オープン統合ネットワーク CC-Link IE TSN

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生産現場とITシステムを融合する
オープン統合ネットワーク

TSN技術の活用と通信プロトコルの刷新により、生産現場の様々な機器からリアルタイムにデータを収集し、新たな付加価値を創出するITシステムへ、シームレスな通信を実現するネットワーク「CC-Link IE TSN」

CC-Link IE TSNは、サイクリック通信でリアルタイム性を保証した制御を実施しながら、ITシステムとの情報通信が混在可能なネットワークです。多様な機器を用いた柔軟なシステム構築が可能で、優れたメンテナンス機能を備えているため、工場全体のIIoTインフラ構築に最適です。

＊TSN：Time Sensitive Networking
＊IIoT：Industrial Internet of Things

定時性を必要とするシステムに
最適な高速・大容量通信

今日の生産現場では、生産性と品質の向上が求められているため、高速で安定した制御を実施しながら、ITシステムへ大容量のデータを送信して、AIや予知保全に活用できるネットワークが不可欠です。CC-Link IE TSNは通信方式を刷新して通信性能の大幅な向上を実現しているため、高速なI/O制御に加えて高精度なモーション制御も可能です。

Performance

高速・大容量通信対応プロトコルとTSN技術の融合 CC-Link IE TSNは高速サイクリック通信を実現するプロトコルとTSN技術を組み合わせたネットワークです。今日の生産現場では大容量の情報データ伝送と共に高速・安定した制御通信が求められています。TSN技術の採用により、機器の運転に必要な制御通信に影響を与えることなく、TCP/IPを混在できます。さらに高速・大容量通信を実現するプロトコルにより、タクトタイムを短縮し生産性を向上できます。

・標準Ethernetをベースとしたリアルタイム制御
・制御通信に優先的に帯域を割当て
・同一幹線上で複数プロトコルを混在
・時分割方式と双方向通信による高速通信周期

Performance

ITシステムと統合しても、制御通信のリアルタイム性を確保
TSN技術を活用することにより、ITシステムに必要な情報通信を混在しても、制御通信の定時性が確保できます。広い通信帯域を、CC-Link IE TSN通信とTCP/IP通信に割り当てることで、CC-Link IE TSNの制御通信のリアルタイム性を確保したまま、汎用Ethernet通信機器を1つのネットワークに統合できます。
通信性能が異なる機器が混在したシステムの通信周期最適化
高速・高精度な制御に適した高速通信機器と、状態監視に適した低速通信機器を混在できます。機器の通信周期を各機器に合わせて調整し、機器の機能に応じた最適な通信周期を実現できます。例えば、高速・高精度な制御が必要となるリモートI/Oとは速い通信周期で通信し、状態監視など低速通信でも十分なリモートI/Oとは遅い周期で通信します。

優れたネットワーク技術により、ダウンタイムおよび立上げ時間の短縮、セキュアかつ安全なシステムの構築を実現

産業通信ではトータルコスト削減のため、システムの簡単な構築やメンテナンスができるインテリジェントなネットワークが必要です。CC-Link IE TSNは、システム構成図の自動生成や、ネットワークパラメータの一括配信など様々な便利な機能に対応しており、システムの開発コストやメンテナンスコストを大幅に削減できます。

Intelligence

多様な機能で使いやすい通信ネットワークを実現 CC-Link IE TSNはエンジニアリングソフトウェアGX Works3やSNMPを使用する他社製監視、診断ツールに対応し、広範な診断機能を活用できるネットワークです。また、パラメータをマスタユニットから自動配信することによりリモート機器の立上げが簡単になり、工数の削減につながります。

・広範なメンテナンス機能とネットワーク機器の簡単立上げ
・SNMPを使用した他社製監視、診断ツールに対応
・リモート機器パラメータの自動配信
・正確な時刻によるイベント履歴で簡単に診断、
トラブルシューティング

Intelligence

TSN技術とプロトコル階層
CC-Link IE TSNは、時刻同期および時分割技術と、通信フレームを最適化した時分割方式プロトコルにより、高性能・高機能な制御通信を実現するとともに、その他のEthernet通信との混在を可能にします。さらに、診断機能にEthernet標準プロトコルSNMPを採用し、汎用Ethernet機器や診断ツールの活用を容易にします。
立上げやメンテナンス性を向上する様々なツールに対応
CC-Link IE TSNは、エンジニアリングソフトウェアGX Works3を用いて、ネットワークおよび対応機器の設定、プログラミングから診断まで対応可能です。また、パソコン上で動作するCC-Link IE TSN通信ソフトウェアを使用すると、ネットワーク構成設定を変更せずに、簡単にデータを収集できます。さらに、SNMP対応の他社製汎用ツールを使用すると、ネットワークのメンテナンス性を向上できます。

