CC-Link現(xiàn)場總線在紡絲變頻調速系統(tǒng)中的應用

1引言

隨著控制、計算機、通信、網絡技術等的發(fā)展，在工業(yè)控制領域出現(xiàn)了一種新興的控制技術，即現(xiàn)場總線。現(xiàn)場總線是控制系統(tǒng)與現(xiàn)場設備之間建立的一種開放、全數字化、雙向、多站的通信系統(tǒng)。現(xiàn)場總線系統(tǒng)在技術上具有以下特點:系統(tǒng)的開放性，可互操作性與互換性，現(xiàn)場設備的智能化與功能自制性，系統(tǒng)結構的高度分散性，對現(xiàn)場環(huán)境的適應性。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)場總線技術可以把控制室內和現(xiàn)場操作臺所裝備的分布式I/O模塊聯(lián)成總線網絡，以數字方式來進行控制數據的串行傳輸，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網絡的構成方式，和它在應用中的特點。

2紡絲機自動化監(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。速度調節(jié)系統(tǒng)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(tǒng)改造后的結構如圖1所示。控制系統(tǒng)采用三菱公司的FX2N系列的PLC對設備進行邏輯控制，實現(xiàn)控制部分的高速采樣數據處理。它通過FX2N-16CCL和變頻器進行數據交換。為實現(xiàn)對生產的監(jiān)控和管理的需要，系統(tǒng)配備了人機界面（GOT970）,該設備一方面監(jiān)視生產的運行情況，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(tǒng)內的參數進行適當的修改和優(yōu)化。紡絲機的傳動系統(tǒng)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驅動,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，具有強大的網絡通訊功能，它們通過CC-Link網絡與PLC進行數據交換。通過CC-Link網絡可以實現(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。

由于在紡絲車間內產生的化學氣體會影響變頻器的使用壽命，所以要求變頻器在車間外，但是車間內又需要近距離操作。車間內的電氣柜和車間外的電氣柜距離較遠，但又需要協(xié)同操作，即在車間內操作時需要隨時監(jiān)控車間外的變頻器工作情況。使用CC-Link網絡后，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)的控制功能和參數的分析計算，觸摸操作屏負責參數的設定和動態(tài)顯示生產及參數的記錄。

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，是三菱電機于1996年推出的開放式現(xiàn)場總線，其數據容量大，通信速度可多級選擇，最高可達10Mbps。它是一個復合的、開放的、適應性強的網絡系統(tǒng)，能夠適應于較高的管理層網絡到較低的傳感層網絡的不同范圍。CC-Link是一個以設備層為主的網絡，整個一層網絡可由1個主站和64個從站組成。網絡中主站由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、變頻器及各種測量儀表、閥門等現(xiàn)場儀表設備。采用第三方廠商生產的網關還可以實現(xiàn)從CC-Link到ASI總線的連接。