专利名称：基于cc-link及melsec h net网络的工业控制系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种工业控制系统，尤其是一种基于现场总线CC-LINK及 MELSECHNET网络在汽车及家电等行业车间物流的工业控制系统。
背景技术：
在以往的汽车生产装备车间，由于控制简单，自动化程度低，现场信号点少，通 常都采用输入输出信号点的PLC的集中接线方式；但随着汽车工业的发展，汽车生产 装配车间的自动化禾號越来越高，控制程度越来越复杂，现场信号点以及执行控制机 构、状态显示亦日益增多，尤其是现场智能设备的j顿，以往的接线及控帝仿式便会 显得异常臃肿，使设备的安装工作量增大，成本变高，后期的设^^言号点检测变得复 杂，故障隐患点多，故障排除困难。
现场总线技术的出现，以其优越的性能特点而被M的应用汽车及家电车间物流
控制系统中，由于现场总线仅采用一组信号线、电源线，便可将现场所有分散的I/O 信号，智能设备站方便快捷的连接到控制PLC，不但节省配线、节约空间，方便安装， 而且现场总线还有自觀常检测及诊断功能，方便故障点检知，使日常维护及点检简 单方便。
现场总线控制系统FCS(Fieldbus Control System),是继操作指导控制系统、直接 数字控制系统DDC、集散控制系统DCS后的新一代控制系统，它f腿了控制系统智 肯她、数字化、信息化、网謝七、微型化和分散化的发展。现场总线是连接工业现场 智能设备和自动化系统的全数字化、双向、多分支结构的通讯网络。它运用于自动控 制领域，构成一个开放的通讯网络，为智能设雜制系统提供了一个简单、有效、方 便、快捷的控制平台。
另一方面，由于於输送机控制系统自动化程度的提高，从而要求齡车间相邻 控第係统之间的确立相应的安全及动作连锁信号；另外，为方便整个车间分散控制系 统的监控，也需要各个分散控制系统之间會激立一 通讯的网络，设立中央控帝係 统，进行相应的控制及显示各个控制系统的运行状态、当前速度、当前故障等。 发明内容
本实用新型为解决现有技术中存在的上述问题，提供一种既方便安装、操作，又 大大节约了现场配线，使齡控制系统布线清爽、性能稳定，更方便的进行故障的排
3除与维护的基于CC-LINK及MELSECHNET网络的工业控制系统。
CC-LINK总线工业控制系统在汽车行业的应用，使纷繁零散的I/0信号、智能设 备站等控制单元仅通过两个网络信号线就能与控制PLC建^S讯，HMI、变频器等均 可应用于CC-LINK总线控制系统中，既方便安装、操作，又大大节约了现场配线， 使整个控制系统清爽、稳定，更方便的进行故障的排除与维护。
MELSECHNET网络系统的应用，使旨车间各个分散的控制系统成为有机的整 体，相邻控制系统间的运行、故障及动作连锁信号可通过H网快速可靠的传递。
本实用新型基于CC-LINK及MELSEC HNET网络的工业控制系统，包括中央控 制装置上位机，子受控系统，其中中央控制装置上位机与若干个子受控系统由 MELSECHNET网络通讯连接，中央控制装置上位tl^制各个子受控系统的启动、停 止或输送链节拍，并显示各个个体控制系统的运行状态、故障信息、工艺链当前节拍。
本实用新型基于CC-LINK及MELSECHNET网络的工业控审孫统，其中子受控 系统是汽车总装的各个生产线，包括PBS存储线、内饰线、底盘线、终端线、发动机 线、仪表线和车门线。
本实用新型基于CC-LINK及MELSEC HNET网络的工业控制系统，其中汽车底 盘线包括工艺输送系统、控制系统和输出系统，各个系统之间通过CC-LINK现场总 线通讯连接。
本实用新型基于CC-LINK及MELSEC HNET网络的工业控制系统，其中工艺输 送系统包括工艺链CPC1、 CPC2链条输送机、入口/出口转载摩擦驱动、上件升降机、
下件升降机及多个检测单元。
本实用新型基于CC-LINK及MELSEC HNET网络的工业控制系统，其中控制系 统包括PLC，输入输出模块，CC-LINK总线模块QJ61BT11， H网模±央QJ71BR11， 基于CC-LINK现场总线的变频器网络适配器(FR-E5NC)、现场网络模块以及其上连 接的输入设备有按钮、急停开关、接近开关、光电开关、行程开关；控制系统用于控 制两台升降机、2 CPC工艺输送,缓存摩擦驱动，现场所有i/o信号^i过现场总 线传送至控制PLC的，两升降机操作盒上的人机界面HM也是连接在现场总线上。
本实用新型基于CC-LINK及MELSEC HNET网络的工业控制系统，其中输出系 统基于控制系统、组态软件，可以显示各生产设备的运行状态、运行参数、自动故障 报警，纪录故障点，调出相关的控制程序的显示装置；工艺链的变频器也连接在 CC-LINK上。
