CC-Link現場(chǎng)總線(xiàn)在紡絲變頻調速系統中的應用

1引言

隨著(zhù)控制、計算機、通信、網(wǎng)絡(luò )技術(shù)等的發(fā)展，在工業(yè)控制領(lǐng)域出現了一種新興的控制技術(shù)，即現場(chǎng)總線(xiàn)。現場(chǎng)總線(xiàn)是控制系統與現場(chǎng)設備之間建立的一種開(kāi)放、全數字化、雙向、多站的通信系統。現場(chǎng)總線(xiàn)系統在技術(shù)上具有以下特點(diǎn):系統的開(kāi)放性，可互操作性與互換性，現場(chǎng)設備的智能化與功能自制性，系統結構的高度分散性，對現場(chǎng)環(huán)境的適應性。在很多工業(yè)控制系統中，存在著(zhù)多控制點(diǎn)且分布線(xiàn)長(cháng)和分散的特點(diǎn)，采用現場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)可以把控制室內和現場(chǎng)操作臺所裝備的分布式I/O模塊聯(lián)成總線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )，以數字方式來(lái)進(jìn)行控制數據的串行傳輸，控制系統將具有更佳的抗干擾能力，提供給變頻器的參考值也比較精確。某紡絲廠(chǎng)在紡絲機自動(dòng)化監控系統的改造項目中采用了基于CC-Link現場(chǎng)總線(xiàn)的分布式控制。下面就具體的項目，闡述一下CC-Link網(wǎng)絡(luò )的構成方式，和它在應用中的特點(diǎn)。

2紡絲機自動(dòng)化監控系統

2.1系統的改造

該紡絲廠(chǎng)原電控系統采用繼電器進(jìn)行邏輯控制，繼電器控制采用硬接線(xiàn)方式，系統很不穩定，故障率高，一旦出現故障難以查找。速度調節系統采用模擬量的控制，各電機的轉數的設定使用電位器等模擬信號來(lái)給定，控制的準確度不夠高、抗干擾能力差、維修和調試都不是很方便。

系統改造后的結構如圖1所示?？刂葡到y采用三菱公司的FX2N系列的PLC對設備進(jìn)行邏輯控制，實(shí)現控制部分的高速采樣數據處理。它通過(guò)FX2N-16CCL和變頻器進(jìn)行數據交換。為實(shí)現對生產(chǎn)的監控和管理的需要，系統配備了人機界面（GOT970）,該設備一方面監視生產(chǎn)的運行情況，包括設備的運行情況、故障報警和報警歷史紀錄，另一方面它可以對系統內的參數進(jìn)行適當的修改和優(yōu)化。紡絲機的傳動(dòng)系統由去酸輥電機、升降軸電機、泵輥電機組成，它們分別由三臺變頻器來(lái)驅動(dòng),它們均采用三菱公司的FA500系列的變頻器，其具有良好的靜態(tài)特性和動(dòng)態(tài)特性，具有強大的網(wǎng)絡(luò )通訊功能，它們通過(guò)CC-Link網(wǎng)絡(luò )與PLC進(jìn)行數據交換。通過(guò)CC-Link網(wǎng)絡(luò )可以實(shí)現PLC對各變頻器的控制，包括變頻器的啟動(dòng)、停止和速度給定。

由于在紡絲車(chē)間內產(chǎn)生的化學(xué)氣體會(huì )影響變頻器的使用壽命，所以要求變頻器在車(chē)間外，但是車(chē)間內又需要近距離操作。車(chē)間內的電氣柜和車(chē)間外的電氣柜距離較遠，但又需要協(xié)同操作，即在車(chē)間內操作時(shí)需要隨時(shí)監控車(chē)間外的變頻器工作情況。使用CC-Link網(wǎng)絡(luò )后，很容易解決這個(gè)問(wèn)題。

2.2系統功能流程圖

系統功能流程圖如圖2所示。在該流程圖中可以清楚看出程序執行的整個(gè)過(guò)程，從而也可以看出PLC與觸摸操作屏各自的功能。其中PLC主要完成整個(gè)系統的控制功能和參數的分析計算，觸摸操作屏負責參數的設定和動(dòng)態(tài)顯示生產(chǎn)及參數的記錄。

3CC-Link現場(chǎng)總線(xiàn)

3.1CC-Link的特性

CC-Link是controlcommunicationLink（控制與通信鏈路系統）的簡(jiǎn)稱(chēng)，是三菱電機于1996年推出的開(kāi)放式現場(chǎng)總線(xiàn)，其數據容量大，通信速度可多級選擇，最高可達10Mbps。它是一個(gè)復合的、開(kāi)放的、適應性強的網(wǎng)絡(luò )系統，能夠適應于較高的管理層網(wǎng)絡(luò )到較低的傳感層網(wǎng)絡(luò )的不同范圍。CC-Link是一個(gè)以設備層為主的網(wǎng)絡(luò )，整個(gè)一層網(wǎng)絡(luò )可由1個(gè)主站和64個(gè)從站組成。網(wǎng)絡(luò )中主站由PLC擔當，從站可以是遠程I/O模塊、特殊功能模塊、帶有CPU和PLC本地站、人機界面、變頻器及各種測量?jì)x表、閥門(mén)等現場(chǎng)儀表設備。采用第三方廠(chǎng)商生產(chǎn)的網(wǎng)關(guān)還可以實(shí)現從CC-Link到ASI總線(xiàn)的連接。