CC-LINK在双向拉伸薄膜生产中的应用

1、CC-LINK在双向拉伸薄膜生产中的应用摘要本文介绍了一种BOPET生产线的CC-LINK现场总线集散控制系统，系统采用三菱Q12H PLC，三菱FR-A500变频器进行变频调速，多种检测信号通过分布式I/O AJ65SBTB1 组件等，经由CC-LINK传送至PLC。文中简要介绍了BOPET薄膜生产过程及CC-LINK结构特点，主站与远程I/O组件、A500实现数据交换的方法。实践应用表明该系统简洁、可靠、实时性强。关键词 CC-LINK；BOPET；PLC；A500变频器1、引言双向拉伸聚酯薄膜（以下简称：BOPET）是一种绿色、环保、综合性能优异的高分子薄膜材料，它具有机械强度高、刚性好

2、、韧性强，电绝缘性能优良，透明、光泽度高，无毒、无嗅、无味，耐磨、耐折叠、耐针孔和抗撕裂等特点。其拉伸强度是PC膜、尼龙膜的3倍，冲击强度是BOPP膜的3-5 倍。BOPET具有良好的耐热性，可进行真空镀铝，表面涂布功能性涂层材料，从而提高其热封性、阻隔性、印刷性能和具备一些独特的光学性能等。BOPET还具有优异的耐蒸煮性、耐低温冷冻性，良好的耐油性和耐化学品性能。此外，BOPET还具有其他类型的包装薄膜不可比拟的气体阻隔性能，可有效延长被包装物的保存期限。BOPET薄膜主要的应用领域有：包装、印刷、磁记录、感光、办公、绝缘、护卡、建筑、装饰装潢等。近年来，又被进一步应用于航天、光学、太阳能、

3、电子、电工等高精尖技术领域，推动了相关领域的材料革命和技术进步。 BOPET薄膜生产线工作原理是：根据薄膜生产工艺要求，将挤出机及机头的各节筒体分别加热到不同的工作点，按配方通过料斗不断地注入料粒；熔融状的物料由机头挤出后，经过冷却辊冷却，形成窄而厚的薄膜厚片；薄膜厚片经过储片架整理后，被送入纵向拉伸区，根据工艺要求由慢速辊和快速辊进行纵向拉伸处理；横向拉伸区用于实现薄膜的第二次拉伸，即横向拉伸，该区域涉及薄膜的横拉分区加热控制、同步传动控制、破膜检测及其处理等问题，是实现有效成膜的关键之一；薄膜经过双向拉伸（即纵拉和横拉）后，被送入后处理区域进行后续工艺的处理，再经过上卷辊整理，由两台收卷辊

4、轮换进行张力控制收卷，最终形成成品膜。由于生产线连续作业，设备分布较分散，控制过程较复杂，因此控制系统经由CC-LINK将现场控制信号与主控制器实现交换。2、集散控制系统结构设计2.1CC-Link开放式现场总线2.1.1 CC-Link的特性     CC-Link是Control&Communication Link (控制与通信链路系统)的简称，是三菱电机于1996年推出的开放式现场总线，其数据容量大，通信速度多级可选择，而且它是一个复合的、开放的、适应性强的网络系统，能够适应于较高的管理层网络到较低的传感器层网络的不同范围。CC-Link

5、是一个以设备层为主的网络，一般情况下，CC-Link整个一层网络可由一个主站和六十四个从站组成。网络中的主站由PLC担当，从站可以是远程I/O模块、特殊功能模块、带有CPU和PLC本地站、人机界面、变频器及各种测量仪表、阀门等现场仪表设备。且可实现从CC-Link到AS-I总线的联接。CC-Link具有高速的数据传输速度，最达可达10Mbps。CC-Link的底层通信协议遵循RS485，一般情况下，CC-Link主要采用广播一轮询的方式进行通信，CC-Link也支持主站与本地站、智能设备站之间的瞬间通信。    2.1.2 CC-Link的数据通信方式  

6、;   CC-Link的通信形式可分为2种方式：循环通讯和瞬时传送。循环通讯意味着不停地进行数据交换。各种类型的数据交换即远程输入RX，远程输出RY和远程寄存器RWr、RWw。一个从站可传递的数据容量依赖于所占据的虚拟站数。占据一个从站意味着适合32位RX和/或RY，并以每四个字进行重定向。如果一个装置占据两个虚拟站，那么它的数据容量就扩大了一倍。除了循环通信，CC-Link还提供主站、本地站及智能装置站之间传递信息的瞬时传送功能。信息从主站传递到从站，信息数据将以150字节为单位分割，并以每批150字节传递。若从从站传递到主站或其他从站，每批信息数据最大为34字

