CC-Link協(xié)會：從現(xiàn)場走向整合 助力智能制造落地成真
近幾年，工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)、智能制造及工業(yè)4.0蓬勃的發(fā)展態(tài)勢，猶如“一夜春風(fēng)來，萬樹梨開花”，催生諸多機(jī)遇，也利好了一系列相關(guān)產(chǎn)業(yè)鏈技術(shù)。在新一代信息技術(shù)與現(xiàn)代工業(yè)技術(shù)深度融合的過程中，工業(yè)通信網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)成為構(gòu)建企業(yè)智能制造的重要基礎(chǔ)。
如果將一個制造工廠比作一個人的話，那么，連接設(shè)備與設(shè)備之間相互通信的工業(yè)通信網(wǎng)絡(luò)就是人體的神經(jīng)，連接著各個“器官”之間的健康順暢運(yùn)作。這其中，網(wǎng)絡(luò)協(xié)議則承載著生產(chǎn)設(shè)備之間、生產(chǎn)設(shè)備與管理設(shè)備之間大量數(shù)據(jù)傳輸?shù)年P(guān)鍵作用。
正如CC-Link協(xié)會（CC-Link Partner Association，簡稱CLPA）全球事務(wù)局長冨永毅所言：“若想實(shí)現(xiàn)智能制造，首先必須解決的就是工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)互連、互通、互操作的問題。”作為全球工業(yè)市場上主流的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議之一，CC-Link協(xié)議家族的用戶領(lǐng)域遍布汽車、鋰電池、數(shù)控等各行各業(yè)。截止到2018年8月，CLPA的會員已達(dá)3400余家。
CLPA全球事務(wù)局長冨永毅
CC-Link IE Field Basic 打造經(jīng)濟(jì)型智能制造方案
CC-Link協(xié)議家族中的CC-Link是亞洲市場應(yīng)用份額最高的基于RS485網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，CC-Link IE則是業(yè)內(nèi)最早發(fā)布的基于以太網(wǎng)的千兆工業(yè)網(wǎng)絡(luò)，其最大特點(diǎn)是實(shí)現(xiàn)高速大容量的通信和系統(tǒng)間的無縫融合，保證數(shù)據(jù)的穩(wěn)定性和實(shí)時性，多年來，在汽車、液晶、橡膠、3C等行業(yè)得到了廣泛的應(yīng)用。
隨著物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，在推進(jìn)智能制造的過程中，CLPA逐漸意識到，越來越多的小型設(shè)備也對聯(lián)網(wǎng)提出了需求，但相比網(wǎng)絡(luò)的高速，這些客戶更關(guān)注聯(lián)網(wǎng)的成本和適用的便捷性，他們需要更加方便簡單的網(wǎng)絡(luò)安裝與操作。于是，CC-Link IE Field Basic應(yīng)運(yùn)而生。
基于標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)的CC-Link IE Field Basic主要適用于非高速控制的設(shè)備聯(lián)網(wǎng)，使用簡單，自帶RJ45接口的產(chǎn)品通過軟件設(shè)置即可實(shí)現(xiàn)聯(lián)網(wǎng)通信和設(shè)備控制運(yùn)作，故開發(fā)容易、成本低，充分發(fā)揮了以太網(wǎng)的特點(diǎn)。冨永毅強(qiáng)調(diào)：“CC-Link IE Field Basic更加適用于那些希望簡單聯(lián)網(wǎng)，不想投入很大成本的客戶。它能在確保與CC-Link IE通信的同時，滿足用戶簡單地構(gòu)建低成本的聯(lián)網(wǎng)需求，特別適合對網(wǎng)絡(luò)速度沒有過高要求的小規(guī)模系統(tǒng)，只需要軟件的開發(fā)即可實(shí)現(xiàn)通信的兼容性，更加容易實(shí)現(xiàn)控制設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)化。”CC-Link IE Field Basic在滿足小規(guī)模聯(lián)網(wǎng)需求的同時，也幫助企業(yè)帶來了切實(shí)的好處。據(jù)悉，國內(nèi)某造紙廠在應(yīng)用了CC-Link IE Field Basic產(chǎn)品方案后，僅僅是系統(tǒng)搭建工期就較以往縮短了42%。“未來，在中國、印度、越南等東南亞市場，CC-Link IE Field Basic將有著廣闊的市場發(fā)展空間。” 冨永毅篤定地說。
