机电一体化柔性实训教学系统 检测单元(站点6):工件进入本单元,进行销钉材质的检测(金属、塑料)和
工件标签的检测以确定工件是否合格,其中,贴标签为合格品,其余为不合格品。本站的检测结果作为下两站动作的依据。
分检单元(站点7)工件进入本站后,首先由短程气缸下落,皮碗压紧工件,真
空泵开关动作,排除皮碗内的空气,短程气缸上升,吸起工件让托盘继续前进,工件由摆动缸转动90°,若是合格品则工件下落到传送带继续沿传送带向下站运行;若是废品,则无杠缸横移将其投入废品槽。
叠层立体仓库(站点8)由升降梯与立体叠层仓库两部分组成,升降梯由升降台
和链条提升部分组成,由步进电机做驱动。可根据检测单元检测结果(金属、塑料),按类将工件传送到立体叠层仓库中。 连续生产线示意图如图1所示。
模拟单元 站点5 穿销单元 站点4 加盖单元 站点3 下料单元 站点2 检测单元 站点6 废品道 备料单元 站点1 叠层立体仓库 站点8 分检单元 站点7 图1 连续生产线示意图
由上边的工艺过程知,整条生产线共有8个站点,站点1、2、3、4主要完成顺序逻辑控制,站点5实现对温度的调节,站点7为气动机械手的控制,站点8则实现光电编码的检测和步进电机的控制。每个站点都独立地完成一套动作,彼此又有一定的关联。为此,采用了CC-LINK总线技术,通过1个主站Q系列PLC和8个从站Fx-2n系列PLC,并通过MCGS监控软件实现对整个模拟生产线的控制。
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机电一体化柔性实训教学系统 第三节 系统整体选型概况
根据系统设计与三菱工控产品的特点,主站采用Q系列PLC扩展16个输入、16个输出构成。Q00J最大可支持256个IO。从站采用FX2N系列FX2N-48MR PLC构成,该系列产品可支持24输入、24输出。主、从站间通过三菱的开放式现场总线系统CC-LINK联网,因此主、从各站扩充CC-LINK接口模块。变频调速器采用三菱FR-E520S+FR-PA02-02产品,通过RS-485总线与从站7 PLC连通。系统组成如下:
主站 基本单元Q00JCPU+Q6BAT电池+输入模块QX40-S1+输出模块QY40P+CC-LINK模块+GPPW编程软件 终端电阻 终端电阻 CC-LINK开放式现场总线 从站从站从站从站从站5 FX2N-48MR +CC-LINKFX2N-32CCL + FX2N-2LC 从站从站从站1 FX2N-48MR +CC-LINKFX2N-32CCL 2 FX2N-48MR +CC-LINKFX2N-32CCL 3 FX2N-48MR +CC-LINKFX2N-32CCL 4 FX2N-48MR +CC-LINKFX2N-32CCL 6 FX2N-48MR +CC-LINKFX2N-32CCL 7 FX2N-48MR +CC-LINKFX2N-32CCL 8 FX2N-48MR +CC-LINKFX2N-32CCL +-FX2N-1PG 基本单元基本单元基本单元基本单元模块模块模块模块温度调节模模块块基本单元基本单元基本单元模块模块脉冲发生器模块基本单元系统组成框图
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机电一体化柔性实训教学系统 第四节 CC-Link技术特性
开放式现场总线CC-Link特性:
1996年,三菱电机以“多厂家设备环境、高性能、省配线”理念开发、公布和开放了现场总线CC-Link。
CC-Link是Control&Communication Link (控制与通信链路系统)的简称。具有性能卓越、应用广泛使用简单节省成本等突出优点。
一般而言,我们将网络系统分为3至4个层次:管理层、控制器层、部件层,部件层也就是指装置层和传感器层。由于CC-Link的数据容量大,通信速度多级可选择,CC-Link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。
由于它的数据容量大,通讯速度广泛。 一、CC-Link的卓越性能:
CC-Link是一种高可靠性、高性能的网络。 CC-Link的优势如下:
1) 高速度大容量的数据传送可设定介于156Kbps到10Mbps间可选择的5种通
信速度之一。
? 总长度由最大通信速度决定。
? 每个循环传送数据为24字节,有150字节用于通信传送。
? 8字节(64位)用于位数据传送,16字节(4点RWr、4点RWw)用于字
传送,(L=>M 34字节)。
? 每次链接扫描的最大容量是2048位和512字。
? 在64个远程I/O站的情况下,链接扫描时间为3.7毫秒。 ? 稳定快速的通信速度是CC-Link的最大优势。 ? CC-Link有足够卓越的性能应用于大范围的系统。
? 当应用10Mbps的通信速度时,最大通信距离是100米;当通信速度为
156Kbps时,最大通信距离为1200米。
? 如果应用中继器,还可以扩展网络的总长度。通信电缆的长度可以延长
到13.2KM。
2) 拓扑结构有多点接入、T型分支、星型结构
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机电一体化柔性实训教学系统 3种型号的电缆及连接器可以支持将CC-Link元件接入任何机器和系统。
3) CC-Link使分布控制成为现实CC-Link同样用于低价的中间控制层网络。
所有的本地站和智能站可以访问循环数据,如到达从站或来自从站的RX、RY、RWr、RWw。(但不可改变这些数据)
如果使用这些循环数据,可以保证高速的应答和稳定的刷新时间,使中间控制通信、中央控制系统变成现实。
有些应用中要求有控制层和元件层2种网络,这样的系统可以仅仅只用CC-Link。
由于CC-Link每个站有固定的循环数据的范围,可能使循环数据受到限制,但,它毕竟是一个低价的网络。 4) 自动刷新功能、预约站功能
以PLC作为CC-Link的主站为例,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-Link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统,帮助用户在最短时间内恢复网络系统。
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机电一体化柔性实训教学系统 6) 优异抗噪性能和兼容性
为了保证多厂家网络的良好的兼容性,一致性测试是非常重要的。通常只是对接口部分进行测试。而且,CC-Link的一致性测试程序包含了噪音测试。因此,所有CC-Link兼容产品具有高水平的抗噪性能。正如我们所知,能做到这一点的只有CC-Link。
除了产品本身具有卓越的抗噪性能以外,光缆中继器给网络系统提供了更加可靠、更加稳定的抗噪能力。
至今还未收到过关于噪音引起系统工作不正常的报告。
7) 互操作性和即插即用
CC-Link提供给合作厂商描述每种类型产品的数据配置文档。这种文档称为内存映射表,用来定义控制信号和数据的存储单元(地址)。然后,合作厂商按照这种映射表的规定,进行CC-Link兼容性产品的开发工作。 以模拟量I/O映射表为例,在映射表中位数据RX0被定义为“读准备好信号”,字数据RWr0被定义为模拟量数据。由不同的A公司和B公司生产的同样类型的产品,在数据的配置上是完全一样的,用户根本不需要考虑在编程和使用上A公司与B公司的不同,另外,如果用户换用同类型的不同公司的产品,程序基本不用修改。可实现“即插即用”连接设备 8) 瞬时传送功能
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。一个子站可传递的数据容量依赖于所占据的虚拟站数。占据一个子站意味着适合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。信息从主站传递到子站,信息数据将以150字节为单位分割,并以每批150字节传递。若从子站传递到主站或其他子站,每批信息数据最大为34字节。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。
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