基于Controller Link的OMRON多PLC網絡系統設計
2011-01-01 00:00:00付永昌徐龍艷許輝
計算技術與自動化 2011年4期
文章編號：1003-6199(2011)04-0115-03
摘 要：結合東風汽車公司某工廠生產實際要求，針對該公司的涂裝車間的PLC控制提出基于ControlLink 的OMRON多PLC網絡通訊及設備控制設計。本論文闡述系統的結構和功能，系統利用Controller Link網完成PLC與PLC的鏈接，并完成數據傳輸。PLC根據數據完成對汽車車身油漆生產全過程的自動控制，對過程中的每一輛車身進行跟蹤，記錄和分析。實際運行情況表明，該系統大大提高了生產效率，優化了控制。
關鍵詞：設備控制；Controller Link；數據傳輸；網絡通訊
中圖分類號： TP31.5 文獻標識碼：A
Design of OMRON Multi-PLC Network Control System Based on Controller Link
FU，Yongchang1， XU，Longyan1 ， XU，Hui2
（1.Hubei University of Automotive Technology， Shiyan 442002， Hubei province， China；
2.Fengshen Motor Co.， Xiangfan 441000， Hubei province， China）
Abstract:In this paper， considering the practical requirements of production of the Aeolus Automobile Limited Corporation， a multiPLC network communication and device control system was designed based on ControlLink OMRON for the company's painting workshop PLC control. Fistly， the connection of PLC and PLC was completed using ControlLink network. Then the automatic control of the entire process of production of auto body paint was realized through PLC with the data. Finaly each car was tracked， recordand and analyzed. It can be obtianed from the actual circumstance that the designed system can improve the production efficiency， and optimize control structure.
Key words:device control;controller Link;data transmission;network Communication
1 引 言
東風汽車公司某工廠涂裝生產車間采用的是傳統PLC集中控制，各PLC之間缺乏信息交流，控制效果差，當發生錯誤時，經常不能及時發現，嚴重時會導致整個生產不能按要求進行，延誤產品出廠時間。根據公司的通信控制要求，設計了基于ControlLink的OMRON多PLC網絡控制系統，該系統利用Controller Link網完成PLC與PLC的鏈接，并完成數據傳輸，PLC能根據數據完成對汽車車身油漆生產全過程的自動控制，對過程中的每一輛車身進行跟蹤，記錄和分析。由于Controller Link網的應用，各PLC間的數據得到了共享，這大大提高了生產效率，優化了控制。
2 控制系統的理論基礎
本課題主要是對全車間十幾套大型PLC進行編程控制（PLC群控），PLC主要采用歐姆龍可編程控制器CS1，另外還有其它一些型號。各工作區PLC要完成本區控制，還須將部分其它工序受控信息送出，同時還要接受上一工序或其它工序傳來的信息以便進行連鎖控制。主要是各工作區PLC將信息送到主PLC，同時還要從主PLC接收指令完成指定的任務，PLC之間以及計算機之間采用Controller Link網。汽車車身油漆生產全過程采用總線控制， PLC與現場模塊間采用Device Net總線。各區要有故障診斷程序及顯示故障代碼，通過網絡輸送信息故障診斷代碼，終端計算機也能找出故障原因。
Controller Link網為OMRON的一種FA(工廠自動化)網絡，其節點為CQM1H、C200HX/HG/HE、CS1、CJ1、CV/CVM1等系列的PLC和計算機。
