开放式现场总线CC-Link在计量配料中的应用

一 概述

全自动配料控制系统在各行业的应用已屡见不鲜，如：冶金，有色金属，化工，建材，食品等行业。它是成品生产的首要环节，特别是有连续供料要求的行业，其配比的过程控制直接影响了成品的质量，它是企业取得最佳经济效益的先决条件。虽然行业各自不同的工艺特点对配料控制要求也不同，但其高可靠性，先进性，开方性，免维护性，可扩展性是工厂自动化FA所追求的一致目标。

二 系统功能

基于以上目标，我们为某企业设计、制造了一套全自动的多品种混合配料称重的三电一体化生产线。其中动态计量秤，通过CC-Link现场总线，会同PLC，HMI/IPC无缝地组成三位一体的计量配料系统，其中工控机经HUB及以太网TCP/IP连入工厂ERP/MIS。整个配料过程严格按照所选择的配方比和流程进行，并有多级报警记录，完成不同原料混匀给料及物流控制，实现了管控一体化，优了过程控制的性能和效率。

三 CC-Link概况

CC-Link是三菱电机以高性能、低成本、多厂商支持为目标于1996年推出的第二代开放式现场总线，是control communication Link（控制与通信链路）的简称，2000年11月，CC-Link协会成立，专门负责CC-Link在全球的普及和发展。

开放式现场总线CC-Link具有性能卓越、应用广泛、使用简单、节省成本等突出的优势。CC-Link采用双绞线为连接介质的主从结构，最多支持64个从站，采用广播论询方式，最高可达到10Mbps速度。PLC或计算机作为CC-Link主站，配以AJ65SBT-RPT中继器最远距离可达13.2公里。网络总线最大的循环数据容量为2048个点，512个字；最大瞬时传送数据量为960字节。CC-Link具有预约站功能、自动刷新功能、即插即用功能和主站热备、子站脱离、站上线回复、监控测试等完备的RAS机能。CC-Link在使用上，硬件开关设置、接线（3芯屏蔽线）和系统组态（参数设定即可）都非常方便和简单。

目前CC-Link支持多达360种设备，如：远程I/O、传感器、称重控制器、调节器、电磁阀、变频器、触摸屏等等。并得到220多家厂商支持，如：松下电工、大和衡器、横河、西门子、SMC、DIGITAL、NEC等等。CC-Link也是目前唯一能与欧美现场总线标准抗衡的亚洲产品。

四 系统配置

本系统下位机采用了三菱电机的MELSEC-A2SH PLC为主控，并配以三菱GOT触摸屏为下位人机介面(HMI)，计量控制由12台上海大和衡器公司的CFW定量给料机(Constant Feed Weigher)组成。它们之间通过CC-Link现场总线联接，以实现数据采集与控制，来确保系统的可靠性和实时性。上位机部分选择研华IPC610工控机作为监控站，配以MS Windows NT 4.0 for workstation操作系统和悉雅特监控软件Citect Version 5.30为运行环境，系统软件具有丰富的流程操作、监控、通讯、报警、管理、趋势、记录和人机对话等功能，并具有较强的诊断能力。系统的硬件和软件是控制系统的有机体，以上配置确保了系统完整性、一致性、兼容性和成套性，适应在工业环境下能长期稳定运行，并具有电、磁、震抗干扰的能力，满足了安全性的要求。本配料系统结构与网络配置如图1所示

1，下位机结构及组成

在本工程中所采用的12台CFW主要是来完成原料流量控制，其中的CFC-200仪表，它集调节与演算为一体的多功能计量控制器，它是日本大和制衡出众的计量仪表设计技术的体现，具备足够的抗干扰性能、多样化接口、自诊断功能、自整定PI调节功能等特长，并配以三菱A540电流矢量型变频器和SEW高性能电机，组成一个完整的机电一体化产品，确保了计量和控制的准确性(±3‰精度)，保证了12台CFW相互间瞬时流量比例的恒定。

下位机选用CC-Link现场总线控制方式，用三菱MELSEC-A PLC共二台组成CC-Link双机冗余结构，它具有先进、高速、可靠、大容量的特点，其中PLC1为主控，PLC2为后备冗余，当通信发生故障时，便可实行主备PLC间的无扰切换。由于12台CFW分布较分散，故选择CC-Link总线将大和衡器称重控制器与PLC直接相连。下位人机介面(HMI)为三菱电机液晶触摸屏GOT，以确保工艺数据正确和及时的在上位PC监控站和触摸屏上得到双重响应和显示，即使上位发生故障或失效，也不影响整个流程控制。触摸屏的监控画面虽没上位HMI丰富，但也基本覆盖整个系统的监控和操作。

上海大和的定量给料机(CFW)是作为远程设备从站形式连接CC-Link现场总线的。

PLC控制软件采用符号化的梯形图编写，并充分考虑系统资源，减少循环扫描时间，提高实时控制性。PLC1为CC-Link主站，由主站模块控制从站的运行和数据刷新，因A2SH PLC支持CC-Link指令，使网络组态和数据处理时，更显容易，在运行程