CC-LINK在雙向拉伸薄膜生產中的應用資料

1、CC-LINK 在雙向拉伸薄膜生產中的應用摘要本文介紹了一種BOPE生產線的CC-LINK現(xiàn)場總線集散控制系統(tǒng)，系統(tǒng)采用三菱Q12H PLC三菱FR-A500變頻器進行變頻調速，多種檢測信號通過分布式I/O AJ65SBTB1組件等，經由 CC-LINK傳送至PLC文中簡要介紹了 BOPET薄膜生產過程及CC-LINK結構特點，主站與遠程I/O組件、A500實現(xiàn)數(shù)據(jù)交換的方法。實踐應用表明該系統(tǒng)簡潔、可靠、實時性強。關鍵詞 CC-LINK； BOPET PLC A500變頻器1、引言雙向拉伸聚酯薄膜（以下簡稱： BOPE）T 是一種綠色、環(huán)保、綜合性能優(yōu)異的高分子 薄膜材料，它具有機械強度高、

2、剛性好、韌性強，電絕緣性能優(yōu)良，透明、光澤度高， 無毒、無嗅、無味，耐磨、耐折疊、耐針孔和抗撕裂等特點。其拉伸強度是PC 膜、尼龍膜的3倍，沖擊強度是BOPF膜的3-5倍。BOPE具有良好的耐熱性，可進行真空鍍 鋁，表面涂布功能性涂層材料，從而提高其熱封性、阻隔性、印刷性能和具備一些獨特 的光學性能等。BOPET還具有優(yōu)異的耐蒸煮性、耐低溫冷凍性，良好的耐油性和耐化學 品性能。此外，BOPET還具有其他類型的包裝薄膜不可比擬的氣體阻隔性能，可有效延 長被包裝物的保存期限。BOPE薄膜主要的應用領域有：包裝、印刷、磁記錄、感光、 辦公、絕緣、護卡、建筑、裝飾裝潢等。近年來，又被進一步應用于航天、

3、光學、太陽 能、電子、電工等高精尖技術領域，推動了相關領域的材料革命和技術進步。BOPET薄膜生產線工作原理是：根據(jù)薄膜生產工藝要求，將擠出機及機頭的各節(jié)筒體 分別加熱到不同的工作點，按配方通過料斗不斷地注入料粒；熔融狀的物料由機頭擠出 后，經過冷卻輥冷卻，形成窄而厚的薄膜厚片；薄膜厚片經過儲片架整理后，被送入縱 向拉伸區(qū)，根據(jù)工藝要求由慢速輥和快速輥進行縱向拉伸處理；橫向拉伸區(qū)用于實現(xiàn)薄 膜的第二次拉伸，即橫向拉伸，該區(qū)域涉及薄膜的橫拉分區(qū)加熱控制、同步傳動控制、 破膜檢測及其處理等問題，是實現(xiàn)有效成膜的關鍵之一；薄膜經過雙向拉伸（即縱拉和 橫拉）后，被送入后處理區(qū)域進行后續(xù)工藝的處理，再經

4、過上卷輥整理，由兩臺收卷輥輪換進行張力控制收卷，最終形成成品膜。由于生產線連續(xù)作業(yè)，設備分布較分散，控制過程較復雜，因此控制系統(tǒng)經由CC-LINK 將現(xiàn)場控制信號與主控制器實現(xiàn)交換斜倉擠頤圖1 BOPET生產工藝i+S2、集散控制系統(tǒng)結構設計2.1 CC-Link開放式現(xiàn)場總線2.1.1 CC-L ink 的特性CC-Link是Control&Communication Link （ 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(shù)據(jù)容量大，通信速度多級可選擇，而且它是一個復合的、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 感器層網絡

5、的不同范圍。CC-Link是一個以設備層為主的網絡，一般情況下，CC-Link整個一層網絡可由一個主站和六十四個從站組成。網絡中的主站由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。且可實現(xiàn)從CC-Link到AS-I總線的聯(lián)接。CC-Link具有 高速的數(shù)據(jù)傳輸速度，最達可達 10Mbps CC-Link的底層通信協(xié)議遵循RS485 般情 況下，CC-Link主要采用廣播一輪詢的方式進行通信，CC-Link也支持主站與本地站、智能設備站之間的瞬間通信。2.1.2 CC-Link 的數(shù)據(jù)通信方式CC-Link

