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作者簡(jiǎn)介：張乃杰（1973-），男，河北唐山人，大學(xué)本科，技術(shù)工程師，研究方向為工業(yè)自動(dòng)化控制。
摘 要：本文以長(cháng)治H型鋼控制系統為例，簡(jiǎn)單的介紹CC-Link在冶金行業(yè)軋制生產(chǎn)線(xiàn)上的應用，并對CC-Link在系統中的應用作了詳細說(shuō)明。
關(guān)鍵詞：CC-Link；H型鋼自控
Abstract：CC_LINK network proposed by MITSUBISHI electric corporation is a kind of field-bus technology for factory-automatic workshop monitoring and data communication and control among field devices.It can supply distributed digital control and field communication for field devices and workshop monitoring，which makes a feasible solution to total plant automation and field device intellectualization.Rapidity and reliability of communication network is key in metallurgical automation system.By taking Changzhi H-beam automation system as one example，this paper introduces the application of CC_LINK network and MITSUBISHI CC_LINK network in the metallurgical rolling line.
Key words：MITSUBISHI CC_LINK network；H-beam automation
隨著(zhù)我國現代化建設的飛速發(fā)展，H型鋼在大型建筑、廠(chǎng)房、橋梁建設等領(lǐng)域得到了廣泛的應用，H型鋼生產(chǎn)線(xiàn)也越來(lái)越被冶金企業(yè)所關(guān)注，目前我國共有11條H型鋼生產(chǎn)線(xiàn)，分布于馬鋼、萊鋼、攀鋼、包鋼、日照、津西鋼廠(chǎng)等大型鋼廠(chǎng)。作為一種綠色建筑鋼材，未來(lái)幾年我國的H型鋼需求量必將會(huì )得到很大的提高。長(cháng)治鋼鐵集團位于山西省長(cháng)治市，創(chuàng )建于1947年，是中國共產(chǎn)黨在太行山革命根據地建設的第一個(gè)鋼鐵企業(yè)，經(jīng)過(guò)60多年的發(fā)展，現已形成集采礦、煉焦、煉鐵、煉鋼、軋材、水泥制造、工程建設、鍛壓機械制造、房地產(chǎn)開(kāi)發(fā)于一體，鋼鐵生產(chǎn)能力達360萬(wàn)噸的大型國有企業(yè)。由北京北京高威科電氣技術(shù)有限公司于2007年承建的H型鋼生產(chǎn)線(xiàn)，工程總投資52612萬(wàn)元，設計產(chǎn)量60萬(wàn)噸／年，機械設備總重5346噸，電氣總容量28000千瓦，核心設備由德國西馬克·梅爾公司引進(jìn)。
1 CC-Link現場(chǎng)總線(xiàn)
CC-Link是CONTORL&COMMUNICATION LINK的簡(jiǎn)稱(chēng)，是一種國際化，開(kāi)放式的現場(chǎng)總線(xiàn)，采用了廣播輪詢(xún)的傳送方式，最快通訊速度10Mbps，最大連接站點(diǎn)數量64臺。
CC-Link現場(chǎng)總線(xiàn)的主要特點(diǎn)：
（1）網(wǎng)絡(luò )可掛接：遠程I/O站；遠程設備站；智能設備站和本地站等多種控制設備單元。
（2）從站脫離
由于系統采用總線(xiàn)連接方法，即使一個(gè)模塊系統因停電而失效，也不會(huì )影響和其它正常模塊的通信，而且，對于電纜使用兩個(gè)端子排的模塊，可以在數據鏈接的時(shí)候更換該模塊。
（3）備用主站功能
如果主站因PLC CPU或者電源故障發(fā)生故障，該功能可以通過(guò)切換到備用主站（主站的備用站）的辦法繼續進(jìn)行數據鏈接。即使在備用主站控制進(jìn)行數據鏈接時(shí)，主站也可以復位到在線(xiàn)，準備在備用主站宕機的時(shí)候啟用。
（4）既可采用專(zhuān)用三芯屏蔽電纜，也可以通過(guò)中繼器使用光纖實(shí)現高速遠距離的連接。
（5）連接方式靈活，原則上采用多點(diǎn)連接，也可實(shí)現T型分支連接。
2 長(cháng)治H型鋼生產(chǎn)線(xiàn)的方案
H型鋼軋制生產(chǎn)線(xiàn)主要由：1臺步進(jìn)式加熱爐、1臺可逆式二輥粗軋機、三機架萬(wàn)能式精軋機組、熱鋸機組、步進(jìn)冷床、矯直設備、冷鋸機組及堆垛設備組成。工藝流程如下：
連鑄坯→鋼坯清理→稱(chēng)重→上料臺架→上料輥道→入爐口→加熱→出爐→高壓水除鱗→開(kāi)坯機可逆軋制→熱鋸切頭尾→萬(wàn)能軋機可逆軋制→熱鋸切頭尾及倍尺分段→上冷床冷卻→下冷床矯直→編組臺編組→冷鋸定尺鋸切→檢查臺檢查→碼垛機收集→打捆機包裝→稱(chēng)重→掛標牌→成品入庫。
