CN201142020Y - 基于cc－link及melsec h net 网络的工业控制*** - Google Patents

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Abstract

一种基于CC－LINK及MELSEC H NET网络的工艺控制***，包括中央控制装置、子受控***、中央控制装置与若干个子受控***由MELSEC H NET网络通讯连接，中央控制装置控制各个子受控***的启动、停止或输送链节拍，并显示各个个体控制***的运行状态、故障信息、工艺链当前节拍。子受控***是汽车总装的各个生产线，包括内饰线、底盘线和终端线等。汽车底盘线包括工艺输送***、控制***和输出***，各个***之间通过CC－LINK现场总线通讯连接。由于CC－LINK的现场总线的应用，整个控制***控制结构简单、配线少、节省空间、安装维护简单，一些智能设备站可直接连接于CC－LINK总线上，显示了此控制***的优越性；另外此总线***具有相当大的柔性，以后的设备改造可直接增加设备从站便可。

Description

基于CC-LINK及MELSEC H NET 网络的工业控制***
技术领域
本实用新型涉及一种工业控制***，尤其是一种基于现场总线CC-LINK及MELSEC H NET网络在汽车及家电等行业车间物流的工业控制***。
背景技术
在以往的汽车生产装备车间，由于控制简单，自动化程度低，现场信号点少，通常都采用输入输出信号点的PLC的集中接线方式；但随着汽车工业的发展，汽车生产装配车间的自动化程度越来越高，控制程度越来越复杂，现场信号点以及执行控制机构、状态显示亦日益增多，尤其是现场智能设备的使用，以往的接线及控制方式便会显得异常臃肿，使设备的安装工作量增大，成本变高，后期的设备信号点检测变得复杂，故障隐患点多，故障排除困难。
现场总线技术的出现，以其优越的性能特点而被迅速的应用汽车及家电车间物流控制***中，由于现场总线仅采用一组信号线、电源线，便可将现场所有分散的I/O信号，智能设备站方便快捷的连接到控制PLC，不但节省配线、节约空间，方便安装，而且现场总线还有自我异常检测及诊断功能，方便故障点检知，使日常维护及点检简单方便。
现场总线控制***FCS(Fieldbus Control System)，是继操作指导控制***、直接数字控制***DDC、集散控制***DCS后的新一代控制***，它促进了控制***智能化、数字化、信息化、网络化、微型化和分散化的发展。现场总线是连接工业现场智能设备和自动化***的全数字化、双向、多分支结构的通讯网络。它运用于自动控制领域，构成一个开放的通讯网络，为智能设备控制***提供了一个简单、有效、方便、快捷的控制平台。
另一方面，由于各个输送机控制***自动化程度的提高，从而要求整个车间相邻控制***之间的确立相应的安全及动作连锁信号；另外，为方便整个车间分散控制***的监控，也需要各个分散控制***之间能组立一数据通讯的网络，设立中央控制***，进行相应的控制及显示各个控制***的运行状态、当前速度、当前故障等。
发明内容
本实用新型为解决现有技术中存在的上述问题，提供一种既方便安装、操作，又大大节约了现场配线，使整个控制***布线清爽、性能稳定，更方便的进行故障的排除与维护的基于CC-LINK及MELSEC H NET网络的工业控制***。
CC-LINK总线工业控制***在汽车行业的应用，使纷繁零散的I/O信号、智能设备站等控制单元仅通过两个网络信号线就能与控制PLC建立通讯，HMI、变频器等均可应用于CC-LINK总线控制***中，既方便安装、操作，又大大节约了现场配线，使整个控制***清爽、稳定，更方便的进行故障的排除与维护。
MELSEC H NET网络***的应用，使整个车间各个分散的控制***成为有机的整体，相邻控制***间的运行、故障及动作连锁信号可通过H网快速可靠的传递。
本实用新型基于CC-LINK及MELSEC H NET网络的工业控制***，包括中央控制装置上位机，子受控***，其中中央控制装置上位机与若干个子受控***由MELSEC H NET网络通讯连接，中央控制装置上位机控制各个子受控***的启动、停止或输送链节拍，并显示各个个体控制***的运行状态、故障信息、工艺链当前节拍。
本实用新型基于CC-LINK及MELSEC H NET网络的工业控制***，其中子受控***是汽车总装的各个生产线，包括PBS存储线、内饰线、底盘线、终端线、发动机线、仪表线和车门线。
本实用新型基于CC-LINK及MELSEC H NET网络的工业控制***，其中汽车底盘线包括工艺输送***、控制***和输出***，各个***之间通过CC-LINK现场总线通讯连接。
本实用新型基于CC-LINK及MELSEC H NET网络的工业控制***，其中工艺输送***包括工艺链CPC1、CPC2链条输送机、入口/出口转载摩擦驱动、上件升降机、下件升降机及多个检测单元。
本实用新型基于CC-LINK及MELSEC H NET网络的工业控制***，其中控制***包括PLC，输入输出模块，CC-LINK总线模块QJ61BT11，H网模块QJ71BR11，基于CC-LINK现场总线的变频器网络适配器(FR-E5NC)、现场网络模块以及其上连接的输入设备有按钮、急停开关、接近开关、光电开关、行程开关；控制***用于控制两台升降机、2CPC工艺输送链及缓存摩擦驱动，现场所有I/O信号是通过现场总线传送至控制PLC的，两升降机操作盒上的人机界面HMI也是连接在现场总线上。
本实用新型基于CC-LINK及MELSEC H NET网络的工业控制***，其中输出***基于控制***、组态软件，可以显示各生产设备的运行状态、运行参数、自动故障报警，纪录故障点，调出相关的控制程序的显示装置；工艺链的变频器也连接在CC-LINK上。
本实用型控制***包括两台升降机、2CPC工艺输送链及缓存摩擦驱动，现场所有I/O信号是通过现场总线传送至控制PLC的，两升降机操作盒上的人机界面HMI也是连接与现场总线上，HMI可显示升降机的运行状态，动作执行的步骤，异常报警信息等；工艺链的变频器也连接与CC-LINK上，中控***通过MELSEC H网络将当前工艺链的运行节拍控制量送至变频器频率控制字，底盘工艺控制***PLC也可由现场总线读取当前变频器的速度值，显示与HMI上及通过MELSEC H网络送至中央控制***的PC或HMI显示。
