法的機(jī)制，在對(duì)同一條鏈路，不僅是主站，從站也可以可以作為整條鏈路的主時(shí)鐘，由網(wǎng)絡(luò)自主選擇最優(yōu)模塊作為主時(shí)鐘，當(dāng)模塊出現(xiàn)故障的時(shí)候，或者精度變差的時(shí)候，網(wǎng)絡(luò)會(huì)選擇當(dāng)前情況下最優(yōu)的模塊作為主時(shí)鐘。

在故障精確定位方面，由于每個(gè)事件都有時(shí)間戳，當(dāng)有故障的時(shí)候，我們可以根據(jù)這樣一個(gè)時(shí)間戳來追溯故障源，從而盡快做出判斷，解決問題。

傳統(tǒng)的CC-Link的兼容產(chǎn)品開發(fā)只支持從站的開發(fā)，而CC-Link IE TSN將支持主從站的多樣化的開發(fā)方式。

CC-Link IE TSN的開發(fā)選擇

如果需要開發(fā)CC-Link相關(guān)的產(chǎn)品，首先是要加入CC-Link協(xié)會(huì)，加入了以后根據(jù)自身的需求開發(fā)相關(guān)產(chǎn)品。對(duì)于開發(fā)方式的選擇，我們會(huì)提供相應(yīng)的建議，開發(fā)好產(chǎn)品后需要通過一次性測(cè)試，一次性測(cè)試中心放在了上海的同濟(jì)大學(xué)，協(xié)會(huì)也會(huì)提供相關(guān)軟件給會(huì)員單位進(jìn)行預(yù)測(cè)試。

CC-Link IE TSN對(duì)應(yīng)產(chǎn)品開發(fā)流程

對(duì)于CC-Link IE TSN的兼容產(chǎn)品開發(fā)，將有多家公司提供多樣的開發(fā)方式供會(huì)員單位選擇。對(duì)于協(xié)會(huì)來說，我們提供的解決方案就是三菱電機(jī)的開發(fā)解決方案，它分為軟件和硬件兩方面，比方對(duì)于從站來說，硬件是CP620，這個(gè)片子自帶M4的內(nèi)核和兩個(gè)千兆的PHY,高度集成的片子對(duì)于開發(fā)成本和設(shè)計(jì)空間會(huì)節(jié)省很多，對(duì)于遠(yuǎn)程SDK開發(fā)方式，我們軟件包是基于意法的開發(fā)板。

CC-Link IE TSN開發(fā)工具

對(duì)于主站的開發(fā)，我們將提供通信芯片CP610，推薦的MPU是NXP的LS1023A，運(yùn)行的實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)是Intime。

開發(fā)方式有軟硬件兩種方式，兩者開發(fā)的區(qū)別在哪？比如從站產(chǎn)品的開發(fā)：硬件的通信周期是在31.25us，同步精度能達(dá)到1us，如果是軟件，最小通信周期是10ms，同步精度只能是1ms。

CC-Link IE TSN的開發(fā)示例

在開發(fā)方面，我們協(xié)會(huì)能提供那些幫助呢？為了能夠幫助大家快速開發(fā)CC-Link IE TSN的產(chǎn)品，我們會(huì)提供CP620十片樣片，然后會(huì)提供一個(gè)開發(fā)板以及相應(yīng)的軟件代碼。

遠(yuǎn)程站開發(fā)示例

除了這些提供的芯片和軟件代碼以外，為了更好的幫助我們的會(huì)員單位實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的開發(fā)，我們協(xié)會(huì)為大家準(zhǔn)備了從主站到從站的一整套設(shè)備系統(tǒng)，如果有開發(fā)需求，我們可以無償借給大家。除此之外，在協(xié)會(huì)官方網(wǎng)站可以下載相關(guān)的測(cè)試工具進(jìn)行預(yù)測(cè)試。

CC-Link IE TSN系統(tǒng)拓?fù)鋱D

測(cè)試平臺(tái)構(gòu)建清單

從2018年10月份到現(xiàn)在，我們有哪些佳能產(chǎn)品可以分享給大家呢？首先就是三菱電機(jī)的產(chǎn)品，PLC，伺服、變頻器以及GOT都已經(jīng)支持CC-Link IE TSN。軟贏Softservo的產(chǎn)品也支持了CC-Link IE TSN網(wǎng)絡(luò)，這兩個(gè)產(chǎn)品在展會(huì)的展臺(tái)上也準(zhǔn)備了樣機(jī)，在研華的工控機(jī)上搭載軟贏的WMX3軟件，實(shí)時(shí)控制三菱電機(jī)的J5伺服以及上海斯達(dá)普的步進(jìn)產(chǎn)品。

CC-Link IE TSN產(chǎn)品

除了上述產(chǎn)品，還有TSN交換機(jī)產(chǎn)品，包括百通赫斯曼、摩莎MOXA的TSN交換機(jī)已經(jīng)通過了協(xié)會(huì)的兼容性測(cè)試。2020年工博會(huì)上，我們也展示了網(wǎng)關(guān)類產(chǎn)品，如OPTEX的IO-LINK轉(zhuǎn)CC-Link IE Field/CC-Link IE TSN的網(wǎng)關(guān)，國(guó)內(nèi)的一些廠家也正在進(jìn)行遠(yuǎn)程I/O、伺服類的產(chǎn)品開發(fā)，相信在未來會(huì)有越來越多的產(chǎn)品支持CC-Link IE TSN網(wǎng)絡(luò)。