CC-Link IE TSN｜CC-Link協会

コンセプト

CC-Link IE TSNは、標準Ethernet規格を拡張した「TSN（Time-Sensitive Networking）技術」を世界に先駆けて採用。よりオープンな産業用ネットワークとすると共に、効率的なプロトコルにより従来CC-Link IEが有する性能・機能をさらに強化しました。

TSN(Time-Sensitive Networking)技術とは

TSN技術およびプロトコル階層

CC-Link IE TSNは、OSI参照モデルの第2層に位置するTSN技術をベースに、第3層～7層のCC-Link IE TSN独自プロトコルとEthernet標準プロトコルで構成されています。

精密な時刻同期を可能にするIEEE 802.1AS

グランドマスタの時刻に各局の時刻を同期します。
Ethernet上の他の機器と1 μsレベルの時刻同期精度を実現できます。

1つの回線を時刻によって分けて共有できるIEEE 802.1Qbv

同期した時刻をもとに、通信帯域（タイムスロット）を区切ってスケジューリングを行います。標準Ethernet上で定時性を有した通信を実現できます。

特長

FA（制御通信）とIT（情報通信）の融合

リアルタイム性を確保した制御通信を実施しながら、他オープンネットワークの通信やITシステムとの情報通信を同一ネットワークで融合可能とすることで、システム構成の自由度を向上し、配線コストを大幅に削減できます。

高度なモーション制御の実現

従来のCC-Link IEは、1ネットワーク中でトークン（送信権）を保有しているノードが自局の送信データを送信した後に、隣接局にトークンを譲渡するトークンパッシング方式を採用しています。

CC-Link IE TSNは、ネットワーク内で同期している時刻を活用し、決められた時刻で、出力と入力の通信フレームを双方向に同時に送信する方式を採用。この方式とEthernetで採用されたTSN技術を組み合わせることで、ネットワーク全体のサイクリックデータを更新する時間を短縮できます。

CC-Link IE TSNでは、同一ネットワーク内で複数の通信周期で運用できます。これにより、サーボアンプのような高性能の通信周期を必要とする機器の性能を維持したまま、リモートI/Oなど高速な通信周期を必要としない機器をつなぐなど、それぞれの機器の特性に合わせ通信周期を最適化することが可能になり、駆動制御の性能を最大化しタクトタイム短縮を図ることができます。

立上・運用・保守における工数削減

CC-Link IE TSNは、SNMPにも対応。汎用のSNMP監視ツールにより、CC-Link IE TSNに対応した機器のみでなく、スイッチングハブやルータなどIP通信に対応した機器もまとめて収集・分析できます。

またTSN技術で規定された時刻同期プロトコルにより、CC-Link IE TSNに対応した機器は機器間の時刻のズレを補正し、高精度な時刻同期を行っています。マネージャ局やリモート局がそれぞれもつ時刻情報をマイクロ秒単位で合わせているため、例えばネットワークに異常が発生したときの動作ログ解析時に、異常に至るまでの事象を正確な時系列で追えるようになります。

さらには、ITシステムへ製造現場の情報と正確な時刻情報を紐づけて提供できるため、AIを活用したデータ解析アプリケーションによる予知保全などで、より一層の精度向上が期待できます。

多様な開発手法による対応製品の拡充

CC-Link IE TSNは、ハードウェア実装のみならず、ソフトウェアでも実装可能です。専用ASICやFPGAで実装する方法に加え、汎用のEthernetチップにソフトウェアのプロトコルスタックで実装する方法が、マネージャ局、デバイス局ともに適用できます。通信速度も1 Gbpsに加えて、100 Mbpsにも対応できます。

機器開発ベンダ様は最適な開発手法でCC-Link IE TSN対応機器を開発できるようになります。このことは対応機器の充実化という形でユーザ様にも効果をもたらします。