7、节。瞬时传送需要由专用指令来完成。瞬时传送不会影响循环通信的时间 。    2.1.3 CC-Link控制网络的优势     CC-Link的优势如下：     1） 高速度大容量的数据传送     2） 拓扑结构有多点接入、T型分支、星型结构     3） CC-Link使分布控制成为现实     4） 自动刷新功能、预约站功能   &

8、#160;  这一特性是CCLink独特之处，以PLC作为CC-Link的主站，由主站模块管理整个网络的运行和数据刷新，主站模块与PLC的CPU的数据刷新可在主站参数中设置刷新参数，便可以将所有的网络通信数据和网络系统监视数据自动刷新到PLC的CPU中，不需要编写刷新程序，这样，也不必要考虑CC-Link主站模块缓冲寄存区的结构和数据类型与缓冲区的对应关系，简化编程指令，减少程序运行步骤，缩短扫描周期，保证系统运行实时性。预约站功能在系统的可扩展性上显示出极大的优越性，也给我们系统开发提供很大的方便。预约站功能指CC-Link在网络组态时，可以将现在不挂上网络而计划将来挂接到CC-L

9、ink的设备，在网络组态时事先将这些设备的系统信息（站类型、占用数据量、站号等）在主站中登录，而且可以将相关程序编写好，这些预约站挂接到网络中后，便可以自动投入运行，不需要重新进行网络组态。而且在预约站没有挂接到网络中时CC-Link同样可以正常运行。     5） 完善的RAS功能      RAS是Reliability（可靠性）、Availability（有效性）、Serviceability（可维护性）的缩写。备用主站功能、在线更换功能、通信自动恢复功能、网络监视功能、网络诊断功能提供了一个可以信赖的网络系

10、统，帮助用户在最短时间内恢复网络系统。     6） 异抗噪性能和兼容性     7） 互操作性和即插即用     8） 瞬时传送功能     2.2三菱的网络结构介绍三菱有比较全的网络结构，下到设备和I/O的控制，上到工厂间的信息以太网，中间有实时性很强的MELSECNET/H网络。详细如下图： 图2三菱网络结构2.3集散控制系统结构考虑到BOPPET薄膜的生产工艺特点及其复杂性等因素，本文设计并构造的集散控制系统结构如图3所示。在该

11、CC-Link现场总线网上，Q12HCPU是主站，QJ61BT11作为接口模块。从站有两大类：一类是远程I/O站，由AJ65BTB2-16R和AJ65SBTB1-16D远程I/O模块组成，共29个模块，每个模块占用1个逻辑从站资源，主要用于实现切换、联锁、故障等控制和检测；另一类由A500远程设备模块构成，共32个模块，考虑到所要传输的信息量较大，在这里每个模块被设计成占用4个逻辑从站资源，主要用于实现，整个CC-Link网络由2个主站和61个逻辑从站构成。 该集散控制系统除了应用CC-Link网络外，还采用了其它通讯网络方式对系统各局部区域进行控制，如FL-NET、NET/H 、ETHNET

12、、RS-422等。传动控制用富士PLC，通过FL-NET，采用T-LINK网络对挤出机、计量泵电机、冷鼓电机、纵拉电机、横拉电机、牵引电机、收卷电机共52 台电机进行控制与检测。温控系统用RS-422通讯网络，通过RKC SR mini智能仪表对整个温控子系统进行实时监测与控制，该温控子系统包括对挤出机、机头、纵向拉伸和横向拉伸共34个独立的加热区的温度控制。通过NET/H网络，实现前道工序与后道工序之间实现数据交换。工控机IPC重要的任务就是根据品种切换生产配方的设置，并显示传动子系统、温控子系统的关键工艺参数情况，便于工艺技术人员及时调整相关参数，保证产品质量。  &#

13、160;        图3 集散控制系统图3、集散控制子系统设计本系统采用CC-LINK网络系统，它有61个远程I/0站（Remote I/O），2个主站(Master Station),通过两个主站对61个分站进行集中控制。3.1 系统配置3.1.1 硬件组成电源Q61P-A2（一块）、基板Q35B（一块）、CPU Q12HCPU （一块）、CC-LINK网络模块QJ61BT11 （两块）、远程输出模块AJ65SBTB1-16T （29块）、CC-LINK T型中继AJ65SBT-RPT（两块）、变频器FR-A

14、500（32台）、通讯模块QJ71C24N-R2（一块）、 触摸屏PROFACE 3.1.2 控制系统构成要求对32台风机进行远程控制及通过远程I/O与现场控制器、执行器进行数据交换。针对控制要求系统采用比较经济的CC-LINK 网络控制系统。主站采用Q12HCPU 本地I/O+远程I/O可达2048个控制点、主站控制61个分站，每个分站占32个I/O点、每个分站控制风机的启停、速度的调整及远程开关量信号的采集、控制。由于系统采用了CC-LINK网络系统，节约了大量布线成本，而且便于集中维护和管理。       图4 系统结

