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, a1s68ad, a1sy10, fx40du.
(b)从站部分:蒸铝机小车,fx2n-16mr, 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。
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