自由度の高いネットワークと多彩な機器で最適なシステムを構築、一般・モーション・安全制御の各ネットワークを統合

より高度なものづくり実現のためには、リアルタイム性を確保しながら様々な機器と接続できるネットワークが必要です。CC-Link IE TSNは、汎用Ethernet通信と制御通信の混在を可能とし、制御通信に影響を与えることなく汎用Ethernet機器との接続が可能です。また、様々なトポロジーに対応したネットワークの構築が可能なため、柔軟なIIoTシステムを構築できます。

Connectivity

ネットワーク全体でシームレス通信 TCP/IP通信によるITデータとCC-Link IE TSNによる制御データの統合により、ネットワーク全体でシームレスな通信を実現できます。ビジョンセンサの画像データのような大容量ITデータの伝送を行っても、制御データの伝送に影響を与えません。また、生産現場の状況分析に必要なデータを複数の機器から送ることで、エッジコンピューティング上で人工知能（AI）を使った高度な予防保全アプリケーションを構築できます。

・接続機器の性能に応じた柔軟なシステム構築
・ライン型、スター型、リング型など使用環境に応じ
たトポロジーが選択可能
・汎用Ethernet機器の活用

Connectivity

OPC UAなどITシステムとの通信や、様々なプロトコルに対応した機器との通信を融合したスマート工場の実現
上位ITシステムから下位センサシステムまでのネットワーク階層を意識せず、シームレスなネットワークが実現できます。1つのネットワークで様々なシステム構築が可能なため、機器・ソフトウェアコストを削減できます。

生産現場とITシステムのシームレスな通信により
IIoTネットワークが実現します。

CC-Link IE TSN コンセプト動画（IIoT編）
最小コストで最適なIIoTシステムを構築
CC-Link IE TSN コンセプト動画（駆動編）
モーション制御とTCP/IP通信を統合しながら生産性を向上

開発キット/ツール

専用通信LSI　CP610
- ・プロトコルを意識することなく、CC-Link IE TSNのマスタ局/ローカル局を開発できます
- ・MPUやOSを自由に選定でき、そのハードウェア仕様やアプリケーションに応じて、カスタマイズできるサンプルコードを提供します
- ・ソースコード開発キットに同梱されているCC-Link IE TSN設定ツールを使用して、CC-Link IE TSNマスタ局/ローカル局のパラメータの設定や診断ができます
- ・伝送線路シミュレーションモデルとして、PCI Express^®インタフェース用にSPICEモデル、その他のインタフェース用にIBISモデルを提供可能です^*1
- *1. SPICEモデル、IBISモデルの提供には、秘密保持契約の締結が必要です。支社もしくはオープンシステムセンタにご相談ください。
マスタ局用ソフトウェア開発キット（SDK）
- ・パソコン上で動作するソフトウェアプロトコルスタックです。パソコンの性能に関係なく、様々なシステムを構築できます
- ・CANopen^®準拠のAPIです。CANopen^®対応製品を開発したお客様が、容易にCC-Link IE TSN対応機器を開発できます
- ・ソースコード同梱版はお客様にてカスタマイズできます。機能拡張や異なる開発環境への移植が可能です。
  また、ライブラリ提供版は安価にシステムを構築できます
- ・TCP/IP通信混在など、装置の付加価値向上を実現する機能を搭載しています
GbE-PHY内蔵通信LSI　CP620
- ・プロトコルを意識することなく、CC-Link IE TSNのリモート局を開発できます
- ・GbE-PHYを一体化していますので、通信回路パターン設計が容易です。また、CPUやGbE-PHY周辺の部品、回路が少ないため、
  開発する基板をコンパクトにできます
- ・お客様のハードウェア仕様やアプリケーションに応じて、カスタマイズできるサンプルコードを提供します
- ・ハードウェアRTOSを搭載していますので、CPU負荷を低減でき、開発機器の消費電力を低減できます
CC-Link IE TSN リモート局 Class A用サンプルコード（CC-Link協会提供）
- ・Ethernetインタフェースを搭載している機器にソフトウェアプロトコルスタックを実装することで、ハードウェアを開発することなく
  CC-Link IE TSN リモート局 Class A機器を開発できます
- 以下CC-Link協会ホームページよりダウンロードできます。
  https://www.cc-link.org/ja/cclink/cclinkie/code_cclinkie_tsn.html
CC-Link IE TSN通信ソフトウェア Windows^®版（CC-Link IE TSNデータコレクタ同梱）
- ・CC-Link IE TSNの高精度な制御データを簡単に収集できます
- ・収集したデータは関数ライブラリからアクセスでき、データ分析や監視など、様々な用途に活用できます
- ・制御通信ごとのデータをタイムスタンプ付きで収集可能なため、高精度なデータ分析などに活用できます
- ・簡単な設定でパソコン上で動作するため、データ収集システムの構築コストを大幅に削減できます
- ・CC-Link IE TSNデータコレクタにより、Edgecrossとの接続が可能になります