15、构图3.2 参数设置和编程 3.2.1 I/O 配置根据硬件的选择，在三菱的PLC编程软件GX Developer中需要配置I/O及开关设置。  图5 I/O配置3.2. 2、CC-LINK 参数设置 1、 硬件设置：在使用CC-LINK现场总线网络时，需要先设定参数才能使用。首先是站号的设定：主站的站号必须设定为0号站，由于在本系统中有两个主站，它们属于不同的网络。所以必须两个主站都设定为0号站、通讯速率设定2.5Mbps（传送速率/模式设置开关设定为2）；然后设定每路的远程输出的站号和通讯速率，第一路依次设定为1号站、2号站、3号站、4号站、5号站、6号站.29号站；第

16、二路依次设定为1号站、2号站、3号站.32号站。在设定站号时不要中间隔站，通讯速率统一为2.5Mbps。既每个远程输出和中继速率拨码开关都拨到OFF位置。 工作方式选择“在线”2、 软件设置：软件设置包括CC-LINK主站模块QJ61BT11所在I/O设置，网络类型设置（主站）、模式设置、软元件设置、连接数设置等。具体设置如下图 图6 主站网络参数设置网络1（1）主站参数设定远程输入（RX）的刷新编程元件设置为X0C00远程输出（RY）的刷新编程元件设置为Y0C00（2）远程站参数设定站号与传输速率的设定传输速度开关设定为2（2.5Mbps）网络2（1）主站参数设定输入（RX）的刷新编程元件设

17、置为X0C00远程输出（RY）的刷新编程元件设置为Y0C00远程寄存器（RWr）的刷新编程元件设置为D3600远程寄存器（RW）的刷新编程元件设置为D37503.2.3从站参数设置3.2.3.1站号与传输速率设定传输速度开关设定为2（2.5Mbps）3.2.3.2变频器与通讯相关的参数设置参数参数描述设定值Pr79操作模式选择2Pr338操作指令源0Pr339速度指令源0Pr340连接建立模式选择1Pr349通讯错误复位0Pr500通讯错误等待时间0Pr501通讯错误次数0Pr502通讯错误停止模式选择03.2.3.3 I/O信号输出信号（主站-变频器）RY0正转指令RY1反转指令RY2高速指

18、令RY3中速指令RY4低速指令RY5点动操作RY6第二功能选择RY7电流输入选择RY8电源故障自动启动功能RY9输出停止RYA预留RYB预留RYC监视指令RYD频率设定指令（RAM）RYE频率设定指令（EPROM）RYF指令代码执行请求RY10预留RY19预留RY1A故障复位输入信号（变频器-主站）RX0正转RX1反转RX2端子功能（运行）RX3频率到达RX4过载RX5电源故障RX6频率检测RX7报警RX8预留RX9预留RXA预留RXB预留RXC监视RXD频率设定完成（RAM）RXE频率设定完成（EPRAM）RXF指令代码执行完成RX10.19预留RX1A故障RX1B远程站准备2.4远程寄存器

19、主站-变频器RWw0监视代码RWw1设定频率RWw2指令代码RWw3写数据变频器-主站RWr0第一监视值RWr1第二监视值（输出频率）RWr2响应代码RWr3读数据3.3 网络诊断利用GX Developer CC-LINK网络诊断功能很容易知道网络的每个远程模块的通讯情况，检查每个主站模块所连接的远程站的通讯情况。从主站的LED显示可以看出网络的状态。           RUN:模块运行指示灯，指示灯亮，代表模块工作正常。ERR：模块出错指示灯，指示灯亮，代表模块工作错误，可能的原因如下：模块设定不正

20、确；主站被重复设定；模块网络参数设定错误；数据接收监视定时器动作；网络链接被断开L ERR：数据通信错误。指示灯亮，代表数据通讯出现错误；指示灯以国定频率闪烁，代表模块的设定开关设定不正确。MST：主站工作指示灯，指示灯亮，代表网络链接已经正常建立，且进入主站工作状态。 S.MST：备用主站工作指示灯，指示灯亮，代表网络链接已经正常建立，且君如备用主站工作状态。SD：数据发送中RD：数据接收中远程站工作指示灯PW:模块电源指示灯，指示灯亮，代表供电24V正常。L.RUN：数据链接指示灯，指示灯亮，代表数据链接正在正常执行。SD：数据发送中RD：数据接收中L.ERR：数据通信错误。指示灯亮，代表数据通讯出现错误；4、总结CC-L