关键词：两器生产线，CC-Link，Q系列PLC，控制柜，I\O站
ABSRTACT: With the development of process control technology, automatic instrument technology and computer network technology, the field of industrial control has changed again and again. The basis of the latest change is the emergence of fieldbus technology, the field bus technology develops rapidly and is widely used in practice. This paper introduces an application of CC-Link-based double speed wire system for air conditioners. The system reflects the high performance, low wiring and flexibility of the field bus network CC-Link, network system with strong automation adaptability.
Key words: two-machine production line, CC-Link, Q Series Plc, control cabinet, I o station
本人2004年毕业后经学校推荐进入空调厂，从事设备保全工作，负责公司设备维修、保全、调试工作，经过不断的学习和在岗培训，个人工作能力得到快速提高。因公司发展需要，2013年开始负责公司自动化，从事自动化电气设计和设备电气改造工作。在工作中不断遇到各种疑难杂症，可以接触到各种新设备新技术。面对新挑战、新机遇，只有不断的学习，才能攻坚克难，提高人生价值。
CC-Link简介：CC-Link是Control& Communication Link(控制与通信链路系统)的简称，是三菱电机推出的开放式现场总线，其数据容量大，通信速度多级可选择，而且它是一个复合的，开放的，适应性强的网络系统，适应于较高的管理层网络到较低的传感器层网络等不同范围。CC-Link是一个以设备层为主的网络，一般情况，CC-Link整个一层网络可由一个主站和64个从站组成。网络中主站由PLC担当，从站可以是远程I\O模块，特殊功能模块，带有CPU的PLC本地站，人机界面，变频器及各种测量仪表，阀门等现场仪表设备。
该流水线的工业总线采用三菱工业级PLC控制与通讯网络CC-Link以及远程IO控制的现场变频器、电磁阀和其他设备组成。之所以这样选择，主要是现场有不同厂商的产品，他们需要一套开放式系统能够将他们连接起来，由于生产现场较大，同时要求安装迅速，调试简单，运行稳定以及未来能够不断扩展，组态灵活。经过试验测试，由CC-Link网络构成的控制系统能够完美实现用户的以上要求。
1、电气控制系统设计
两器生产倍速线电气控制部分，采用三菱Q系列Q13UDEHCPU、5个I\O模块和3个主站模块QJ61BT11N，变频器采用三菱变频器RF-D700系列，共39台，由于倍速线工位多达20个，线体有108台顶升平移机，4个转弯机，整个线体400多米，倍速线输送距离长，系统结构复杂。用三菱的远程I\O模块，共有45个远程模块，20台升降机采用独立的PLC(FX3GA-40MT)控制，,减少了对主PLC系统的配线，根据以上情况，使用三菱Q系列CC-Link现场总线系统，组成3套CC-Link网络系统，将45个远程I\O模块和20台升降机,按线体区域分别组成：
图 1PLC模块组成图
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系统按照区域一共7个电柜，3个选料电柜，分布不同地方，每台升降机为独立电柜，主站与从站的链接方式如下：
1#CC-Link模块→主电柜2（变频器和接触器柜）→主电柜3（I\O柜）→主电柜4→选料控制电柜2（12个选料按钮）→选料控制电柜1（18个选料按钮）→烘干机升降机1（靠高架库）→烘干机升降机2（靠备用线）→胀管机升降机1→胀管机升降机2→胀管机升降机3→胀管机升降机4→横线主电柜
