三菱CC-LINK通信在風(fēng)電塔機上的應(yīng)用

王鵬閣

(華電鄭州機械設(shè)計研究院有限公司，河南 鄭州 450046)

0 引言

在風(fēng)電塔機的電氣控制系統(tǒng)中，PLC主要負(fù)責(zé)采集控制指令、限位開關(guān)狀態(tài)、接觸器狀態(tài)等輸入信息，以及控制抱閘、指示燈、變頻器等輸出信息。風(fēng)電塔機的電氣房一般布置在后機臺，電氣房內(nèi)一般設(shè)置PLC、變頻器、斷路器、接觸器、繼電器等電氣元件。風(fēng)電塔機的司機室一般布置在前機臺，司機室內(nèi)設(shè)置操作臺、安全監(jiān)控主機等。司機室和電氣房之間存在大量控制接線，安裝和拆卸比較麻煩，利用總線技術(shù)可以減少接線工作，提高安裝拆卸速度，同時提高電氣控制系統(tǒng)穩(wěn)定性。

1 CC-LINK網(wǎng)絡(luò)及通信原理

1.1 CC-LINK網(wǎng)絡(luò)

CC-LINK(CONTROL&COMMUNICATION LINK)是連接PLC、傳感器、驅(qū)動設(shè)備、控制設(shè)備的現(xiàn)場總線的簡稱[1]。CC-LINK現(xiàn)場總線技術(shù)最早應(yīng)用于汽車制造行業(yè)，在20世紀(jì)80年代，因為日本汽車逐步進(jìn)入到了中國市場，CC-LINK現(xiàn)場總線技術(shù)也隨之進(jìn)入了中國汽車制造行業(yè)，而且得到了廣泛的推廣應(yīng)用。目前，CC-LINK現(xiàn)場總線技術(shù)已經(jīng)不再僅僅局限于汽車制造行業(yè)，在水處理、化工、鋼鐵制造等領(lǐng)域也有較多的應(yīng)用[2]。CC-LINK網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)是通過專用通信電纜將分散的輸入/輸出模塊、特殊功能模塊及智能功能模塊等連接起來，并通過PLC控制這些模塊。通過CC-LINK網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)可以將多個模塊分散地配置在生產(chǎn)線各環(huán)節(jié)或機械設(shè)備的各部位上，這樣可以省去很多系統(tǒng)整體的連接配線；PLC可以簡單并且高速地收/發(fā)各分散模塊中的輸入/輸出等ON/OFF信息及數(shù)值數(shù)據(jù)；通過連接各合作廠家配套的各種軟件設(shè)備，可以組建各種符合用戶需求的控制系統(tǒng)。

1.2 通信原理

CC-LINK網(wǎng)絡(luò)的主站與遠(yuǎn)程設(shè)備站之間的通信方式主要采用循環(huán)式通信，即各種數(shù)據(jù)(包括遠(yuǎn)程輸入RX、遠(yuǎn)程輸出RY、遠(yuǎn)程寄存器RWr和RWw)循環(huán)往復(fù)不停地進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。主站的通信接口模塊通過鏈接掃描的方式與其他遠(yuǎn)程設(shè)備從站進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，通信接口之間通過緩沖存儲器自動完成映射，主站和從站需要使用FROM/TO專用指令來讀取或?qū)懭刖彺嫫髦械臄?shù)據(jù)。CC-LINK網(wǎng)絡(luò)的主站與遠(yuǎn)程設(shè)備站之間的通信原理框圖如圖1所示。

圖1 CC-LINK網(wǎng)絡(luò)的主站與遠(yuǎn)程設(shè)備站之間的通信原理框圖

(1)遠(yuǎn)程輸入：遠(yuǎn)程設(shè)備站的遠(yuǎn)程輸入數(shù)據(jù)(RX)通過鏈接掃描的方式自動存儲到主站的緩沖存儲器“遠(yuǎn)程輸入(RX)”中，使用FROM指令把存儲在緩沖存儲器“遠(yuǎn)程輸入(RX)”中的輸入狀態(tài)存儲到可編程控制器中。

(2)遠(yuǎn)程輸出：使用TO指令把從遠(yuǎn)程設(shè)備站的遠(yuǎn)程輸出(RY)的ON/OFF信息寫入到緩沖存儲器“遠(yuǎn)程輸出(RY)”中，存儲在緩沖存儲器“遠(yuǎn)程輸出(RY)”中的輸出狀態(tài)通過鏈接掃描的方式存儲到遠(yuǎn)程設(shè)備站。

(3)至遠(yuǎn)程寄存器(RWw)的寫入：使用TO指令將需要發(fā)送的數(shù)據(jù)寫入到緩沖存儲器“遠(yuǎn)程寄存器(RWw)”中，存儲在緩沖存儲器“遠(yuǎn)程寄存器(RWw)”中的數(shù)據(jù)通過鏈接掃描被自動發(fā)送到遠(yuǎn)程設(shè)備站的遠(yuǎn)程寄存器(RWw)中。