6、 的通信形式可分為 2 種方式：循環(huán)通訊和瞬時傳送。循環(huán)通訊意味著不停地 進行數(shù)據(jù)交換。各種類型的數(shù)據(jù)交換即遠程輸入RX遠程輸出RY和遠程寄存器RW、RWw 個從站可傳遞的數(shù)據(jù)容量依賴于所占據(jù)的虛擬站數(shù)。占據(jù)一個從站意味著適合 32位RX和/或RY并以每四個字進行重定向。如果一個裝置占據(jù)兩個虛擬站，那么它 的數(shù)據(jù)容量就擴大了一倍。除了循環(huán)通信， CC-Link 還提供主站、本地站及智能裝置站 之間傳遞信息的瞬時傳送功能。信息從主站傳遞到從站，信息數(shù)據(jù)將以150字節(jié)為單位分割，并以每批 150 字節(jié)傳遞。若從從站傳遞到主站或其他從站，每批信息數(shù)據(jù)最大為 34 字節(jié)。 瞬時傳送需要由專用指令來完成

7、。 瞬時傳送不會影響循環(huán)通信的時 間。2.1.3 CC-Link 控制網絡的優(yōu)勢CC-Link 的優(yōu)勢如下：1）高速度大容量的數(shù)據(jù)傳送2）拓撲結構有多點接入、 T 型分支、星型結構3）CC-Link 使分布控制成為現(xiàn)實4）自動刷新功能、預約站功能這一特性是CO Link獨特之處，以PLC作為CC-Link的主站，由主站模塊管理整個 網絡的運行和數(shù)據(jù)刷新，主站模塊與PLC的CPU勺數(shù)據(jù)刷新可在主站參數(shù)中設置刷新參 數(shù)，便可以將所有的網絡通信數(shù)據(jù)和網絡系統(tǒng)監(jiān)視數(shù)據(jù)自動刷新到PLC的CPU中，不需要編寫刷新程序，這樣，也不必要考慮 CC-Link 主站模塊緩沖寄存區(qū)的結構和數(shù)據(jù)類型 與緩沖區(qū)的對應關

8、系，簡化編程指令，減少程序運行步驟，縮短掃描周期，保證系統(tǒng)運 行實時性。預約站功能在系統(tǒng)的可擴展性上顯示出極大的優(yōu)越性，也給我們系統(tǒng)開發(fā)提 供很大的方便。預約站功能指 CC-Link 在網絡組態(tài)時，可以將現(xiàn)在不掛上網絡而計劃將 來掛接到 CC-Link 的設備，在網絡組態(tài)時事先將這些設備的系統(tǒng)信息（站類型、占用數(shù) 據(jù)量、站號等）在主站中登錄，而且可以將相關程序編寫好，這些預約站掛接到網絡中 后，便可以自動投入運行，不需要重新進行網絡組態(tài)。而且在預約站沒有掛接到網絡中 時 CC-Link 同樣可以正常運行。5）完善的RAS功能RAS是 Reliability（可靠性）、Availability（

9、有效性）、Serviceability（可維護性）的縮寫。備用主站功能、在線更換功能、通信自動恢復功能、網絡監(jiān)視功能、網絡 診斷功能提供了一個可以信賴的網絡系統(tǒng)，幫助用戶在最短時間內恢復網絡系 統(tǒng)。6）異抗噪性能和兼容性7）互操作性和即插即用8）瞬時傳送功能2.2三菱的網絡結構介紹三菱有比較全的網絡結構，下到設備和I/O的控制，上到工廠間的信息以太網，中間 有實時性很強的MELSECNET/H絡。詳細如下圖：2.3集散控制系統(tǒng)結構考慮到BOPPE薄膜的生產工藝特點及其復雜性等因素，本文設計并構造的集散控制系統(tǒng)結構如圖3所示。在該CC-Link現(xiàn)場總線網上，Q12HCP是主站，QJ61BT11作

10、為接 口模塊。從站有兩大類：一類是遠程 I/O站，由AJ65BTB2-16F和AJ65SBTB1-16D遠程 I/O模塊組成，共29個模塊，每個模塊占用1個邏輯從站資源，主要用于實現(xiàn)切換、 聯(lián)鎖、故障等控制和檢測；另一類由A500遠程設備模塊構成，共32個模塊，考慮到所要傳輸?shù)男畔⒘枯^大，在這里每個模塊被設計成占用4個邏輯從站資源，主要用于實現(xiàn)，整個CC-Link網絡由2個主站和61個邏輯從站構成。該集散控制系統(tǒng)除了應用 CC-Link網絡外，還采用了其它通訊網絡方式對系統(tǒng)各局部區(qū)域進行控制，如 FL-NET NET/H、ETHNET RS-422等。傳動控制用富士 PLC，通過FL-NET,