本实用型控制系统包括两台升降机、2 CPC工艺输送舰缓存摩擦驱动，现场所 有I/O信号 过现场总线传送至控制PLC的，两升降机操作盒上的人机界面HM 也是连接与现场总线上，HMI可显示升降机的运行状态，动作执行的步骤，异常报警信息等；工艺链的变频器也连接与CC-LINK上，中控系繊过MELSECH网络将当 前工艺链的运行节拍控制量送至变频器频率控制字，底盘工艺控制系统PLC也可由现 场总线读取当前变频器的速度值，显示与HM上及通过MELSEC H网络送至中央控 制系统的PC或HMI显示。
CC-Link是control & communication Link (控制与通信链路)的简称，开放式现场 总线CC-Link具有性能卓越、应用广泛、{顿简单、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i&i旬方式，最高可 达到lOMbps速度。PLC或计算机作为CC-Link主站，配以AJ65SBT-RPT中继器最 遞巨离可达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{顿 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。
由于CC-LINK的现场总线的应用，4 ^控制系统控制结构简单、配线少而清 爽、节省空间、安装维护简单，尤其是一些智能设备站可直接连接于CC-LINK总线 上，从而在很大程度上显示了此控制系统的优越性；另外此总线系统具有相当大的柔 性，以后的设备改造可直接增加设备从站便可。输出系统由PC 、 HMI、显示屏、打 印机等构成，基于MELSECHNET网络的中央控制系统，可直接控制网络中的各个 个体控制系统，显示各个控制系统的设备运行情况、故障信息、工艺输送链的当前节 拍等。
图1是本实用新型汽车总装车间H网络结构图2是本实用新型汽车底盘输送控制系统的现场平面图； 图3是本实用新型汽车底盘输送控制系统的控制结构示意图 图4是本实用新型汽车底盘输難带孫统的现场总线结构示意图； 图5是本实用新型汽车底盘输，制系统的控制硬件示意图； 图中l是上位机，2是中鹏制系统PLC， 3是PBS存储区控帝係统，4是内饰 线控制系统，5是底盘线控制系统，6是终端线控帝孫统，7是发动机线控制系统，8 是仪表线控制系统，9是车门线控制系统，IO是以太网络，ll是H网络，12是内饰 滑板线，13是底盘车身上件升降机，14是车身摩擦输送线，15是底盘一线防滑链， 16是底盘一线CPC， 17是底盘一、二线缓存摩擦线，18是底盘二线防滑链，19是底 盘二线CPC， 20是底盘车身下件升降机，21是终端线，22是空吊具返回线，23是底 盘吊具维修升降机，24是底盘控制系统触摸屏，25是CC-LINK现场总线，26是CC-LINK现场从站，27是指示灯，28是报警器，29是操作旋钮，30是操作按钮，31 是驱动电机，32是光电开关，33是接近开关，34是行程开关，35是电磁阀。
具体实lte"式
附图1是总装机运控制系统网络，各个受控子系统由MELSECHNET网络有机 i鹏接在一起，如图1所示，中央控制装置上位机PC 1与中央控帝孫统2通过以太网 相连(可编程逻辑控制器，简称PLC)，各个子受控系统，即PBS存储线3、内饰线4、 底盘线5、终端线6、发动机线7、仪表线8和车门线9，子受控系统通过MELSECH NET网络有机地连接在一起。由中央控制装置上位机1对各个子受控系统进行集中控 制比如线体的启动、停止，输送链的节拍控制；同时亦显示各个子受控制系统的运 行状态、故障信息、工艺链当前节拍等。
附图2是本实用新型基于CC-LINK及MELSEC HNET网络的工业控制系统以汽 车底盘生产线为例的具体实施方式
，如图2所示，本实用型控制系统是基于CC-LINK 现场总线及MELSECHNET网络的总装车间底盘线控制系统，上件升降机13将车身 从内饰线12转载到底盘线空工艺吊具上，由缓存摩擦驱动线14将载着车身的工艺吊 具运输到底盘一线工艺装配输送链16内(入口防滑链15防止吊具转载异常而滑落)， 在底盘一线内装配完成后，工艺吊具搬出底盘一线，通过底盘一、二线缓存摩擦线17 输送到底盘二线19内(入口防滑链18防止吊具转载异常而滑落)，底盘二线装酉垸后， 由底盘二线出口的摩擦驱动搬送至下件升降机20，转载到终端线21，空吊具由吊具返 回线22回至臓盘上件升降机13处。底盘一线、二线工艺链的速度由中央控制系统2 根据当天要求设定好所需的节拍值，通过MELSEC H NET网络送至底盘控制系统， 由底盘控制柜PLC转换为相应的频率控制量送至变频器的频率控制字。