軋線(xiàn)中除主體設備軋機外，輥道電機等輔傳動(dòng)系統和液壓潤滑系統比重最大，針對于此，本系統底層采用CC-Link現場(chǎng)總線(xiàn)，進(jìn)行液壓潤滑站PLC控制器及各輔傳動(dòng)裝置FR-A700變頻器間的數據交換與通訊，供電方式全部采用直流母線(xiàn)供電，輔傳動(dòng)裝置與主PLC用CC-Link相連。CC-Link有極高的傳輸速率，多種網(wǎng)絡(luò )拓撲結構。主PLC與各輔傳動(dòng)系統之間的設定值、指令和數據均通過(guò)PLC的CC-Link網(wǎng)絡(luò )接口進(jìn)行傳送，實(shí)現網(wǎng)絡(luò )控制，系統響應速度快；在操作臺和現場(chǎng)設有CC-Link遠程I/O站，也通過(guò)CC-Link網(wǎng)絡(luò )化分布式控制。PLC系統配有多條CC-Link網(wǎng)絡(luò )，把各區輔傳動(dòng)系統及遠程操作部分分段組網(wǎng)，在提高系統響應速度的同時(shí)，也增加了系統的安全可靠性。
該網(wǎng)絡(luò )的主要特點(diǎn)：
（1）網(wǎng)絡(luò )總站點(diǎn)數量可靈活設定；
（2）網(wǎng)絡(luò )的通信速率為2.5Mbps；
（3）網(wǎng)絡(luò )通訊協(xié)議：CC-Link；
（4）每臺聯(lián)網(wǎng)的PLC均裝有一塊網(wǎng)絡(luò )接口模塊，輔傳動(dòng)裝置設CC-Link選項卡；
（5）PLC與輔傳動(dòng)間的各種控制信號和狀態(tài)信息都可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò )實(shí)現。
整個(gè)H型鋼生產(chǎn)線(xiàn)包含三菱FR-A700變頻器114臺，2臺FR-F740-630K變頻器，31臺FR-V540變頻器，分別作為輥道運輸和輔助液壓系統，14個(gè)FX2NCPU分別用于液壓站、稀油潤滑站及其操作臺和現場(chǎng)操作箱等控制。另外還設有CC-Link遠程I/O站9個(gè)用作現場(chǎng)操作箱，8臺主CPU選擇Q25HCPU。如圖1所示。
圖1 系統的網(wǎng)絡(luò )配置示意圖
通過(guò)CC-Link連接最大的從站數量為64個(gè)，原則上采用多點(diǎn)連接方式，或使用中繼器采用T型分支連接，同時(shí)通訊距離和傳輸速度直接關(guān)聯(lián)，具體見(jiàn)表1。
表1
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通訊速度 |
156Kpbs |
625Kpbs |
2.5Mpbs |
5Mpbs |
10Mpbs |
| 傳輸距離 | 1200m | 900m | 400m | 160m | 100m |
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現場(chǎng)應用中的體會(huì )：
（1）有關(guān)CC-Link網(wǎng)絡(luò )布線(xiàn)的問(wèn)題
首先電纜選擇，最好選用專(zhuān)用電纜才能保證通訊質(zhì)量，CC-Link網(wǎng)絡(luò )中出現的T型分支處理必須選擇中繼模塊或者盡量避免出現T型分支，否則通訊不穩定。
（2）通訊速度的選擇，在應用中由于現場(chǎng)環(huán)境的不確定在滿(mǎn)足使用要求的前提下，不要設置得過(guò)高。如必須快速通訊，最好通過(guò)增加主站模塊來(lái)縮短通訊距離，來(lái)提高速度。Q25HCPU最多能安裝4塊主站模塊QJ61BT11。
（3）終端電阻的使用，電纜兩端的終端電阻是用來(lái)減輕終端部分的信號反射，阻止信號干擾的，必須適用于電纜相配的終端電阻。
3 結束語(yǔ)
這種基于現場(chǎng)總線(xiàn)基礎上的控制方案，系統結構得到簡(jiǎn)化。從設計、安裝、投運到正常生產(chǎn)運行及其檢修維護，都體現出該控制系統的優(yōu)越性，主要表現在：第一，節省硬件數量與投資；第二，節省安裝費用；第三，節省維護開(kāi)銷(xiāo)；第四，用戶(hù)具有高度的系統集成主動(dòng)權；第五，提高了系統的準確性與可靠性。第六，減少操作維護人員，方便調度指揮，取得了顯著(zhù)的經(jīng)濟效益?？傊?，CC-Link現場(chǎng)總線(xiàn)的成功應用，不僅降低成本，簡(jiǎn)化控制系統的配置，而且提高了系統運行的可靠性，尤其是其靈活全面的故障診斷能力及網(wǎng)絡(luò )通訊能力，方便了施工、調試和維護，使系統綜合運行成本大幅減少，系統性能大幅度提高。生產(chǎn)線(xiàn)自2007年底投產(chǎn)以來(lái)運行穩定、性能可靠，并順利達產(chǎn)，得到了用戶(hù)的高度評價(jià)，為H型鋼廠(chǎng)的順利投產(chǎn)提供堅實(shí)保障。
參 考 文 獻
［1］Q系列CC-Link網(wǎng)絡(luò )系統用戶(hù)參考手冊SH（NA）-080237C-A.
［2］三菱通用變頻器A700使用手冊.
［3］三菱通用變頻器內直選件FR-A7NC使用手冊.
——轉自《自動(dòng)化博覽》
北京市公安局海淀分局備案號：11010802023656號