基于CC-Link的热预压设备网络控制系统的设计与实施

1  引言
               
　　螺旋弹簧是汽车减振功能的组成核心，而螺旋弹簧在汽车制造工程中又是汽车制造商的重点监察工程。热预压设备是汽车螺旋弹簧制造的重要组成设备，汽车螺旋弹簧的制造必须经过热预压设备进行热预压之后，才能保持螺旋弹簧的持久耐用性，并永久保持不疲劳变形。首先，要实现螺旋弹簧在200℃高温情况下快速进行自动化预压处理，单靠作业员来操作是不现实的。因而，本预压设备就在螺旋弹簧的投入、定位、预压、排出等动作工程中，完全靠机械手作业。针对在200℃高温的恶劣作业环境和高效产出要求，我们研制了一套采用cc-link现场总线组建的快速、适合高温作业且非常省线的控制系统。
           
2  cc-link的特性
               
　　cc-link是control & communication link(控制与通信链路系统)的简称，是三菱电机于1996年推出的开放式现场总线。其数据容量大，通信速度多级可选，而且是一个复合的、开放的、适应性强的网络系统，能适应从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，一般情况下，cc-link整个一层网络可以由一个主站和64个从站组成。网络中的主站由plc担当，从站可以是远程i/o模块、特殊功能模块、带有cpu和plc的本地站、人机界面、变频器及各种测量仪表、阀门等现场仪表设备，而且可实现从cc-link到as-i总线的连接。cc-link具有高速的数据传输能力，最快可达10mbps。cc-link底层通信协议遵循rs-485，一般情况下，cc-link主要采用广播-轮询的方式进行通信。cc-link也支持主站与本地站、智能设备站之间的瞬间通信，具有性能卓越、应用广泛、使用简单等突出优点。
           
3  系统设计
           
　　3.1 系统组成
               
　　本系统由主站(q02cpu)、3个远程i/o模块、2个远程智能设备站(三菱got970触摸屏)和1台pc机组成(能够根据螺旋弹簧预压工艺要求修改参数)，如图1。其中主站中的qd75模块是螺旋弹簧在热预压机投入、排出和预压的机械手伺服系统的定位模块，而qd62模块是预压前的定位编码信号检测模块。2个远程智能设备站提供在现场两个不同作业位置使用的三菱got970触摸屏链接；而三菱got970触摸屏在cc-link网络中的链接要分别追加适配器(a8gt-j61bt13)才能起到链接作用，而在触摸屏gt970的程序编写地址上还要求在地址首端附加站地址号，否则该站无法使用。主站链接适配器是qj61bt11，主站与pc机链接适配器是qj71c24，而pc侧使用的通信电缆接口是rs232c串联通信接口(具体请见图3)；该pc机操作系统是windowsxp pro.(service pack 2)english version，其应用软件是日本morita公司自行开发的。远程输入站设置要求请参考图4。

            图1  系统组成示意图

图2  具体链接协议[page]

            图3  pc链接适配器及rs232c插针链接方法

 图4  远程输入站配线及设置

               
　　由于主站选用了q系列plc并运行在q模式下，可以直接通过编程软件gx dveloper设置网络参数和自动刷新参数，当接通电源或重新启动时，网络参数自动传送到主站，数据链接自动启动；在主站的plc程序编写时注意各个站别的地址，他们之间绝对不能互相占用，混乱使用。具体链接协议见图2。
               
　　配置远程输入站和智能站时一定要正确设置每个站的站号、占用站数、传输速度(本系统用2.5m)等各种参数，具体请根据图1和图2进行参考。布线时一定要规范接线，plc电源用双绞线，接好终端电阻，做好接地，尽量可能减少噪音的干预。
           
　　3.2 系统功能
               
　　整个网络监控操作系统采用cc-link现场总线，可将现场工艺要求使用的数据通过pc机高速传送到主站进行管理；主站使用三菱q02cpu的plc，通过cc-link网络远程i/o站进行各系统动作检测，通过远程智能站非常方便地向现场进行操作和监控管理，实现实时操作和监控。

4  结束语
               
　　cc-link网络具有节省布线、控制功能强大、能兼容多种仪表等特点。在实际使用中，使螺旋弹簧热预压设备控制系统实现了大量减少有色金属的浪费，同时提高弹簧制作工艺精度的要求，并在高温作业环境中节省了人力资源的浪费。与传统控制方法相比，在系统设计、安装调试、维护上均具有不可比拟的优势。