11、采用T-LINK網絡對擠出機、計量泵電機、冷鼓 電機、縱拉電機、橫拉電機、牽引電機、收卷電機共52臺電機進行控制與檢測。溫控系統(tǒng)用RS-422通訊網絡，通過RKC SR mini智能儀表對整個溫控子系統(tǒng)進行實 時監(jiān)測與控制，該溫控子系統(tǒng)包括對擠出機、機頭、縱向拉伸和橫向拉伸共34個獨立的加熱區(qū)的溫度控制。通過NET/H網絡，實現(xiàn)前道工序與后道工序之間實現(xiàn)數(shù)據(jù)交換。工控機IPC重要的任務就是根據(jù)品種切換生產配方的設置，并顯示傳動子系統(tǒng)、溫控子系統(tǒng)的關鍵工藝參數(shù)情況，便于工藝技術人員及時調整相關參數(shù)，保證產品質量圖3集散控制系統(tǒng)圖3、集散控制子系統(tǒng)設計本系統(tǒng)采用CC-LINK網絡系統(tǒng)，它有61個遠

12、程I/O站（Remotel/O ）,2個主站（Master Station）,通過兩個主站對61個分站進行集中控制。3.1系統(tǒng)配置硬件組成電源 Q61P-A2（ 塊）、基板 Q35B（ 塊）、CPU Q12HCPU（ 塊）、CC-LINK網絡 模塊QJ61BT11 （兩塊）、遠程輸出模塊 AJ65SBTB1-16T（29塊）、CC-LINK T型中繼 AJ65SBT-RPT兩塊）、變頻器 FR-A500（32 臺）、通訊模塊 QJ71C24N-R（ 塊）、觸 摸屏 PROFACE控制系統(tǒng)構成要求對32臺風機進行遠程控制及通過遠程I/O與現(xiàn)場控制器、執(zhí)行器進行數(shù)據(jù)交換。 針對控制要求系統(tǒng)采用比較

13、經濟的CC-LINK網絡控制系統(tǒng)。主站采用Q12HCPU本地I/O+遠程I/O可達2048個控制點、主站控制61個分站，每個分站占32個I/O點、每 個分站控制風機的啟停、速度的調整及遠程開關量信號的采集、控制。由于系統(tǒng)采用了 CC-LINK網絡系統(tǒng)，節(jié)約了大量布線成本，而且便于集中維護和管理。Master station遠程訓遠程工兀i，.一嶺A5QO占站遠程時口遠程E/Q5號站遠程I/O中堆A5002號站A500中繼遠程I/O囚號站A50C圖4系統(tǒng)結構圖3.2參數(shù)設置和編程配置根據(jù)硬件的選擇，在三菱的 PLC編程軟件GXDeveloper中需要配置I/O及開關設置PL£PLC|P

14、I£ filft|Fl£ RAS|Device1 PropramBootfile1SFC1/0 assigjuhent二二二二1I/O Assigiungiit (*)1SlotTvpeModel namePointsStarlX?丄w i tch set tin0PLCPLCQ12HCPU10(00Intelli.QJ71LP21-2532pairt$oooo-tailed setti:21(0-1)Intel.QD62D1 points002032Q辺Intelli.QjeiBTII32point$004Q4323Inlei.TQJ71E71vOUEU54(04)Int

15、elli.QJ71FL7132pointsOOSO§5(0-5Input*QX4264pointsOQAOUJLeiRfO-Glsi gning th avi ng thi sInni litv 1/0 address setting blaii s not necessary ik will not cause ana® cpu( error to cwLoe:)CC1nnrn J sit autom« jr.Lti tally.圖5 I/O配置32 2、CC-LINK參數(shù)設置1、硬件設置：在使用CC-LINK現(xiàn)場總線網絡時，需要先設定參數(shù)才能使用。首先是站號的

16、設定：主站的站號必須設定為 0號站，由于在本系統(tǒng)中有兩個主站，它們屬于 不同的網絡。所以必須兩個主站都設定為0號站、通訊速率設定2.5Mbps (傳送速率/ 模式設置開關設定為2)；然后設定每路的遠程輸出的站號和通訊速率，第一路依次 設定為1號站、2號站、3號站、4號站、5號站、6號站，.29號站；第二路依次設 定為1號站、2號站、3號站，.32號站。在設定站號時不要中間隔站，通訊速率統(tǒng) 一為2.5Mbps。既每個遠程輸出和中繼速率撥碼開關都撥到OFF位置。工作方式選擇“在線”2、軟件設置：軟件設置包括 CC-LINK主站模塊QJ61BT11 所在I/O設置，網絡類型設置(主站)、模式設置、軟

