基于CC-Link总线的变频器管理系统

1 引言

　　随着国民经济的发展，越来越多的汽车品牌选择在中国建厂。据不完全统计，中国现有汽车厂家六十几家，主要分布在华东、华南沿海地带。华南地区特别是广州，汇集了日本主要的汽车品牌。中国汽车工业自动化水平不断提高，但与发达国家相比，其自动化水平还有距离。fa产品的使用，是实现中国汽车工业自动化和电气化的关键。汽车制造的主要工艺可分为冲压、焊装、涂装、总装四大车间。冲压车间内，钢板被冲成汽车的各个部分，并运送到焊装车间进行车体焊接，初步成型的车体在涂装车间进行预处理、密封和喷涂，再到总装车间，安装其余的座椅、轮胎等部件。贯穿四大工艺，实施钢板传送、车体运输的就是输送设备。输送设备上使用了大量的变频器，这些变频器分布在车间的各处，而且变频器型号、种类不同，变频器的参数设置项目和内容也往往不同。以往的状况是，需要耗费大量人力物力，进行变频器运行状态监视和变频器的参数管理，到每一台变频器前记录运行参数以及更改状况。一旦出现某个变频器参数设置异常，且不能及时发现并改正，可能影响整个输送设备运行，进而影响正常生产。为了解放劳动力，提高自动化水平，对各个变频器实行总线连接，分散放置，集中管理。同时考虑到变频器的控制特点，引进变频器参数管理系统。利用这套系统，可以在人机界面上查看各个变频器的运行状态，对变频器参数设定管理权限，防止与生产操作无关人员随意改动变频器参数，被更改的参数内容，更改后的数值及标准的参数数值，在人机界面上会以特殊的字体及颜色显示出来，方便管理人员跟踪查看。下面将从系统组成、变频器参数设置、plc程序书写、人机界面画面设计等几个方面进行介绍。

2 变频器参数管理系统硬件设计

　　2.1 plc产品选择

　　q系列plc是采用模块化的结构形式的中大型plc产品，这里使用了具备5个i/o插槽的主基板q35b，用来安装模块，并提供给模块间电力信号和数据信号的传输。

　　q61p，电源模块。输入电源采用100-240伏交流电压，转换为5v/6a直流电，供给各模块。

　　q02hcpu，高性能cpu模块，28k步程序，约合112kb的程序容量，最大8192输入/输出点数，可以满足大规模设备的控制要求。模块本身配置了通用usb接口，可以方便连接电脑，实现cpu同电脑间高速的数据传输。

　　qj61bt11，cc-link总线主站/本地站模块。cc-link采用屏蔽双绞线连接，156kbps到10mbps五种传输速，t形中继器扩展后的距离最大可达13.2km，最多可以连接64个物理节点，包括远程i/o站，远程设备站，智能设备站多种站类型。由于cc-link这些卓越的特点，使得cc-link总线在工厂应用中，起到至关重要的作用。

　　2.2 变频器产品选择

　　高性能通用型变频器a700系列产品具有高水平的运行性能、广泛的使用环境、便利的维护特点及各类简易操作的实用功能。强大的网络通信功能，使a700支持多种通信方式和现场总线。这里选加了a7nc选件卡，从而使变频器可以作为远程设备站，连接到cc-link总线中。一个cc-link主站模块，可以连接最多42个变频器，从而实现各个车间多台变频器的远程控制。

　　2.3人机界面产品选择

　　gt15是三菱1000系列人机界面中的高性能产品，15英寸高亮度、宽视角tft显示设备，65536真色彩显示，使画面的表现力更加丰富；更多高级附加功能，可扩展到存储容量，满足客户设计复杂工程的需求。

　　2.4系统连接

　　将a7nc安装在a740变频器第三个安装口上，用cc-link专用三芯屏蔽电缆，da-da（蓝色线），db-db（白色线），dg-dg（黄色线），sld同fg内部短接，sld连接屏蔽层，fg接地，按照图1的接线方法，连接安装了cc-link选件变频器和cc-link主站模块qj61bt11。在da-db之间，需连接110欧姆、1/2瓦的终端电阻。

　　q系列高性能cpu通过基板上的总线接口，以q总线形式连接人机界面产品gt1575，通过q总线连接，可是实现数据高速传输，连接距离可达13.2米。变频器、人机界面和plc的连接完成示意图如图2所示。

3 相关参数及程序

　　3.1变频器的参数设置

　　设置变频器参数，使变频器按照参数内容，实现用户要求。参数设置可以通过变频器面板，或者变频器操作软件fr-configurator。

　　更改变频器的操作模式，对应79号、340号参数。使变频器可以运行在网络模式下。

　　542号参数，变频器站号设定。一个cc-link网络中，可以连接64个站，因此站号设置范围为1-64，但是，可以连接变频器的个数不能超过42个。按照表1设置以上参数。

543号参数，设置通讯速率。设置的通讯速率，同cc-link网络中其他站的速率必须一致。参考表2设置543号参数。本文中，543号参数设置为4，以10mbps的速度