CC-Link是control & communication Link(控制与通信链路)的简称，开放式现场总线CC-Link具有性能卓越、应用广泛、使用简单、节省成本等突出的优势。CC-Link采用双绞线为连接介质的主从结构，最多支持64个从站，采用广播论询方式，最高可达到10Mbps速度。PLC或计算机作为CC-Link主站，配以AJ65SBT-RPT中继器最远距离可达13.2公里。网络总线最大的循环数据容量为2048个点，512个字；最大瞬时传送数据量为960字节。CC-Link具有预约站功能、自动刷新功能、即插即用功能和主站热备、子站脱离、站上线回复、监控测试等完备的RAS机能。CC-Link在使用上，硬件开关设置、接线(3芯屏蔽线)和***组态(参数设定即可)都非常方便和简单。
由于CC-LINK的现场总线的应用，使整个控制***控制结构简单、配线少而清爽、节省空间、安装维护简单，尤其是一些智能设备站可直接连接于CC-LINK总线上，从而在很大程度上显示了此控制***的优越性；另外此总线***具有相当大的柔性，以后的设备改造可直接增加设备从站便可。输出***由PC、HMI、显示屏、打印机等构成，基于MELSEC H NET网络的中央控制***，可直接控制网络中的各个个体控制***，显示各个控制***的设备运行情况、故障信息、工艺输送链的当前节拍等。
附图说明
图1是本实用新型汽车总装车间H网络结构图；
图2是本实用新型汽车底盘输送控制***的现场平面图；
图3是本实用新型汽车底盘输送控制***的控制结构示意图
图4是本实用新型汽车底盘输送控制***的现场总线结构示意图；
图5是本实用新型汽车底盘输控制***的控制硬件示意图；
图中：1是上位机，2是中央控制***PLC，3是PBS存储区控制***，4是内饰线控制***，5是底盘线控制***，6是终端线控制***，7是发动机线控制***，8是仪表线控制***，9是车门线控制***，10是以太网络，11是H网络，12是内饰滑板线，13是底盘车身上件升降机，14是车身摩擦输送线，15是底盘一线防滑链，16是底盘一线CPC，17是底盘一、二线缓存摩擦线，18是底盘二线防滑链，19是底盘二线CPC，20是底盘车身下件升降机，21是终端线，22是空吊具返回线，23是底盘吊具维修升降机，24是底盘控制***触摸屏，25是CC-LINK现场总线，26是CC-LINK现场从站，27是指示灯，28是报警器，29是操作旋钮，30是操作按钮，31是驱动电机，32是光电开关，33是接近开关，34是行程开关，35是电磁阀。
具体实施方式
附图1是总装机运控制***网络，各个受控子***由MELSEC H NET网络有机地连接在一起，如图1所示，中央控制装置上位机PC 1与中央控制***2通过以太网相连(可编程逻辑控制器，简称PLC)，各个子受控***，即PBS存储线3、内饰线4、底盘线5、终端线6、发动机线7、仪表线8和车门线9，子受控***通过MELSEC HNET网络有机地连接在一起。由中央控制装置上位机1对各个子受控***进行集中控制：比如线体的启动、停止，输送链的节拍控制；同时亦显示各个子受控制***的运行状态、故障信息、工艺链当前节拍等。
附图2是本实用新型基于CC-LINK及MELSEC H NET网络的工业控制***以汽车底盘生产线为例的具体实施方式，如图2所示，本实用型控制***是基于CC-LINK现场总线及MELSEC H NET网络的总装车间底盘线控制***，上件升降机13将车身从内饰线12转载到底盘线空工艺吊具上，由缓存摩擦驱动线14将载着车身的工艺吊具运输到底盘一线工艺装配输送链16内(入口防滑链15防止吊具转载异常而滑落)，在底盘一线内装配完成后，工艺吊具搬出底盘一线，通过底盘一、二线缓存摩擦线17输送到底盘二线19内(入口防滑链18防止吊具转载异常而滑落)，底盘二线装配完后，由底盘二线出口的摩擦驱动搬送至下件升降机20，转载到终端线21，空吊具由吊具返回线22回到底盘上件升降机13处。底盘一线、二线工艺链的速度由中央控制***2根据当天要求设定好所需的节拍值，通过MELSEC H NET网络送至底盘控制***，由底盘控制柜PLC转换为相应的频率控制量送至变频器的频率控制字。
由附图2底盘输送控制***的平面图可以看出，此***的控制范围大，控制设备个体多，现场I/O信号点多，若用传统的PLC直接接线的方式控制，那整个现场将到处是I/O信号的连接线，使这个控制***变得臃肿杂乱，CC-LINK现场总线的应用，从而使现场配线大大减少，而且大大的节约了空间，使安装及维护变得简单方便。MELSEC H网络的应用，使底盘线与内饰、底盘线与终端线的连锁信号直接由H网络传输，从而很大程度上确保了连锁信号的实时、可靠的传输，而且，由于H网络的应用，使总装车间的中央控制***能实时显示底盘控制***的运行状态、故障信息、工艺输送链的当前运行节拍；同时，可直接根据要求控制底盘工艺链的运行节拍。
附图3是底盘线控制结构示意图，其中详细示出了利用CC-LINK现场总线的底盘线控制结构，还包括了连接在底盘线中的各个部件，例如：CC-LINK现场从站26，指示灯27，报警器28，操作旋钮29，30是操作按钮，驱动电机31，光电开关32，接近开关33，行程开关34，电磁阀35。附图4是底盘控制***的CC-LINK现场总线组态情况，图4中是在底盘线5中，生产线上各个信号检测点(1#站-45#站)的布置图，各个信号检测点通过现场总线将检测信号传送给控制***PLC。由此组态图3、4可看出，现场I/O信号直接连接到CC-LINK现场从站上，从而大大减少了现场I/O至控制柜内的连线，而且整个***看上去清爽直观。
附图5是本实用新型汽车底盘输送控制***的控制硬件示意图；其中PS为直流电源，DS为门位开关，MCB、CP、MC为空开，INV1、INV2、INV3为变频器，T1、T2、T3为变压器，NF为滤波器，CR为中间继电器，TB为接线端子。