采訪現(xiàn)場，他還饒有興致地向記者介紹了CC-Link IE Field Basic在工業(yè)縫紉機(jī)中的應(yīng)用。“縫紉機(jī)相對來說是一個比較傳統(tǒng)的行業(yè)，以前，在這個行業(yè)中是沒有任何聯(lián)網(wǎng)的，而CC-Link IE Field Basic輕松實(shí)現(xiàn)了縫制工廠的信息可視化。三菱工業(yè)用電子縫紉機(jī)PLK-J6040R作為業(yè)內(nèi)第一臺對應(yīng)工業(yè)以太網(wǎng)的工業(yè)縫紉機(jī)，可以收集到每一臺縫紉機(jī)的信息，比如機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)時間、運(yùn)轉(zhuǎn)效率、設(shè)備使用情況、保修情況、維護(hù)情況等，我們利用CC-Link IE Field Basic將這些信息串聯(lián)起來，使企業(yè)管理者可以對其一目了然，隨時掌握。這樣做的好處在于不僅可以提前預(yù)判機(jī)器的使用情況，還可以將這些收集上來的數(shù)據(jù)加以分析，對后續(xù)的生產(chǎn)規(guī)劃乃至企業(yè)運(yùn)營將有很大益處。”
打破通信壁壘 促進(jìn)網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)互通
伴隨著PROFINET、EtherCAT、CC-Link IE等工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)的不斷發(fā)展壯大，它們在帶給用戶諸多驚喜的同時也帶去了困擾。作為不同種類的以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)，安裝了PROFINET、EtherCAT、CC-Link IE等的設(shè)備、機(jī)器和系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)之間無法進(jìn)行數(shù)據(jù)交互。因此，制造商往往被迫為不同用戶配置不同的網(wǎng)絡(luò)，而且還常常受到網(wǎng)絡(luò)的限制，無法選擇更恰當(dāng)?shù)脑O(shè)備。
冨永毅認(rèn)為：“對于制造業(yè)來說，最理想的狀態(tài)是一個工廠中只有一個網(wǎng)絡(luò)，這樣從上到下每個設(shè)備之間的通信都會非常通暢，但是現(xiàn)實(shí)中客戶的生產(chǎn)設(shè)備上往往會存在不同的網(wǎng)絡(luò)，各個網(wǎng)絡(luò)的協(xié)議不一樣，會給客戶的生產(chǎn)效率包括操作等都帶來不便。”那么，如何來打破網(wǎng)絡(luò)之間的通信壁壘？CLPA為此一直在思考并作出努力。
CLPA China事務(wù)局長張蓉（左）、CLPA全球事務(wù)局長冨永毅（右）
2015年11月，CLPA和PI（PROFIBUS & PROFINET International）就強(qiáng)化網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)性達(dá)成合作協(xié)議，旨在通過CC-Link IE與PROFINET之間的標(biāo)準(zhǔn)化接口在用戶無意識的情況下輕松實(shí)現(xiàn)雙向通信。時隔3年，冨永毅高興地告訴記者：“我們和PI的合作初見成果，《Couple兼容產(chǎn)品——耦合器產(chǎn)品開發(fā)技術(shù)規(guī)范》已經(jīng)正式發(fā)布。這一技術(shù)規(guī)范發(fā)布的意義在于，用戶在整合設(shè)備和機(jī)器時，無需再為如何設(shè)計連接這些不同設(shè)備和機(jī)器的網(wǎng)關(guān)而發(fā)愁。因?yàn)椋瑹o論哪個網(wǎng)絡(luò)首先存在，用戶都可以將支持CC-Link IE的機(jī)器和部件與PROFINET進(jìn)行整合，也可以將支持PROFINET的機(jī)器和部件與CC-Link IE進(jìn)行整合。基于這一規(guī)范，任何會員都可以開發(fā)兼容產(chǎn)品。”據(jù)悉，目前CLPA的會員赫優(yōu)訊已經(jīng)推出了全球第一款Couple耦合器產(chǎn)品。這款產(chǎn)品可以將CC-Link IE和PROFINET實(shí)現(xiàn)無縫通訊，它就像翻譯官一樣，打破了兩個網(wǎng)絡(luò)協(xié)議語言之間的壁壘，可以幫助最終用戶提高生產(chǎn)效率。冨永毅表示，除赫優(yōu)訊以外，還有其他幾家廠商正在積極運(yùn)作，推出類似的產(chǎn)品。