(4)從遠(yuǎn)程寄存器(RWr)的讀取：遠(yuǎn)程設(shè)備站的遠(yuǎn)程寄存器(RWr)的數(shù)據(jù)通過鏈接掃描被自動存儲到主站的緩沖存儲器“ 遠(yuǎn)程寄存器(RWr)”中，使用FROM指令將存儲在緩沖存儲器“遠(yuǎn)程寄存器(RWr)”中的數(shù)據(jù)讀取到可編程控制器中[3]。

2 應(yīng)用案例

2.1 項目簡介

為突破高塔架低風(fēng)速風(fēng)機安裝起升高度大、轉(zhuǎn)場頻繁等特殊需求，華電鄭州機械設(shè)計研究院成功研發(fā)了自升式、全自立、無附著式FZQ1650型等高塔架風(fēng)電塔機，能有效滿足2 MW～4 MW、180 m高度的風(fēng)機安裝需求，填補了塔機安裝風(fēng)機的行業(yè)空白。為了減少現(xiàn)場接線，提高安裝拆卸速度，在司機室內(nèi)配置一臺三菱FX3U系列PLC，采集聯(lián)動臺上操作手柄的控制指令、按鈕指令以及司機室附近限位信息等，并控制指示燈顯示。在電氣房配置一臺三菱FX3U系列PLC，采集斷路器、接觸器、變頻器等的狀態(tài)，經(jīng)邏輯運算實現(xiàn)相關(guān)執(zhí)行元件的控制。通過構(gòu)建CC-LINK網(wǎng)絡(luò)，建立起司機室和電氣房兩臺PLC之間的通信，實現(xiàn)數(shù)據(jù)交換。

2.2 網(wǎng)絡(luò)硬件配置

本項目將電氣房的PLC定義為主站PLC，將司機室的PLC定義為從站PLC。主站PLC配置1個FX3U-16CCL-M網(wǎng)絡(luò)模塊，從站PLC配置1個FX2N-32CCL網(wǎng)絡(luò)模塊，兩個模塊之間通過CC-LINK專用電纜連接。設(shè)置FX3U-16CCL-M站地址為0、FX2N-32CCL站地址為1。

2.3 網(wǎng)絡(luò)參數(shù)設(shè)置

主站模塊需要設(shè)置網(wǎng)絡(luò)參數(shù)，從站模塊不需要。網(wǎng)絡(luò)參數(shù)設(shè)置的方法有兩種：一種是通過編寫設(shè)置參數(shù)用程序來設(shè)置網(wǎng)絡(luò)參數(shù)，另一種是通過GX WORKS2軟件設(shè)置網(wǎng)絡(luò)參數(shù)。本文采用第二種方法設(shè)置網(wǎng)絡(luò)參數(shù)，方便快捷。

網(wǎng)絡(luò)參數(shù)設(shè)置界面如圖2所示，進(jìn)入?yún)?shù)-網(wǎng)絡(luò)參數(shù)-CC-LINK界面，設(shè)置類型、模式設(shè)置、總連接臺數(shù)、站信息等。

圖2 網(wǎng)絡(luò)參數(shù)設(shè)置界面

CC-LINK站信息如圖3所示。在站信息設(shè)置中需設(shè)置站類型、占用站數(shù)、遠(yuǎn)程站點數(shù)。設(shè)置完畢后就完成了網(wǎng)絡(luò)參數(shù)的設(shè)置。

圖3 CC-LINK站信息

2.4 通信程序編寫

主站和從站需要通過FROM和TO指令讀取和傳送緩存寄存器的內(nèi)容。主站通信程序如圖4所示，主站PLC通過FROM指令讀取FX3U-16CCL-M中0#單元BFM#0E0緩存寄存器的內(nèi)容，并放到M100～M147中。主站PLC通過TO指令將本站X0～X063信息存放到0#單元BFM#0160緩存寄存器中。

圖4 主站通信程序

從站通信程序如圖5所示，從站PLC通過FROM指令讀取FX2N-32CCL中0#單元BFM#0緩存寄存器的內(nèi)容，并放到M300～M363中。從站PLC通過TO指令將本站X0～X47信息存放到0#單元BFM#0緩存寄存器中。

圖5 從站通信程序

2.5 通信測試

按遠(yuǎn)程設(shè)備站→主站的順序接通系統(tǒng)的電源，開始數(shù)據(jù)鏈接。將主站PLC的X000置為ON，則從站PLC的M300為ON；將從站PLC的X000置為ON，則主站PLC的M100為ON。說明通信正常，否則請檢查相關(guān)設(shè)置是否正確。

3 結(jié)語

通過硬件配置、網(wǎng)絡(luò)參數(shù)設(shè)置、通信程序編寫、通信測試等工作，完成主站和從站之間的CC-LINK通信。CC-LINK總線技術(shù)在此次風(fēng)電塔機工程項目的成功應(yīng)用，減少了大量的設(shè)備配線以及現(xiàn)場接線工作，提高了風(fēng)電塔機的安裝拆卸速度，同時提高了電氣控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性，確保了風(fēng)電建設(shè)的速度以及安全。