基于CC-Link的并条生产系统的研究

作为纺纱过程中的一道工序，并条介于精梳和粗纱之间。其主要任务是：并合、牵伸、混合、成条，将生条进一步加工成熟条，以提高棉条质量。并条工序是决定棉纺产品质量的关键，棉纺并条工序的工艺设备水平状况对棉纺产品的影响，越来越引起国内外棉纺专家的重视。

如图1所示为ASFA306型并条机的工艺过程，并条机机后是导条架，下面每侧各放6个或8个喂入棉条筒1，每侧棉条为一组。棉条经由导条罗拉2和给棉罗拉3，进入牵伸装置4，经过牵伸的须条沿前罗拉表面进入弧形导管6，聚拢成条后由紧压罗拉7压紧成光滑紧密的棉条，再由圈条盘8有规律的圈放在输出棉条筒9内。

目前，纺织厂的并条车间都是以人工看管机台为主，生产线的自动化程度很低，而且纺纱车间具有温度高、飞丝多、噪声大等特点，这种恶劣的环境对人的健康很不利，工作也易疲劳。为了提高生产率和产品质量，减轻工人的劳动强度，我院与海安纺机厂合作研制出ASFA-306新型高速并条机，并提出了基于CC-Link总线实现并条生产车间设备的联网，构造并条生产系统以提高生产的自动化程度。

二、CC-Link网络简介

CC-Link（Control＆CommunicationLink）是一类基于PLC系统的现场总线，是PLC远程I/O系统向现场总线技术的发展和延伸。CC-Link网络在实时性、分散控制、与智能机器通信、RAS功能等方面具有最新和最高功能，同时，它可以与各种现场机器制造厂家的产品相连，为用户提供各厂商设备的使用环境。该网络满足了用户对开放结构与可靠性的严格要求，它具有如下特点：
◆CC-Link网络可以形成高速度及远距离的应用组态，使其能适应网络的多样性，
在速率为156bps时，通信距离可达1200米加中继器后，通信距离更远；
◆采用普通屏蔽双绞线，大大降低接线成本，抗干扰能力强；
◆具备自动在线恢复功能，待机主控功能，切断从站功能，确认连接状态功能及
测试和诊断功能，因此，可以构成具有高可靠性的网络。
◆在CC-Link系统中可以连接下述三种远程元件：
远程I/O—仅仅处理开关量的现场元件，例如数字式I/O或气动阀。
远程装置—能处理开关量和数字量的现场元件，例如模拟量I/O、MELSEC-FX系列PLC。
智能化远程—具有CPU并且能与主站和其它站通讯的现场元件，例如个人电脑。
基于CC-Link的上述特点，我们选定CC-Link作为并条生产系统的现场总线。

三、系统硬件结构设计

1.系统配置
并条工序通常分为头道并条和二道并条，其中1#、3#、5#并条机完成头道并条，2#、4#、6#并条机完成二道并条，八节并条机的生产车间的布局如图2所示。
对应每台并条机有阀岛控制的操作机进行换空筒和推满筒操作。1#、2#传送带用以传送备用空筒，由变频器控制其启停等操作。3#传送带用以传送加工完到下一道工序的满筒，因其一直在动作，故直接由主站扩展的输出模块通过接触器来控制。
并条生产系统的组成为：1个主通信控制站，8节FX2N系列PLC控制的并条机作为远程装置站，4个用于传感器信号输入的远程I/O模块，1个用于故障指示的远程I/O模块，8个控制操作机完成换筒操作的阀岛，1个人机界面，1台变频器以及1台个人电脑，所有这些模块都挂在CC-Link总线上。系统连线框图如图3所示。

配置如下：
主通信控制站：A1SJHCPU+A1SJ61BT11，设为0#站；
远程装置站：FX2NPLC+FX2N-32CCL，占用2个站；
远程I/O模块：AJ65SBTB1-32D，占用1个站；AJ65SBTB1-32T，占用1个站；
FESTO公司CPA阀岛，占用1个站；
人机界面：A985GOT+A8GT-J61BT15，占用1个站；
个人电脑：个人电脑+A80BDE-J61BT，占用4个站；
变频器：FR-A500+FR-A5NC，占用1个站。

2.系统功能
1#远程I/O模块AJ65SBTB1-32D作为10#，20#操作机（推空筒用）上光电传感器以及1#，2#操作机（由阀岛控制）的每个气缸上位置传感器信号的输入（8台并条机共需4个远程输入模块和8个阀岛）。当2#并条机（由FX2NPLC控制）的喂入棉条筒出现空筒时，由人工将1#并条机的输出棉条筒搬运来替换空筒，并将空筒搬到2#传送带（由变频器控制）上任意位置处。20#操作机上光电传感器检测到前方没有空筒时，则以一定频率启动变频器，带动2#传送带运转，使空筒到位；否则，传送带停止。远程I/O模块AJ65SBTB1-32T接有11盏指示灯，作为1-8#操作机和1-3#传送带的现场故障显示。人机界面放置于车间现场，可以随时监视整个车间的运行情况，当发生故障时，分别有相应的指示灯加以显示，并且可以控制整个系统的启停。同时，可在人机界面上设定变频器的启动频率和加速时间，并可以对其运行频率和输出电压进行监视。个人电脑放置于车间控制室内，通过CC-Link接口板A80BDE-J61BT13连入系统，作为系统中的一个智能站，对车间的生产产量及并条机上各种故障进行实时监控和统计，统计结果以报表（包括日报表、月报表和故障报表）形式输出。