摘 要: 本文主要研究了三菱CC—LINK總線在回掃變壓器(FBT)真空灌封控制系統(tǒng)的應(yīng)用。針對(duì)回掃變壓器(FBT)灌裝的生產(chǎn)特點(diǎn),工藝要求和現(xiàn)有的PLC控制系統(tǒng),介紹了控制系統(tǒng)的構(gòu)成及其實(shí)現(xiàn)方法。同時(shí)討論了CC-LINK總線控制系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)優(yōu)勢(shì)、配置及拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)
關(guān)鍵詞: 回掃變壓器 CC—LINK 控制系統(tǒng)
1 引言
回掃變壓器(FLY BACK TRANSFORMER簡(jiǎn)稱FBT)則是CRT顯示產(chǎn)品的核心元件?;貟咦儔浩鞯脑O(shè)計(jì)制造技術(shù)系上世紀(jì)90年代從日本引進(jìn)的專(zhuān)利技術(shù)。國(guó)內(nèi)企業(yè)大多是消化吸收后結(jié)合中國(guó)國(guó)情進(jìn)行制造。如今多大規(guī)模批量生產(chǎn)。在FBT的制造流程中,環(huán)氧樹(shù)脂的灌封相當(dāng)重要。其制造過(guò)程的優(yōu)劣直接影響產(chǎn)品的壽命、可靠性。業(yè)內(nèi)將這套專(zhuān)用全自動(dòng)控制設(shè)備稱為自動(dòng)真空灌封系統(tǒng)(AUTO VACUUM CASTING SYSTEM簡(jiǎn)稱AVCS)。自動(dòng)真空灌封系統(tǒng)主要工藝過(guò)程參見(jiàn)圖1。
圖1 自動(dòng)真空灌封系統(tǒng)任務(wù)圖
2 CC-LINK總線
CC-Link是Control & Communication Link(控制與通信鏈路系統(tǒng))的簡(jiǎn)稱,由日本三菱電機(jī)于1996年推出的開(kāi)放式現(xiàn)場(chǎng)總線,其數(shù)據(jù)容量大,通信速度多級(jí)可選擇,而且它是一個(gè)復(fù)合的、開(kāi)放的、適應(yīng)性強(qiáng)的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng),能夠適應(yīng)于較高的管理層網(wǎng)絡(luò)到較低的傳感器層網(wǎng)絡(luò)的不同范圍。CC-Link是一個(gè)以設(shè)備層為主的網(wǎng)絡(luò),一般情況下,CC-Link整個(gè)一層網(wǎng)絡(luò)可由一個(gè)主站和六十四個(gè)從站組成。網(wǎng)絡(luò)中的主站由PLC擔(dān)當(dāng),從站可以是遠(yuǎn)程I/O模塊、特殊功能模塊、帶有CPU和PLC本地站、人機(jī)界面、變頻器及各種測(cè)量?jī)x表、閥門(mén)等現(xiàn)場(chǎng)儀表設(shè)備。且可實(shí)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(dá)可達(dá)10Mbps。CC-Link的底層通信協(xié)議遵循RS-485,一般情況下,CC-Link主要采用廣播一輪詢的方式進(jìn)行通信,CC-Link也支持主站與本地站、智能設(shè)備站之間的瞬間通信。
CC-Link的通信形式可分為2種方式:循環(huán)通訊和瞬時(shí)傳送。循環(huán)通訊意味著不停地進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。各種類(lèi)型的數(shù)據(jù)交換即遠(yuǎn)程輸入RX,遠(yuǎn)程輸出RY和遠(yuǎn)程寄存器RWr、RWw。一個(gè)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(gè)從站意味著適合32位RX和/或RY,并以每四個(gè)字進(jìn)行重定向。如果一個(gè)裝置占據(jù)兩個(gè)虛擬站,那么它的數(shù)據(jù)容量就擴(kuò)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(shí)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(shí)傳送需要由專(zhuān)用指令來(lái)完成。瞬時(shí)傳送不會(huì)影響循環(huán)通信的時(shí)間。
CC-Link特點(diǎn):
(1) 高速度大容量的數(shù)據(jù)傳送;
(2) 拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)有多點(diǎn)接入、T型分支、星型結(jié)構(gòu);
(3) CC-Link使分布控制成為現(xiàn)實(shí);
(4) 自動(dòng)刷新功能、預(yù)約站功能;
(5) 完善的RAS(可靠性;有效性;可維護(hù)性。)功能。備用主站功能、在線更換功能、通信自動(dòng)恢復(fù)功能、網(wǎng)絡(luò)監(jiān)視功能、網(wǎng)絡(luò)診斷功能提供了一個(gè)可以信賴的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng),幫助用戶在最短時(shí)間內(nèi)恢復(fù)網(wǎng)絡(luò)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(shí)傳送功能。
