CC-Link現(xiàn)場總線在紡絲變頻調(diào)速系統(tǒng)中的應(yīng)用

1引言

隨著控制、計算機(jī)、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(xiàn)了一種新興的控制技術(shù)，即現(xiàn)場總線。現(xiàn)場總線是控制系統(tǒng)與現(xiàn)場設(shè)備之間建立的一種開放、全數(shù)字化、雙向、多站的通信系統(tǒng)。現(xiàn)場總線系統(tǒng)在技術(shù)上具有以下特點:系統(tǒng)的開放性，可互操作性與互換性，現(xiàn)場設(shè)備的智能化與功能自制性，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的高度分散性，對現(xiàn)場環(huán)境的適應(yīng)性。在很多工業(yè)控制系統(tǒng)中，存在著多控制點且分布線長和分散的特點，采用現(xiàn)場總線技術(shù)可以把控制室內(nèi)和現(xiàn)場操作臺所裝備的分布式I/O模塊聯(lián)成總線網(wǎng)絡(luò)，以數(shù)字方式來進(jìn)行控制數(shù)據(jù)的串行傳輸，控制系統(tǒng)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。某紡絲廠在紡絲機(jī)自動化監(jiān)控系統(tǒng)的改造項目中采用了基于CC-Link現(xiàn)場總線的分布式控制。下面就具體的項目，闡述一下CC-Link網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)成方式，和它在應(yīng)用中的特點。

2紡絲機(jī)自動化監(jiān)控系統(tǒng)

2.1系統(tǒng)的改造

該紡絲廠原電控系統(tǒng)采用繼電器進(jìn)行邏輯控制，繼電器控制采用硬接線方式，系統(tǒng)很不穩(wěn)定，故障率高，一旦出現(xiàn)故障難以查找。速度調(diào)節(jié)系統(tǒng)采用模擬量的控制，各電機(jī)的轉(zhuǎn)數(shù)的設(shè)定使用電位器等模擬信號來給定，控制的準(zhǔn)確度不夠高、抗干擾能力差、維修和調(diào)試都不是很方便。

系統(tǒng)改造后的結(jié)構(gòu)如圖1所示。控制系統(tǒng)采用三菱公司的FX2N系列的PLC對設(shè)備進(jìn)行邏輯控制，實現(xiàn)控制部分的高速采樣數(shù)據(jù)處理。它通過FX2N-16CCL和變頻器進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。為實現(xiàn)對生產(chǎn)的監(jiān)控和管理的需要，系統(tǒng)配備了人機(jī)界面（GOT970）,該設(shè)備一方面監(jiān)視生產(chǎn)的運行情況，包括設(shè)備的運行情況、故障報警和報警歷史紀(jì)錄，另一方面它可以對系統(tǒng)內(nèi)的參數(shù)進(jìn)行適當(dāng)?shù)男薷暮蛢?yōu)化。紡絲機(jī)的傳動系統(tǒng)由去酸輥電機(jī)、升降軸電機(jī)、泵輥電機(jī)組成，它們分別由三臺變頻器來驅(qū)動,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)特性和動態(tài)特性，具有強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)通訊功能，它們通過CC-Link網(wǎng)絡(luò)與PLC進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。通過CC-Link網(wǎng)絡(luò)可以實現(xiàn)PLC對各變頻器的控制，包括變頻器的啟動、停止和速度給定。

由于在紡絲車間內(nèi)產(chǎn)生的化學(xué)氣體會影響變頻器的使用壽命，所以要求變頻器在車間外，但是車間內(nèi)又需要近距離操作。車間內(nèi)的電氣柜和車間外的電氣柜距離較遠(yuǎn)，但又需要協(xié)同操作，即在車間內(nèi)操作時需要隨時監(jiān)控車間外的變頻器工作情況。使用CC-Link網(wǎng)絡(luò)后，很容易解決這個問題。

2.2系統(tǒng)功能流程圖

系統(tǒng)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(zhí)行的整個過程，從而也可以看出PLC與觸摸操作屏各自的功能。其中PLC主要完成整個系統(tǒng)的控制功能和參數(shù)的分析計算，觸摸操作屏負(fù)責(zé)參數(shù)的設(shè)定和動態(tài)顯示生產(chǎn)及參數(shù)的記錄。

3CC-Link現(xiàn)場總線

3.1CC-Link的特性

CC-Link是controlcommunicationLink（控制與通信鏈路系統(tǒng)）的簡稱，是三菱電機(jī)于1996年推出的開放式現(xiàn)場總線，其數(shù)據(jù)容量大，通信速度可多級選擇，最高可達(dá)10Mbps。它是一個復(fù)合的、開放的、適應(yīng)性強(qiáng)的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，能夠適應(yīng)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是一個以設(shè)備層為主的網(wǎng)絡(luò)，整個一層網(wǎng)絡(luò)可由1個主站和64個從站組成。網(wǎng)絡(luò)中主站由PLC擔(dān)當(dāng)，從站可以是遠(yuǎn)程I/O模塊、特殊功能模塊、帶有CPU和PLC本地站、人機(jī)界面、變頻器及各種測量儀表、閥門等現(xiàn)場儀表設(shè)備。采用第三方廠商生產(chǎn)的網(wǎng)關(guān)還可以實現(xiàn)從CC-Link到ASI總線的連接。