17、元件設置、連接數(shù)設置等。具體設置如下圖1234Stat I/O No0040(EDOOpeiiiorbsi seiinq已knd settinisOpr'sicr-sl sej'ra:T rfj®Mactw slfllion*M-aslei statkm v IMasfCf縈聊沖門由峙ink l|.TCKC par-aftielei 押o 也alPlX p日舊血G -SMl.0 出MlTModentlfVtf 1 mmNw口冊w 阿爪服1Tjl corned! cOurf2912Remoie rcUiPxiXEOOXDDCMIRt-ic-le- lxJmHFTT

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20、irEnd圖6主站網絡參數(shù)設置網絡1(1) 主站參數(shù)設定遠程輸入(RX的刷新編程元件設置為 X0C00遠程輸出(RY的刷新編程元件設置為 Y0C00(2) 遠程站參數(shù)設定站號與傳輸速率的設定傳輸速度開關設定為2 (2.5Mbps)網絡2（1）主站參數(shù)設定輸入（RX的刷新編程元件設置為XOCOO遠程輸出（RY的刷新編程元件設置為 YOCOO 遠程寄存器（RWr的刷新編程元件設置為 D36OO 遠程寄存器（RW的刷新編程元件設置為 D3750 323從站參數(shù)設置站號與傳輸速率設定NCBDGDASL 口RUNO L RUNC SDQ O l£RRO站號設定開關傳輸速度開關設定為2 （2.5

21、Mbps）323.2變頻器與通訊相關的參數(shù)設置參數(shù)參數(shù)描述設定值Pr79操作模式選擇2Pr338操作指令源0Pr339速度指令源0Pr340連接建立模式選擇1Pr349通訊錯誤復位0Pr500通訊錯誤等待時間0Pr501通訊錯誤次數(shù)0Pr502通訊錯誤停止模式選擇0323.3 I/O 信號輸出信號（主站-變頻器）RY0正轉指令RY1反轉指令RY2咼速指令RY3中速指令RY4低速指令RY5點動操作RY6第二功能選擇RY7電流輸入選擇RY8電源故障自動啟動功能RY9輸出停止RYA預留RYB預留RYC監(jiān)視指令RYD頻率設定指令（RAMRYE頻率設定指令（EPROMRYF指令代碼執(zhí)行請求RY10預留R

22、Y19預留RY1A故障復位輸入信號（變頻器-主站）RX0正轉RX1反轉RX2端子功能（運行）RX3頻率到達RX4過載RX5電源故障RX6頻率檢測RX7報警RX8預留RX9預留RXA預留RXB預留RXC監(jiān)視RXD頻率設定完成（RAMRXE頻率設定完成（EPRAMRXF指令代碼執(zhí)行完成RX10.19預留RX1A故障RX1B遠程站準備2.4遠程寄存器 主站-變頻器RWwO監(jiān)視代碼RWw1設定頻率RWw2指令代碼RWw3寫數(shù)據(jù)變頻器-主站RWrO第一監(jiān)視值RWr1第二監(jiān)視值（輸出頻率）RWr2響應代碼RWr3讀數(shù)據(jù)3.3網絡診斷利用GX Developer CC-LINK網絡診斷功能很容易知道網絡的每

23、個遠程模塊的通訊情 況，檢查每個主站模塊所連接的遠程站的通訊情況。從主站的LED顯示可以看出網絡的狀態(tài)。模塊正常控制數(shù)據(jù)鏈接!發(fā)送數(shù)據(jù)有站異常QJ61BT11RUN »MST ERR OLRUNSMST十二母據(jù)瞎接正在執(zhí)行匱用主站2數(shù)站LERRRUN模塊運行指示燈，指示燈亮，代表模塊工作正常。ERR模塊出錯指示燈，指示燈亮，代表模塊工作錯誤，可能的原因如下：模塊設定不正確；主站被重復設定；模塊網絡參數(shù)設定錯誤；數(shù)據(jù)接收監(jiān)視定時器動作; 網絡鏈接被斷開L ERR數(shù)據(jù)通信錯誤。指示燈亮，代表數(shù)據(jù)通訊出現(xiàn)錯誤；指示燈以 國定頻率閃爍，代表模塊的設定開關設定不正確。MST主站工作指示燈，指示燈亮，代表網絡鏈接已經正常建立，且進入主站工作狀態(tài)。