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　　摘 要：本文介紹了三菱Q-PLC及CC-LINK總線在東風(fēng)-日產(chǎn)襄樊工廠涂裝車間懸鏈控制中的應(yīng)用，詳細(xì)說明了系統(tǒng)硬件構(gòu)成、變頻器的應(yīng)用。

　　關(guān)鍵詞：Q-PLC CC-LINK總線 汽車懸鏈 變頻器

　　一、工藝概述

　　東風(fēng)-日產(chǎn)襄樊工廠涂裝車間懸鏈全線長(zhǎng)620米，生產(chǎn)節(jié)拍為55秒/臺(tái)，年生產(chǎn)綱領(lǐng)為15萬輛。底漆噴涂懸鏈由2個(gè)升降段、5個(gè)分流道岔、5個(gè)合流道岔、17個(gè)停止器、4臺(tái)推車機(jī)、80臺(tái)車組、5個(gè)驅(qū)動(dòng)裝置、5個(gè)張緊裝置及其相關(guān)的牽引鏈條、軌道等組成。系統(tǒng)的上掛升降段、下掛升降段、快速輸送鏈、低速裝配鏈、庫(kù)存鏈、空吊具返回鏈、空吊具儲(chǔ)存鏈以及修理線等設(shè)備共同完成的TEANA汽車車體底漆噴涂的上掛、下掛、快速輸送、慢速電泳、修理、儲(chǔ)存等任務(wù)。系統(tǒng)運(yùn)行線路圖見附圖1。

　　底漆噴涂懸鏈將汽車車體低速工藝鏈組合其中，底漆電泳部分的速度可以調(diào)節(jié)，以適應(yīng)不同批量（或產(chǎn)量）的生產(chǎn)節(jié)拍安排;車體整機(jī)輸送懸鏈中設(shè)有中間儲(chǔ)存庫(kù)，可以根據(jù)整車電泳線的需求，選擇需要的整車輸送到面漆線，以滿足整車同步噴涂的需要。

　　上、下掛車升降段動(dòng)作過程相同。小車駛?cè)肷刀蝺?nèi)，升降段活動(dòng)安全網(wǎng)打開，升降段高速下降。當(dāng)接近下降到位時(shí)，變慢速下降，下降到位時(shí)升降段停止。按動(dòng)懸掛按鈕盒上的“升/降”按鈕，人工點(diǎn)動(dòng)操作升降段升降，以便于工人對(duì)位上下料。待上下料完畢，工人按“升”按鈕，升降段先慢速上升，然后自動(dòng)快速上升（此時(shí)工人可放開按下的按鈕）。當(dāng)接近升到位時(shí)，升降段變慢速上升，上升到位升降段停止，活動(dòng)安全網(wǎng)自動(dòng)關(guān)閉。

　　二、控制方案的確定

　　底漆噴涂懸鏈自動(dòng)化程度高，邏輯關(guān)系復(fù)雜，控制要求可靠。在懸鏈線路的合流、分流道岔附近分散地布置有大量接近開關(guān)、行程開關(guān)等傳感器，每個(gè)停止器都設(shè)置有手動(dòng)操作按鈕。若采用傳統(tǒng)并行敷設(shè)電纜的方法，會(huì)提高安裝費(fèi)用，降低控制系統(tǒng)的可靠性。因此，傳統(tǒng)的控制方法已不能滿足輸送懸鏈的工藝要求。

　　融合控制與信息處理的Q-PLC及CC-LINK（CONTROL AND COMMUNICATION LINK）總線能很好地處理懸鏈電控設(shè)計(jì)中碰到的難題。該總線是一種省配線、信息化的網(wǎng)絡(luò)，具備有實(shí)時(shí)性、分散控制、與智能設(shè)備通信以及RAS（RELIABILITY AVAILABILITY SERVICEABILITY）等功能。同時(shí)它還具有以下明顯的優(yōu)點(diǎn)。

　　組態(tài)簡(jiǎn)單：僅需要在參數(shù)表中設(shè)置相關(guān)的參數(shù)便可以完成系統(tǒng)的組態(tài)工作，以及數(shù)據(jù)刷新映射關(guān)系;

　　接線簡(jiǎn)單：僅需要將3芯屏蔽電纜按照DA、DB、DG對(duì)應(yīng)連接，另外接好屏蔽線和終端電阻，CC-LINK系統(tǒng)接線便完成了;

　　設(shè)置簡(jiǎn)單：系統(tǒng)只需要對(duì)每一個(gè)站的站號(hào)、通信速率及相關(guān)信息進(jìn)行設(shè)置，接通電源，CC-LINK便開始數(shù)據(jù)鏈接;

　　維護(hù)簡(jiǎn)單：由于CC-Link的卓越性能，和豐富的RAS功能，為CC-Link的維護(hù)方便性和運(yùn)行可靠性提供了強(qiáng)有力的保證。其監(jiān)視和自檢測(cè)功能使CC-Link系統(tǒng)的維護(hù)和故障后恢復(fù)系統(tǒng)變得方便和簡(jiǎn)單。

　　三、控制系統(tǒng)的硬件配置

　　控制系統(tǒng)主要采用了三菱CC-LINK總線模塊QJ61BT11，CPU為Q02H。主基板上安裝有1塊QX40輸入模塊，5塊QY10晶體管輸出模塊，主要用來控制上、下掛點(diǎn)升降段的2臺(tái)FR-A540-5.5CH變頻器及慢速裝配鏈的1臺(tái)FR-A540-3.7CH變頻器。安裝于懸鏈鋼結(jié)構(gòu)軌道沿線的CC-LINK遠(yuǎn)程I/O站共有35個(gè)，10塊AJ65SBTB1-8D，12塊AJ65SBTB1-16D，4塊AJ65SBTB1-32D，6塊AJ65BTB2-16，2塊AJ65SBTB1-8T，1塊AJ65SBTB1-16T。CC-LINK遠(yuǎn)程I/O站安裝于現(xiàn)場(chǎng)控制箱或按鈕站內(nèi)。控制系統(tǒng)的硬件配置圖見附圖2。