2#CC-Link模块→主电柜5（I\O变频器和接触器柜）→主电柜6（I\O变频器和接触器柜）
3#CC-Link模块→胀管机升降机5→胀管机升降机6→胀管机升降机7→胀管机升降机8→胀管机升降机9→胀管机升降机10→胀管机升降机11→胀管机升降机12→胀管机升降机13→胀管机升降机14→胀管机升降机15→胀管机升降机16→胀管机升降机17→胀管机升降机18
本系统中，采用三菱远程I\O模块是AJ65SBTB1-32D为32点输入模块、AJ65SBTB1-32T为32点的输出模块、AJ65SBTB1-32DT1为16点输入16点输出的组合模块，升降机PLC和主站的通信模块采用FX3U-64CCL。
图2通讯模块与远程IO图
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2电气控制系统组成
倍速线电气设备共有7个控制柜，121个操作按钮，下面就其作用和包括范围介绍如下：
2.1控制柜
控制柜布置安装倍速线设备区域布置，将倍速线分成7部分，3个选料系统，7个电柜分别控制不同区域线体，每个控制柜作用和器件如下：
1.主控制柜
PLC控制系统，直流24V开关电源，12个变频器，11个接触器，工业交换机等，可对倍速线进行系统运行和系统停止操作，通过2台触摸屏对系统进行监视。
（1）系统开关控制，当按下系统启动按钮，选择系统运行时，输送线处于运行状态，各个工位才可进行手动\自动操作，若未启动系统开关或者按下系统停止按钮，整个系统无法运行。倍速线上设有总急停开关和分段急停开关，总急停开关用于控制整套流水线，分段急停开关控制对应线体的启停。
（2）2个系统监控触摸屏设计在2台烘干机选料操作台上，触摸屏上设置了完善的运行显示功能，报警记录功能，故障诊断功能，物料选择功能。CC-Link系统站点通信报警功能，当报警发生时，报警记录显示当前故障信息，故障信息包含日期、时间、故障内容、检查和修复时间等，以
2.其余辅助远程IO控制柜
1号主电柜：共有12个变频器，11个接触器，分别控制备用线（8线到18线）对应的上层流水线和对应线体的顶升平移机。
2号电柜：由13个变频器、13个接触器、1个开关电源、一个远程I\O输入模块和一个远程输出模块组成，分别控制备用线（1线到7线）、旋转机流水线、电动滚筒、1号和2号烘干机对应流水线上下层电机、顶升平移机电机。
3号电柜：由1个开关电源、5个远程I\O输入模块和2个远程输出模块组成，分别控制备用线（1线到7线）、旋转机、1号和2号烘干机对应流水线上下层电机以及顶升平移机的光电开关、选择开关、按钮开关。
4号电柜：由4个变频器、15个顶升平移机、1个开关电源、4个远程I\O输入模块和3个远程输出模块组成，分别控制1号到4号升降机对应的上下层倍速线电机、顶升平移机电机、光电开关、选择开关、按钮开关。
5号电柜：由4个变频器、28个顶升平移机、1个开关电源、5个远程I\O输入模块和4个远程输出模块组成，分别控制5号到11号升降机对应的上下层倍速线电机、顶升平移机电机、光电开关、选择开关、按钮开关。
6号电柜：由4个变频器、28个顶升平移机、1个开关电源、5个远程I\O输入模块和4个远程输出模块组成，分别控制5号到11升降机对应的上下层倍速线电机、顶升平移机电机、光电开关、选择开关、按钮开关。
7号电柜：由2个变频器，18个顶升平移机，1个开关电源、4个远程I\O输入模块和4个远程输出模块组成，分别控制主线到备用横线的上层电机、顶升平移机电机、光电开关、选择开关、按钮开关以及电柜门上选料系统（主线物料到备用线）。
1号烘干机处选料系统电柜：1个远程I\O输入模块、1个远程输出模块、1个组合输入输出模块，1个三菱触摸屏用于1号烘干机选料系统。
2号烘干机处选料系统电柜：1个远程I\O输入模块、1个远程输出模块，1个三菱触摸屏用于1号烘干机选料系统。
3.控制系统的硬件配置
控制系统采用三菱的CC-Link现场总线模块QJ61BT11N共 3个，由于控制系统程序高达41K，需要处理的数据量大，故CPU则采用Q13UDEH。基板上安装有3块QX42,2块QY42P, CC-Link系统共有118个站点。
3主要参数设置及编程
3.1 PLC参数
