「産業用ネットワーク 〜CC-Link IEとは〜」

CC-Link IE Controlの主な仕様を下表に示します。

表1. CC-Link IE Control の主な仕様

CC-Link IE Controlは、1ネットワークの接続台数および1ネットワークでのリンク点数が多いことが特徴のネットワークです。
リンクデバイス(LB、LW)のサイクリック伝送は、下図のようにN:N型の交信が行われ、全ての局が全ての局のデータを共有する方式となっています。ただし、リンク入出力(LX、LY) のサイクリック伝送は１:１型の交信で、I/Oマスタ局とスレーブ局間で交信が行われます。

図2. CC-Link IE Control サイクリック伝送方式

また、汎用EthernetやCC-Link IE Fieldとの混在はできませんが、MELSECNET/Hと同様に伝送路二重ループとなっており、伝送路を冗長化した信頼性の高い通信を行うことができます。
ケーブル断線など異常が起きた場合も二重ループのため、もう片側でサイクリック伝送を続けることができます。また、両側のケーブルで異常が起きた場合も異常局のみ切り離し、残りの正常局ではサイクリック伝送を続けることができます。

図3. CC-Link IE Control伝送路二重ループ

〇メリット・デメリット
メリットとしては、リンク点数(LB：32768ビット、LW：131072ワード)の大容量のネットワークを構築できる点かと思います。デメリットとしては、汎用EthernetやCC-Link IE Fieldとの混在ができず専用配線が必要となる点かと思います。そのため、信頼性が必要な場合や大容量データを扱えるのでコントローラ(PLCなど)間でネットワークを構築するシステムへの導入が適しています。

CC-Link IE Fieldの主な仕様を下表に示します。

表2. CC-Link IE Field の主な仕様

CC-Link IE Fieldは、汎用EthernetやCC-Link IE Controlとの混在はできませんが、スター型、ライン型、スター・ライン混在型、リング型など、自在なネットワークトポロジにより、フレキシブルにネットワークが構築できることが特徴のネットワークです。また、Ethernetを使用したネットワークのため、ケーブル・コネクタ・HUBは市販の一般的なEthernet用製品を使用することができます。

図4. CC-Link IE Fieldネットワーク構成

リンクデバイス(RX、RWr、RY、RWw)のサイクリック伝送は、下図のように１:１型の交信でマスタ局と各スレーブ局(制御機器など)間で交信が行われます。ただし、ローカル局(PLCなど)に対してはマスタ局、スレーブ局、他のローカル局の入出力状態が転送されます。そのため、ローカル局でもマスタ局と同様に全局の入出力が格納されます。

図5. CC-Link IE Fieldサイクリック伝送方式

また、CC-Link IE FieldではCC-Link IE Fieldネットワーク内にモーション制御ネットワーク(CC-Link IE Motion)、安全機能ネットワーク(CC-Link IE Safety)を混在させることも可能です。
(※ CC-Link IE Motion、CC-Link IE Safetyについては後述します)

〇メリット・デメリット
メリットとしては、ケーブル・コネクタ・HUBは市販の一般的なEthernet用製品を使用できて、自在なネットワークトポロジのため、ネットワークを構築しやすい点かと思います。また、スレーブ局(制御機器など)とローカル局(PLCなど)が混在できるため、機器の制御を行うマスタ局だけでなく、ローカル局でも制御状態の監視を行うことができる点もメリットかと思います。
デメリットとしては、CC-Link IE Controlよりリンク点数が少ない点かと思います。
そのため、主にI/O、センサ、インバータなど制御機器とネットワークを構築するシステムへの導入が適しています。

CC-Link IE Field Basicの主な仕様を下表に示します。

表3. CC-Link IE Field Basic の主な仕様

CC-Link IEField Basicは専用の機器を使用せずソフトウェアのみの実装で、サイクリック通信を実現するネットワークです。CC-Link IEField BasicはこのCC-Link IEの一部であり、より簡単にネットワーク対応ができます。汎用Ethernetのプロトコルスタック上で動作するアプリケーションソフトウェアのため、TCP/IP通信と混在が可能です。そのためCC-Link IEField Basic対応製品とEthernet対応製品を1つのケーブルで繋ぐことができ、様々な状況に対応できるシステムを構築できます。また、汎用Ethernetの回線上で、サイクリック通信による制御を実行しながら、TCP/IP通信で接続されている周辺機器（上位系パソコンやタブレット等）による設定・モニタが可能です。

図6. CC-Link IE Field Basicネットワーク構成

図7. CC-Link IE Field Basicプロトコル構成

〇メリット・デメリット
メリットは、専用配線が不要で汎用Ethernet(HTTP、FTPなど)と共存できるのでEthernetでのネットワークへ1本化できる点がメリットになるかと思います。デメリットは、通信速度、接続局数、リンク点数などがCC-Link IE Fieldより劣る点かと思います。また、CC-Link IE Field Basicではマスタ局とスレーブ局のみでローカル局は混在できません。
そのため、高速性が必要ない小規模のシステムへの導入が適しています。

CC-Link IE Motionは、サーボアンプ・モーターなどのモーション制御用のネットワークです。接続される各スレーブ機器(サーボアンプ)で『モーターの同期制御とは？』でご紹介したような同期制御が可能です。
また、Ｉ/Ｏやセンサなどの機器をサーボと同じCC-link IE Field ネットワーク上に配置して制御することが可能です。

図8. CC-Link IE Motion

欧州や北米など明確に法規制されている市場に輸出する場合や、国内でも、機械・装置の安全回路をユーザから指定された場合など、安全規格認証された機器を使用して設計する必要があります。
例えば、ライトカーテンの入力信号を一般制御用のPLCに入力しても、装置としては安全基準を満たしたことにはなりません。この場合、PLCとは別に安全コントローラが必須となります。
安全コントローラとは、PLCからの通常の制御信号と安全入力機器からの安全確認信号を受け、共に運転可能と判断される時のみ運転信号を出力し、モーターへ動力を供給するという、”判断機能”を持つコントローラです。

CC-Link IE Safetyは、下図のようにCC-Link IE通信を実現しつつ、安全通信機能を持つ安全制御機器(IE安全局)と一般制御機器を同一システムに混在することが可能な、CC-Link IEの安全フィールドネットワークです。既存のネットワークに対して簡単に安全制御システムを拡張することが可能です。

図9. CC-Link IE Safety