　　四、應(yīng)用體會(huì)

　　1） 甲方工廠電網(wǎng)電壓晝夜波動(dòng)較大，到了深夜電網(wǎng)的電壓竟高達(dá)420V，造成電機(jī)電流增大，發(fā)熱嚴(yán)重，甚至被燒毀。利用三菱變頻器Pr19的功能，將變頻器的輸出電壓限定在380V，，降低了電機(jī)的運(yùn)行電流，同時(shí)有效地解決了電機(jī)的發(fā)熱問題。

　　2） 為保證發(fā)動(dòng)機(jī)輸送懸鏈的平穩(wěn)運(yùn)行，要求升降段輸送機(jī)上升到位后能與懸鏈系統(tǒng)精確對(duì)位，三菱變頻器Pr270的擋塊定位功能，能滿足這一要求。電機(jī)機(jī)械制動(dòng)時(shí)，電機(jī)輸出的恒轉(zhuǎn)矩使負(fù)載與機(jī)械抱閘緊密接觸，消除了升降段輸送機(jī)垂直運(yùn)行時(shí)易發(fā)生的振動(dòng)。

　　3） 減小變頻器運(yùn)行時(shí)的PWM頻率，將有效的降低變頻器產(chǎn)生的噪音，能有效地減小多臺(tái)變頻器同時(shí)工作對(duì)控制系統(tǒng)的干擾。

　　4）現(xiàn)象：重車有時(shí)不去下料點(diǎn)，而是從空吊具返回線返回到上料點(diǎn)升降段，極易撞壞存放在提升機(jī)下發(fā)動(dòng)機(jī)裝配線上的發(fā)動(dòng)機(jī)。

　　分析：檢測(cè)小車上是否裝載發(fā)動(dòng)機(jī)的繼電器用的是M，沒有停電記憶功能。當(dāng)控制系統(tǒng)檢測(cè)到小車上裝載有發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)，如果恰巧碰到系統(tǒng)急停或系統(tǒng)停電，造成控制系統(tǒng)記憶丟失，因而，小車走空吊具返回線，回到上料點(diǎn)。

　　解決方法：將繼電器M改為具有停電記憶功能鎖存繼電器L，即使系統(tǒng)急停或停電，系統(tǒng)仍然能記住小車上有發(fā)動(dòng)機(jī)而走向下料點(diǎn)。

　　5）現(xiàn)象：停止器T22打開后，小車還沒離開，T21就放車，造成小車在T22處堆車。

　　分析：原程序T21-T22間有車這一連鎖條件的解除是通過T22停止器打開（Y164）實(shí)現(xiàn)的，盡管PLC已經(jīng)輸出T22停止器打開，但是由于小車有等待推頭的延遲時(shí)間，此時(shí)仍然停在原處，而T21此時(shí)已放車，造成系統(tǒng)在T22處堆車。

　　解決方法：將T21-T22間有車這一連鎖條件的解除通過T22無占位實(shí)現(xiàn)，即T22的小車已離開，這樣確保T22小車已被推桿鏈的推頭帶走，T21才打開放行，從而解決小車在T22處堆車的問題。

　　6）現(xiàn)象：空車返回線滿線時(shí)，T9停止器仍然打開將空小車往空車返回線放行，造成系統(tǒng)停機(jī)。

　　分析：程序中T9打開的條件有2個(gè)，彎道時(shí)T18不滿位或直道時(shí)T10不滿位，由于系統(tǒng)打道岔有延遲，雖然T18滿位不滿足打開的條件，但是T10未滿位，從而導(dǎo)致T9仍然可以打開。

　　解決方法：在T9打開的程序中串入PLC輸出8Y打彎道、打直道的常閉點(diǎn)，這樣避免了8Y道岔動(dòng)作過程中造成的T9誤打開。

　　7）現(xiàn)象：提升機(jī)偶爾出現(xiàn)突然往下掉落的現(xiàn)象，容易發(fā)生傷人的安全事故。

　　分析：由于各種突發(fā)的原因，變頻器偶爾出現(xiàn)故障，此時(shí)變頻器已停止輸出，但是抱閘仍然打開，造成提升機(jī)往下掉。

　　解決辦法：程序中在抱閘給電回路中串入變頻器故障的常開觸點(diǎn)，一旦變頻器故障，抱閘失電，將提升機(jī)抱死。

　　8） 全線CC-LINK電纜長(zhǎng)度超過500米，但不到600米，因此將系統(tǒng)的傳送速率設(shè)定為625Kbps。本系統(tǒng)僅包括主站和遠(yuǎn)程I/O站，因而系統(tǒng)采用遠(yuǎn)程I/O網(wǎng)絡(luò)模式，在此模式中，系統(tǒng)執(zhí)行高速循環(huán)傳送，可以縮短鏈接掃描時(shí)間。

　　五、結(jié)束語(yǔ)

　　該懸鏈系統(tǒng)自2005年元月調(diào)試成功以來，系統(tǒng)一直運(yùn)行穩(wěn)定可靠，達(dá)到了系統(tǒng)設(shè)計(jì)的生產(chǎn)綱領(lǐng)。Q-PLC及CC-LINK總線系統(tǒng)作為一種廉價(jià)穩(wěn)定的PLC+總線系統(tǒng)，必將越來越多地應(yīng)用在中國(guó)的汽車行業(yè)。