根据硬件的选择，在三菱PLC编程软件GX Works2中需要配置I\O地址，模块类型。在程序设置里面把程序插入，根据系统需要更改程序执行类型。
3.2网络参数
1.硬件设置
在使用CC-Link现场总线时，需要对硬件进行设置才能使用，首先需要设置站号通讯速率，在本系统中由于有3个主站，分别属于不同的网络，3个主站的站号都应该设置为0，通讯速率根据通讯距离进行设定，对于同一个系统，主站和从站的通讯速率必须设置为一致，然后分别设置每个从站的站号和通讯速率，因有FX3U-64CCL通讯模块,站类型设定智能设备站，还需要设置每个模块占用几个站。
系统远程I\O模块每个模块占用一个站，3个系统统一将通讯速率设置为1（625Kps），网络模式为Ver1。2台烘干机升降机和1-4号升降机的通讯模块（FX3U-64CCL）每个模块占用4个站，5—18号升降机的通讯模块（FX3U-64CCL）每个模块占用3个站。C-Link现场总线设置站号必须按照对应的接线先后顺序逐一设定站号。
2.编程软件GX Works2设置如下图：
图 8 CCLINK通讯设置图
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3.3编程思路
对该系统编程过程中，根据整个的工艺分别写出单独的程序。线体物料由工装板从每台胀管机升降机流向主线体，线体分两层，下层线体返回工装板，工装板与工装板之间用阻挡器间隔区分。当升降机上物料准备完成，升降机上的物料可以手动或自动流向倍速线主线。因2台烘干机需烘干18台胀管机生产的物料，所以主线物料必须进行选择分配到18条备用线进行缓存、筛分。烘干机根据需要选择备用线物料，被选择的备用线物料自动流向烘干机，物料用完，工装板通过升降机自动回板。为了节约能源和延长流水线使用年限，要求倍速线可以根据线体运行情况，流水线驱动电机实现自动启停。线体对应的急停开关只能停止对应线体运行。流水线检测物料工装板是采用光电开关，线体有误动作后，系统有纠错功能、自动复位功能。在编程中，采用多个程序运行，这样有利于程序的刷新；每组程序都定义有特殊含义，便于维修时快速读懂程序。
3.4通讯程序编写
三菱Q系列PLC中CC-Link主站通讯程序编写中，需要进行模块通讯参数设定，将网络参数里面的CC-Link一一进行设置对应参数。通讯参数设定后，需要通过编写程序读取每个站的的数据链接状态检查通讯是否正常。远程IO的地址是根据网络参数设定中的远程输入（RX）、远程输出（RY）IO地址直接映射，编程时直接调用该站点的对应远程IO即可。
升降机作为从站，采用PLC(FX3GA-40MT）安装一个FX3U-64CCL的特殊功能模块构成。从站模块需要设定站号、占用几个站和通讯速率；需要的远程输入输出信号利用T0和FROM指令进行读写。
图 13从站通讯程序
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在生产现场，由于厂房面积较大，设备之间的发布较分散，设备之间的连接曾经一度困扰着用户和设计者。使用了CC-Link网络之后，改变了传统的布线方式，仅需要一根电缆就可以连接所有的现场设备，为用户最大限度的降低了配线成本，也大幅度降低了配线的工作量。由于CC-Link通过设置保留站等方式，CC-Link网络也为用户的未来设备扩充留下了充分余地。例如，通过在现场布置人机界面，可以检测所有现场设备运行情况，还可将数据通过以太网传至上位机，为设备诊断和全厂诊断提供充分的数据依据，完成设备信息化工作。若使用传统的布线技术，往往需要大量的配线，且需要2个月的安装时间，在使用了CC-Link之后，安装和调试工作被缩短至一个月，工程量也大为减少。
结束语
工程项目目前已经竣工，系统已经投入使用，并且稳定、可靠、方便管理等系列优点。系统得到了用户和公司的一致好评，并且在公司后续工程推广，大力推广这种集中控制系统。
参考文献
1.Q系列网络系统用户参考手册（主站，本地站）（三菱电机）
2.Q系列网络系统用户参考手册(远程I\O)（三菱电机）
3.QPLC编程手册公共指令片（三菱电机）
论文作者:周攀
论文发表刊物:《中国电业》2019年 23期
论文发表时间:2020/4/24
标签：升降机论文; 模块论文; 系统论文; 烘干机论文; 选料论文; 通讯论文; 变频器论文; 《中国电业》2019年 23期论文;