Claims (6)

1、一种基于CC-LINK及MELSEC H NET网络的工业控制***，包括中央控制装置，子受控***，其特征在于中央控制装置上位机与若干个子受控***由MELSECH NET网络通讯连接，中央控制装置上位机控制各个子受控***的启动、停止或输送链节拍，并显示各个子受控制***的运行状态、故障信息、工艺链当前节拍。
2、根据权利要求1所述的基于CC-LINK及MELSEC H NET网络的工业控制***，其特征在于子受控***是汽车总装的各个生产线，包括PBS存储线、内饰线、底盘线、终端线、发动机线、仪表线和车门线。
3、根据权利要求2所述的基于CC-LINK及MELSEC H NET网络的工业控制***，其特征在于汽车底盘线包括工艺输送***、控制***和输出***，各个***之间通过CC-LINK现场总线通讯连接。
4、根据权利要求3所述的基于CC-LINK及MELSEC H NET网络的工业控制***，其特征在于工艺输送***包括工艺链CPC1、CPC2链条输送机、入口/出口转载摩擦驱动、上件升降机、下件升降机及多个检测单元。
5、根据权利要求3所述的基于CC-LINK及MELSEC H NET网络的工业控制***，其特征在于控制***包括PLC，输入输出模块，CC-LINK总线模块QJ61BT11，H网模块QJ71BR11，基于CC-LINK现场总线的变频器网络适配器FR-E5NC、现场网络模块以及其上连接的输入设备有按钮、急停开关、接近开关、光电开关和行程开关；控制***用于控制两台升降机、2个CPC工艺输送链及缓存摩擦驱动，现场所有I/O信号是通过现场总线传送至控制PLC的，两升降机操作盒上的人机界面HMI也是连接在现场总线上。
6、根据权利要求3所述的基于CC-LINK及MELSEC H NET网络的工业控制***，其特征在于工艺链的变频器也连接在CC-LINK上。
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