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开放式现场总线CC-Link在灯泡自动生产线中的应用
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开放式现场总线CC-Link在灯泡自动生产线中的应用
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管理员
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电源技术
2014-4-16 16:46:51
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摘要:生产线由铆钉机、蒸铝机、主装机、烘装机、涂胶机、固化炉、以及传送带等设备组成,灯泡的组装完全通过这条生产线自动完成。由于各设备之间的控制有相关连锁要求,以及各个设备独立动作要求,为了满足设备性能要求。本文简单介绍CC-Link网络在该控制系统的应用和设计思想。
1、设备工艺要求
(1)蒸铝机上有
10
台蒸铝小车,每台小车可灵活上线和下线,每台小车的编号、真空度、车位等相关信号在上位机显示,并与主传送带有连锁信号,即满足工艺要求的灯碗由主传送带送往下一工序。
(2)铆钉机、蒸铝机、组装机、烘装机、涂胶机的传动控制系统要满足同步定位要求,即铆钉机每3秒转1个工位、蒸铝机每27秒转1个工位、组装机每3秒转1个工位、烘装机每3秒转1个工位、涂胶机每9秒转1个工位,这5台设备上的位置状态和主传送带、传送带1、传送带2的位置状态有连锁信号,以便控制机械手的动作。
(3)该系统所有控制设备的状态和参数均在上位机显示和相应的操作。
(4)故障及报警连锁分为两类,第一类故障报警为系统设备全停,第二类故障报警时,只为本设备停机,故障处理完成后,此设备恢复运行。
(5)恢复运行需要自动跟踪系统的同步节拍,同步后才能启动该设备的功能动作。 以下是该生产线的设备布置简图(1)
(图1)
2、控制系统的配置设计简介
按以上设备工艺对控制系统的要求,对目前的几种
PLC
系统方案进行硬件配置和软件功能比较,最后结果是三菱公司的CC-Link网络方案性价比好,其系统配置图(2)和系统配置说明如下。
(图2)
从图(2)可看到,控制系统采用AnS、FX2n两种PLC,通讯网络分别采用CC-Link网络和
RS485
N:N通讯网络。因当时FX2N没有CC-Link主站
模块
,所以采用经济型A1SJHCUP作为CC-Link的主站。
(a)主站: A1SJHCPU, A1SJ71UC24-R4, A1SJ61BT11,A1SX41, A1S68
AD
, A1SY10, FX
40
DU.
(b)从站部分:蒸铝机小车,FX2N-
16
MR, FX2N-32CCL, 10套.
同步控制,FX2N-32MR, FX2N-4AD, FX2N-32CCL.
其他控制(485主站),FX2N-128MR, FX2N-32CCL.
从该系统的网络结构可看到,CC-Link网络为系统的主干,具有较快的通讯速度(10M),从站出现故障时不影响网络的正常运行,10台蒸铝机小车的PLC通过CC-Link网络能方便实现上线和下线动作要求,传动同步控制PLC的连锁信号通
过CC-Link网络能较快地与其他控制设备的PLC进行信息交换。上位机监控站通过主站CC-Link网络对全部控制设备的状态和数据进行监控。RS485 N:N网络为子干,用于通讯速度不高的设备PLC,整个网络的信息流如图(3)所示。
从系统配置可看到除主站用AnS
系列
PLC,其他均采用FX2N系列的PLC,因FX2N PLC具有良好的性价比,它不但具有硬件上较好的配置性能和功能性能,还有丰富的软件功能指令集,是目前小型PLC中的优秀代表。
3、系统功能简介
(1)蒸铝机小车:10台小车由蒸铝机旋转带动运动,小车的
电源
和CC-Link网络通讯通过小车上的电刷和蒸铝机上滑环提供。每台小车上真空设备的控制些均由小车上的PLC完成控制和连锁,如电源故障、真空泵启停等,每台小车有自己的编号,真空度达到信号,以及小车位置信号通过CC-Link网络传递主传送带PLC,去控制机械手和传送带。10台小车的上线和下线应用了CC-Link网络中子站出现故障不影响网络的正常运行的性能,如图(4)。
注:每个从站的通讯点占2个站,所以编号为1#、3#、5#、……、20#。
(图4)
(2)传动系统的同步控制:传动系统的同步控制由PLC和
变频器
组成,5台设备的同步节拍分别是,蒸铝机27秒一个工位,铆钉机、主装机、烘装机3秒一个工位,涂胶机9秒一个工位。同步控制功能有,正常5台启动,故障单台跟踪启动。传动系统达到同步要求后,通过CC-Link网络将同步达到信号传递给相关机械手设备的PLC,图(5)传动同步控制系统结构图。
图(5)
同步控制PLC在CC-Link中子站编号为21#,占4个站的通讯点,主传送带PLC子站编号25#,占4个站的通讯点。同步控制的连锁条件是通过25#子站经485 N:N通讯网络完成,这里我们可知,25#子站是485 N:N通讯网络的主站。
(3)上位机、40DU、其他PLC:上位机和FX-40DU连接在主站PLC上,通过上位机可监控整个控制系统的状况,上位机不在现场,在办公室作为远程监控站。 人机界面40DU作为现场操作监视终端,用于产品质量检测的参数设定,以及相关电源(高精度AC电源)监视。其他PLC用于各自控制设备的动作。
4、应用情况
该系统应用了CC-Link网络,使各控制柜之间的连线大大减少,方便了控制柜的安装和调试,也为维护工作节省了时间。另一方面CC-Link网络为设备功能增加提供了方便的扩展性能,无需更改原有的系统配置。该生产线已于
2001
年7月完成了调试,性能满足设计要求(通讯速率5M),目前运往美国安装投运。
传送带
,
生产线
,
涂胶机
,
灯泡
,
连锁
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