總之,CC-Link具有性能卓越、應(yīng)用廣泛使用簡(jiǎn)單節(jié)省成本等突出優(yōu)點(diǎn)。CC-Link的設(shè)計(jì)提供給用戶最簡(jiǎn)單的使用和維護(hù)方法和措施。
3 控制系統(tǒng)工藝流程及組成配置
3.1 真空樹(shù)脂灌封系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)
如圖2所示,主要由脫泡部分、計(jì)量混合部分、灌注部分、電氣控制部分、預(yù)熱爐部分和固化爐部分等六部分組成。在灌注工作開(kāi)始之前首先要進(jìn)行準(zhǔn)備工作,包括上料、脫泡、以及樹(shù)脂(即A料)和固化劑(即B料)配比的調(diào)整等;準(zhǔn)備工作完成之后,便可開(kāi)始灌注,灌注時(shí)計(jì)量缸下壓,將A料和B料分別由A缸和B缸按調(diào)整好的配比經(jīng)計(jì)量泵壓入混合器,混合器將A料和B料進(jìn)行充分混合后送入灌注室部分;在灌注室部分,混合料由噴嘴注入工件中,其中工件置于托盤(pán)上,經(jīng)預(yù)熱爐預(yù)熱后駛?cè)胱⑷胧摇C總€(gè)托盤(pán)上有若干個(gè)工位,灌注完一個(gè)工件托盤(pán)向前移動(dòng)一個(gè)固定位置,換一個(gè)新的工位;裝入一個(gè)托盤(pán)可連續(xù)灌注45個(gè)工件,工件灌完后需換上新托盤(pán)再繼續(xù)灌注。灌完后進(jìn)入固化爐固化。
圖2 真空樹(shù)脂灌注系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖
3.2 系統(tǒng)組成
整個(gè)控制系統(tǒng)分為四個(gè)部分:
(1) 產(chǎn)品預(yù)熱隧道爐(Pre-heating tunnel-type furnace)單元;主要完成待灌產(chǎn)品的預(yù)熱處理,工藝要求:105+/-3℃,時(shí)間:不小于1小時(shí);
(2) 計(jì)量配比灌注(computation and casting)單元;主要完成A料和B料的配比稱重、充分混合、真空下澆注入產(chǎn)品內(nèi)的任務(wù);
(3) 料罐脫泡控制(material deaeration)單元;主要完成A料和B料在不同條件下的真空脫泡,即使用前的準(zhǔn)備處理;
(4) 產(chǎn)品固化隧道爐(solidify tunnel-type furnace)單元。主要完成已灌產(chǎn)品的固化處理,要求嚴(yán)格按照環(huán)氧樹(shù)脂材料的化學(xué)特性,在特定的氣氛中進(jìn)行。
3.3 系統(tǒng)配置
在工程自動(dòng)化設(shè)計(jì)時(shí),經(jīng)過(guò)分析、比較時(shí)考慮到原廠已部分實(shí)現(xiàn)車(chē)間PLC控制,正在使用PLC品牌有三菱Fx2n-80MR等,經(jīng)過(guò)價(jià)格及性能分析、比較確定:選用了三菱公司的CC-LINK現(xiàn)場(chǎng)總線產(chǎn)品作為主控設(shè)備,CC-Link是一個(gè)以設(shè)備層為主的網(wǎng)絡(luò)。為了提高整個(gè)控制系統(tǒng)的安全性以及可靠性,系統(tǒng)采用了雙機(jī)冗余結(jié)構(gòu)。如圖3所示。
圖3 總線系統(tǒng)拓?fù)鋱D
(1) 主站和備站,采用三菱A系列PLC負(fù)責(zé)CC-Link網(wǎng)絡(luò)的管理,以及將數(shù)據(jù)送到上位PC機(jī)進(jìn)行分析和將中控室發(fā)出的指令送至現(xiàn)場(chǎng)從站。主機(jī)內(nèi)均安裝了PCI總線的CC-Link總線網(wǎng)絡(luò)適配卡A80BD(E)-JB1BT13。三菱A系列PLC,其響應(yīng)速度快,信息處理量大。
(2) 四條從站的配置是相同的,使用FX2NPLC+ 32CCL,分別控制四條生產(chǎn)線。用三菱A985GOT觸摸屏為下位人機(jī)介面(HMI)。本系統(tǒng)中采用的Modbus協(xié)議是以RTU格式封裝,可以較高的波特率傳送信息。選用Modbus通訊協(xié)議(RS-485方式),通信介質(zhì)為雙絞線,它是Modicon公司早期所引用開(kāi)發(fā),在工業(yè)控制領(lǐng)域應(yīng)用非常廣泛。
4 結(jié)束語(yǔ)
該真空樹(shù)脂灌注系統(tǒng)目前已投入使用,預(yù)計(jì)不僅工作效率比以前會(huì)有大幅度的提高,而且灌注質(zhì)量及工人的操作環(huán)境也比以前會(huì)有顯著的改善。能夠做到管控一體化,實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)和信息共享,優(yōu)化過(guò)程控制的性能和效率。可以探索現(xiàn)代控制技術(shù)——現(xiàn)場(chǎng)總線和傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的有機(jī)結(jié)合,提升企業(yè)的自動(dòng)化水平。