高速・大容量

CC-Link IE TSNは、生産工程における製造、品質、制御データといった大容量データの1Gbps通信から、低速・少点数データ機器の100Mbps通信まで対応しています。

*1. CC-Link IEフィールドネットワークモーションとの比較

*2. CC-Link IEフィールドネットワークとの比較

高速リンクスキャンでタクトタイム短縮

通信プロトコルを刷新して時分割方式を採用し、各接続局間の入力と出力の同時通信を可能としました。それにより、最小通信周期31.25μs^*3の高速リンクスキャンおよび、従来ネットワーク比16倍の高速処理を実現し、高速・高精度なモーション制御を実行できます。圧倒的な制御性能で、タクトタイムの大幅短縮と高速大容量通信を可能にし、生産性向上に貢献します。
*3. モーションユニット（RD78GH）の高速モードを使用した場合の値です。詳細は「MELSEC iQ-R モーションユニットユーザーズマニュアル（応用編）（IB-0300410）」をご参照ください。
高精度モーション制御

高精度同期と高速通信によりサイクル応答時間を短縮できるため、全体のタクトタイムを短縮できます。また、サーボ制御軸が増えた場合もサイクルタイムを一定に保つことができ、サーボ制御軸を多数搭載する装置に使用できます。

*1. モーションユニット（RD78GH）の高速モードを使用した場合の値です。詳細は「MELSEC iQ-Rモーションユニットユーザーズマニュアル（応用編）（IB-0300410）」をご参照ください。

高精度なサーボ同期制御を実現

同一ネットワーク上にサーボアンプと他のデバイス局を接続できるため、サーボモータとデバイス局を高精度に同期させた駆動制御ができます。
通信性能が異なる機器が
混在しても高性能

異なる応答時間を持つ様々な機器を、運転サイクルに影響を与えることなく混在できます。モーション制御に適した高速通信機器と、状態監視に適した低速通信機器を組み合わせて使用できます。

通信周期に合わせた制御で効率アップ

同一ネットワーク上で通信周期の速い制御と遅い制御を組み合わせた装置・システムを構築でき、効率良く制御ができます。接続されるデバイス局やその制御用途に応じて、デバイス局ごとに通信周期を設定できます。例えば、高速・高精度な制御が必要となるリモートI/Oとは速い通信周期で通信し、状態監視など低速通信でも十分なリモートI/Oとは遅い周期で通信します。

複数トポロジー対応による最適な
システム構築

複数のトポロジーに対応しているため、現場にあった自由度の高いシステム構築ができます。ネットワーク性能に影響を与えずに機器を最適に配置できるため、システムの自由度が向上します。

多様なトポロジーで柔軟なシステム構築が可能

ライン型、スター型、リング型に対応しており、柔軟なシステム構築が可能です。ライン型は高速・高性能なシステム構築に適しています。CC-Link IE TSN対応デバイス局のみで構成してネットワークの分岐をなくすことで、高速通信を実現できます。スター型は柔軟なシステム構築に適しています。Ethernetスイッチの使用により、デバイス局の分散配置を容易に実現でき、現場のレイアウト変更やデバイス局の交換などに対応できます。リング型は信頼性の高いシステム構築に適しています。ケーブルの断線やデバイス局の異常が発生しても、逆回りの通信を利用して正常な局とデータリンクを継続できます。
様々なプロトコルの通信を
同一幹線上で実現

CC-Link IE TSN以外の通信プロトコルに対応した機器を接続し、システムに追加することもできます。これにより、SCADAソフトウェアを使用した工場の監視、制御等にも対応できます。

TCP/IP通信を混在可能

CC-Link IE TSNによる制御通信とTCP/IP通信による情報通信の混在ができます。ITシステムやエッジコンピューターで収集・解析した情報を反映し、汎用のTCP/IP対応機器を活用した、自由度の高い製造システムを構築可能です。また、汎用のEthernet診断・監視ツールをご使用いただけます。使い慣れた汎用ツールを使用することで、メンテナンスコストの削減も可能です。
多彩な接続機器で、最適システムを構築

専用ASIC/FPGAで実装した高性能機器から、汎用Ethernetチップにソフトウェアプロトコルスタックで実装した低コスト機器まで、様々なタイプの製品開発に対応します。さらに、通信速度1G/100Mbpsの双方に対応しているため、多彩な機器を活用して最適なシステムを構築できます。

多彩な開発手法で、様々な実装形態の製品に対応

専用ASIC/FPGAで実装した高性能機器から、汎用Ethernetチップにソフトウェアプロトコルスタックで実装した低コスト機器まで、様々なタイプの製品にCC-Link IE TSNを実装できます。