CC-Link现场总线在民爆包装生产线上的应用

一、引言
民用炸药生产是一个具有危险性的特殊行业。为了提高炸药生产效率，减少生产过程中造成的工人人身伤害，这个行业对自动化包装线的需求比较迫切。
武汉人天包装技术公司开发的DWG型民爆中包生产线正是满足这种需求的一款产品。生产线针对炸药的包装工艺特点，对炸药进行自动排列、中包包装、装箱。
其自动控制系统采用CC-Link现场总线、分散控制、变频定位控制等技术，保证了生产线稳定、可靠的运行。现场各PLC利用CC-Link总线进行通讯，使得整个生产线配置变的灵活，安装维护容易。友好的人机界面降低了操作难度与事故率，提高了经济效益。整个生产线运行后，减少了大量操作人员，体现了较好的使用效果与较高的安全性。
此线在全国各地炸药生产企业得到了广泛的应用，并被国家民爆总局评为国家科学技术进步2等奖。

二、控制对象简介
整个生产线效果图如图所示

民爆中包生产线分为若干相对独立的功能块：
中包功能块此功能块用于将前段输送而来的药条进行排列整理，并用塑料膜包装成真空袋。一条中包生产线可能包含2至3个中包功能块
装箱功能块此功能块接受包装完成的中包袋，并将其装入纸箱，并控制辅助设备自动封箱捆扎
输送功能块此功能块根据不同厂房配置，完成物料的转移输送。

三、控制系统硬件配置
1、系统配置
全系统含数字IO约350点，变频器6-11台，另有独立温度控制回路12-18路。
主控制单元采用FX2NPLC,约100点数字IO，负责控制电机，并提供人机界面和上位机接口。
中包控制单元采用FX1NPLC,约80点数字IO,负责单台中包的控制。根据不同的生产线配备的中包控制单元数目也有所不同。
装箱控制单元采用FX2NPLC，约80点数字IO，负责装箱机的控制。
非标的现场输送设备可以采用远程IO进行控制。
各单元采用CC-Link现场总线进行连接，每个单元使用一个站。
由于厂房的布置一般在200米以内，整个网络采用2.5Mbps的运行速度
2、CC-Link网络配置
主站设置为：STATIONNO（站号）:0
　　　　　　　　　MODE（模式）:0
　　　　　　　　　BRATE（通讯速度）:2（2.5M）
　　中包1设置为：STATIONNO:01＊站号为1
　　　　　　　　　OCCUPYSTATION:1＊占用站数为1站
　　　　　　　　　BRATE:2＊传送速度为2.5M
　　中包2设置为：STATIONNO:02＊站号为2
　　　　　　　　　OCCUPYSTATION:1＊占用站数为1站
　　　　　　　　　BRATE:2＊传送速度为2.5M
　　中包3设置为：STATIONNO:03＊站号为3
　　　　　　　　　OCCUPYSTATION:1＊占用站数为1站
　　　　　　　　　BRATE:2＊传送速度为2.5M
　　装箱模块设置为：STATIONNO:04＊站号为4
　　　　　　　　　OCCUPYSTATION:1＊占用站数为1站
　　　　　　　　　BRATE:2＊传送速度为2.5M

四、软件配置
全系统采用分散控制、集中管理的思路。
1、主站软件功能
一台FX2NPLC作为网络主控站，控制整个CC-Link网络。为了保证整个生产线的安全性，避免接触器、变频器及电机启动器接触到包装材料，主站放置在远离爆炸危险环境的控制室内，因此主站还需要协调生产线数十台电机运行。同时主控制站搜集各从站的工作数据，提供生产统计，故障报警及系统调试诊断等功能。还可以通过串行口与上位机连接，提供生产现场各种数据。
2、从站软件功能
由于包装材料——炸药具有易爆属性，需要生产线即使在通讯失效的情况下机器也能安全停止，因此每个独立的功能单元在现场采用单独PLC进行信号采集与逻辑运算。同时此PLC通过软件检测网络运行状态，一旦异常，自动启动急停程序，即使恢复链接也需要操作员进行确认后方能重新投入运行。
PLC之间通过CC-Link现场总线进行数据交换实现生产线协调运行。如果一个单元异常，能自动退出连锁运行，并单独调试检修，不影响生产线其它单元。
3、生产线组态
生产线组态由一台F940GOT完成，通过触摸屏可以向生产线任何设备发送测试指令，并能实时监测全线的工作状态。　　
4、其它软件功能及软件特点
对于不需要实时响应的数据采用分组传输的策略，每个从站仅需一个站就可以满足功能。
配置软件换点功能：若PLC输出点发生损坏，无需配备编程工具就可替换损坏的点。配备现场PLC监视功能：由于防爆，防腐需要现场控制柜处于全密封状态，通过此功能可监视现场任意PLC的IO状态。
软件编制实现模块化。对于不同的工程——由于要控制输送线——只有主站程序略有变化，其他现场控制单元程序无需改变。

五、应用状况
目前正在在调试及已经验收交付使用的生产线有几十条，遍及全国各地。CC-Link现场总线在各地的反应均很良好，安调人员也反应现场工作量大幅度下降，全系统连接时间从原来2天降低到不足半天。各现场无论外部环境如何，均没有出现通讯异常终止或通讯不良造成的故障。同时在各地由权威部门组成的小组对生产线进行安全评价时,CC-Link均获得顺利通过，也反应了此种现场总线在民用爆破行业的安全性上得到了认可。目前此线被选为民爆中包标准线，并获得国家科学进步2等奖。