除與PI加強(qiáng)合作之外，為了讓設(shè)備與信息管理之間的連接更加簡單，CC-Link協(xié)會和OPC基金會也共同發(fā)布了“設(shè)備用CSP+”的聯(lián)合規(guī)范，解決了各個設(shè)備制造廠商在設(shè)備內(nèi)設(shè)置內(nèi)容、描述語言差異的問題。冨永毅進(jìn)一步解釋：“CSP+是一個設(shè)備描述文件，在我們所有CC-Link協(xié)議家族里面，都必須安裝這個描述文件，它能夠闡述設(shè)備的一些信息，當(dāng)用戶連接到這個設(shè)備時，通過讀入CSP+的文件就可以輕而易舉地實(shí)現(xiàn)設(shè)備追加，使系統(tǒng)的組態(tài)更加簡單。這有助于實(shí)現(xiàn)設(shè)備信息的統(tǒng)一處理。”
冨永毅表示，持續(xù)拓展與其他網(wǎng)絡(luò)的合作，加強(qiáng)橫向與縱向的各種可能性發(fā)展，為用戶提供更好的應(yīng)對IOT時代的網(wǎng)絡(luò)解決方案一直是CLPA以來持續(xù)在做的事情。他透露，目前CLPA正在集中精力加強(qiáng)與TSN（Temporal Segment Networks，時間敏感網(wǎng)絡(luò)）技術(shù)的融合。“TSN未來可能會成為業(yè)內(nèi)的標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)，我們正在研究、開發(fā)與TSN技術(shù)相關(guān)的驗(yàn)證測試。通過和TSN的融合，CC-Link IE的適用范圍將更加廣泛，會為用戶提供一個更加開放的網(wǎng)絡(luò)。”
CC-Link協(xié)議家族 提供一網(wǎng)到底的完整解決方案
從CC-Link到CC-Link IE，再到CC-Link IE Field Basic，經(jīng)過10余年的發(fā)展，CC-Link協(xié)議家族日漸壯大，已經(jīng)可以為制造業(yè)用戶提供完整的整合網(wǎng)絡(luò)。冨永毅告訴記者：“CC-Link協(xié)議家族可以提供從現(xiàn)場層、生產(chǎn)層到經(jīng)營管理層的一網(wǎng)到底的完整解決方案。CC-Link協(xié)議家族不僅有基于RS485網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的CC-Link，也有面向高端用戶群體的千兆以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)CC-Link IE。在CC-Link IE系列中，客戶也可針對制造現(xiàn)場實(shí)際的網(wǎng)絡(luò)需求不同選擇更適合的成員，比如具備超高速、無縫通信功能的CC-Link IE Field，適用于小型規(guī)模設(shè)備的現(xiàn)場網(wǎng)絡(luò)的CC-Link IE Field Basic，新一代采用千兆以太網(wǎng)技術(shù)的工廠控制網(wǎng)絡(luò)的CC-Link IE Control，以及構(gòu)筑最優(yōu)化的工廠安全系統(tǒng)的CC-Link IE Safety和實(shí)現(xiàn)節(jié)能數(shù)據(jù)可視化的CC-Link IE Energy。除此之外，我們提供的SLMP無縫協(xié)議，可以實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)現(xiàn)場和IT系統(tǒng)之間信息的無縫通信，構(gòu)建智能生產(chǎn)系統(tǒng)管理。”
在不斷強(qiáng)化自身技術(shù)發(fā)展的同時，CLPA也從未停止對應(yīng)用市場的開拓。作為起源于亞洲的開放式工業(yè)現(xiàn)場網(wǎng)絡(luò)，東南亞市場一直是其主要發(fā)力市場。目前，在CLPA的會員中，有超過50%以上的企業(yè)來自東南亞，而這其中有近20%的份額來自中國市場。毫無疑問，中國在CLPA業(yè)務(wù)版圖中占據(jù)舉足輕重的地位。正如冨永毅所言：“中國已經(jīng)成為CLPA最重要的戰(zhàn)略性市場。中國正面臨著制造業(yè)的轉(zhuǎn)型升級，這一發(fā)展方向也孕育了巨大的市場機(jī)會，基于以太網(wǎng)的CC-Link IE工業(yè)網(wǎng)絡(luò)和運(yùn)用現(xiàn)場總線的CC-Link已經(jīng)成為亞洲最普及的開放網(wǎng)絡(luò)。未來，我們將會一如既往地站在中國用戶的身邊，在中國制造轉(zhuǎn)型升級的征程中貢獻(xiàn)力量。”
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