由附图2底盘输送控制系统的平面图可以看出，此系统的控制范围大，控制设备 个体多，现场I/0信号点多，若用传统的PLC直掛妾线的方式控制，那整个现场将到 处是I/0信号的连接线，使这个控制系统变得臃肿杂乱，CC-LINK现场总线的应用， 从而使现场配线大大减少，而且大大的节约了空间，使安装及维护变得简单方便。 MELSEC H网络的应用，使底盘线与内饰、底盘线与终端线的连锁信号直接由H网 劍专输，从而很大禾雖上确保了连锁信号的实时、可靠的传输，而且，由于H网络的 应用，使总装车间的中央控制系统能实时显示底盘控制系统的运行状态、故障信息、 工艺输送链的当前运行节拍；同时，可直接根据要求控制底盘工艺链的运行节拍。
附图3是底盘线控制结构示意图，其中详细示出了利用CC-LINK现场总线的底 盘线控制结构，还包括了连接在底盘线中的各个部件，例如CC-LINK现场从站26， 指示灯27，报警器28，操作旋钮29， 30是操作按钮，驱动电机31，光电开关32，接 近开关33，行程开关34，电磁阀35。附图4是底盘控制系统的CC-LINK现场总线组态情况，图4中是在底盘线5中，生产线上各个信号检测点(1#站一45#站)的布置 图，各个信号检测点通过现场总线将检测信号传送给控制系统PLC。由此组态图3、 4 可看出，现场I/0信号直接连接到CC-LINK现场从站上，从而大大减少了现场I/0至 控制柜内的连线，而且整个系统看上去清爽直观。
附图5是本实用新型汽车底盘输送控制系统的控制硬件示意图；其中PS为直流 电源，DS为门位开关，MCB、 CP、 MC为空开，INV1、 INV2、 INV3为变频器，Tl、 T2、 T3为变压器，NF为、2t波器，CR为中间继电器，TB为接线端子。
权利要求1、一种基于CC-LINK及MELSEC H NET网络的工业控制系统，包括中央控制装置，子受控系统，其特征在于中央控制装置上位机与若干个子受控系统由MELSECH NET网络通讯连接，中央控制装置上位机控制各个子受控系统的启动、停止或输送链节拍，并显示各个子受控制系统的运行状态、故障信息、工艺链当前节拍。
2、 根据权利要求1戶腿的基于CC-LENK及MELSEC H NET网络的工魁空制系 统，其特征在于子^$^统是汽车总装的於生产线，包括PBS存麟、内饰线、底 盘线、终^、发动,、仪，和车门线。
3、 根据权利要求2戶脱的基于CC-LINK及MELSEC H NET网络的IDlk^制系 统，其特征在于汽车底盘线包括工^T送系统、控制系统和输出系统，各个系貌间 ffi31 CC-LINK现场总线通讯连接。
4、 根据权利要求3戶腿的基于CC-L跳及MELSEC H NET网络的工鹏制系 统，其特征在于工艺输送系统包括工艺链CPC1、 CPC2 ^^输送机、入口油口转载 摩擦驱动、上件升Wl、下件升降 多个检测单元。
5、 根据权利要求3所述的基于CC-L1NK及MELSEC H NET网络的工，制系 统，其特征在于控制系统包括PLC，输入输出模块，CC-LINK总线模i央QJ61BT11, H网模i央QJ71BR11，基于CC-LINK现场总线的变频器网络适配器FR-E5NC、现场 网络模块以及其i^接的输入设絲鄉、急停开关、舰开关、光电开关和!难开 关；控制系鄉于控制两台升,、2个CPC工艺输i^:缓存摩擦驱动，现场所有 I/O信号是i!3i现场总线传超控制PLC的，两升降机操作盒上的人机界面HMI也是 连接在现场总线上。
6、 根据权利要求3戶脱的基于CC-LINK及MELSEC H NET网络的X4kg制系 统，辦征在于工艺链的变频器也连接在CC-LINK上。
专利摘要一种基于CC-LINK及MELSEC H NET网络的工艺控制系统，包括中央控制装置、子受控系统、中央控制装置与若干个子受控系统由MELSEC H NET网络通讯连接，中央控制装置控制各个子受控系统的启动、停止或输送链节拍，并显示各个个体控制系统的运行状态、故障信息、工艺链当前节拍。子受控系统是汽车总装的各个生产线，包括内饰线、底盘线和终端线等。汽车底盘线包括工艺输送系统、控制系统和输出系统，各个系统之间通过CC-LINK现场总线通讯连接。由于CC-LINK的现场总线的应用，整个控制系统控制结构简单、配线少、节省空间、安装维护简单，一些智能设备站可直接连接于CC-LINK总线上，显示了此控制系统的优越性；另外此总线系统具有相当大的柔性，以后的设备改造可直接增加设备从站便可。
文档编号G05B19/418GK201142020SQ20072013131
公开日2008年10月29日 申请日期2007年12月12日 优先权日2007年12月12日
发明者丁孟喜, 丁玉虎, 涛 袁 申请人:江苏天奇物流系统工程股份有限公司