Controller Link網能夠方便、靈活地發送和接收大容量數據包，鏈接的效率高。采用NN 令牌總線結構，最大節點數為32，通信波特率可達2Mbps，傳輸介質為屏蔽雙絞線或光纜。采用電纜時最大傳輸距離隨波特率而變，2Mbps 時為500m，1Mbps 時為800m，500Kbps 時為1km；采用光纜時波特率為2Mbps，最大通信距離為20 km。
為使公共數據能夠在網絡上的PLC和計算機之間共享，而不需要PLC的CPU單元或個人計算機內的通信程序。當數據被寫入本節點的發送區域時，數據會自動傳送到遠程節點的接收區域中。可以人工將IR，SR，CIO，LR，DM或擴展區域中的任何部分設置成發送區或接收區。用數據鏈接功能建立的發送區和接收區稱為數據鏈接區。
每個節點可以設置兩個數據連接區域:第1區和第2區。通過CX-One軟件可以進行人工設置，該方式可以自由定義數據連接區的位置。每個節點的發送字數可以人工設置，第1區和第2區可以從位區中選擇(如IR，CIO和LR)，也可以從數據存貯器中選擇，但第1區和第2區不能被設置在相同的存儲區域中；接收節點的順序可以改變，發送節點采用與節點號一致的上升順序。對于加入數據鏈接的所有節點來說，擁有相同大小的發送/接收區域，并共享完全相同的數據。如圖1所示。
節點也可以被設置成只接收或只發送數據，還可以建立一個數據鏈接使1個節點僅接收其他節點發送的部分數據。
網絡中的每個節點需安裝相應的通訊單元，PLC上安裝Controller Link單元，個人計算機上插上Controller Link支持卡，這樣在計算機上安裝或開發監控軟件就可以在Window平臺下對整個網絡進行監控。
3 控制系統構成與設計
涂裝電控系統全部過程包括：裝車、電泳、底漆烘干、底漆打磨、涂膠、中涂、中涂烘干、中涂打磨、面漆、面漆烘干、檢查返修、倉儲、輸送撬清洗。汽車車身油漆生產全過程進行自動控制，對過程中的每一輛車身進行跟蹤，記錄和分析。各工作區PLC將信息送到主PLC，同時還要從主PLC接收指令完成指定的任務，PLC之間以及計算機之間采用Controller Link。涂裝電控系統控制，如圖2所示。
控制系統的設計主要包含PLC之間I/O聯鎖控制、PLC之間網絡控制和控制系統程序設計。
1)PLC之間I/O聯鎖控制
各PLC間的信息傳送，除部分PLC與中央控制室間有數據通訊外，各區PLC之間由于有車身雪撬流動，為保證運行交接的可靠性，一定要建立可靠的聯鎖控制，各區PLC之間成在有必要的I/O點的聯鎖控制，由于其中同一設備有多種響應，首先根據幾種動作定出運行的優先級別；這樣需要編寫復雜的聯鎖控制程序。
2)PLC之間網絡控制
各PLC除雪撬交接的聯鎖控制，還有一些其它信息的傳送。每個讀卡器所讀的信息很多，對這些信息進行處理只取其所需信息，在Controller Link 通信時區別于PLC與服務器信息。如車身的編號用DM區的2個字，按照車身的編號順序， 1號車身的編號第1個字對應DM區0001地址（車身的編號），第2個字對應DM區0901地址（車身的編號+900），有運送車身生產信號時自動輸入，車身的生產信息和觸摸屏輸入系統數據組合，車間連接于Controller Link網計算機根據車身的生產信息和數據向各PLC發出對應程序選擇。
車身的編號信息內容，如表1所示。
各工藝區，讀卡機對車身信息進行操作后送到主PLC，主PLC對信息進行處理并刷新其它區PLC，如圖3所示。
3區為所有各區雪橇車身信息交換中心，因此3區雪橇車身信息卡信息直接作用DM(車身信息)進行操作。3區主PLC接收地址DM1800—DM1979分別與各分PLC發送信息的地址對應。DM0000—DM1799是3區發送信息地址，各分PLC接收信息，3區PLC同時完成與中心計算通訊。操作方式：讀卡機先對雪撬車身信息進行讀取，接著從DM區提取雪橇信息，放置在DM2000—DM2020，根據信息進行控制或進行位操作后10秒后清空。
4 控制系統程序設計
對于歐姆龍可編程控制器我們選擇CX-One為我們梯形圖的編輯軟件，在CX-One中包含了整個歐姆龍一系列產品，在程序的編制上面有很靈活的選擇。對工廠自動化來說，CXOne這個工具包支持所有的歐姆龍可編程控制器及其相關產品。
5 結 論
基于Controller Link網的OMRON多PLC網絡系統主要利用Controller Link網完成PLC與PLC的連接，并完成數據傳輸，PLC能根據數據完成對汽車車身油漆生產全過程進行自動控制，對過程中的每一輛車身進行跟蹤，記錄和分析。由于Controller Link網的應用，各PLC間的數據得到了共享，這大大提高了生產效率，優化了控制。
各區讀卡器只能與以太網相連來傳遞信息，讀卡器讀取相關信息包括車身型號、同期生產號、顏色、以及其他的一些關于進庫的安排、車道的選擇等有效數據信息后，將信息通過以太網傳到某PLC中，這樣信息便鏈接到Controller Link網上，各PLC將能通過共享到的信息來完成相關控制。
PLC與現場終端間采用Device Net總線相連來完成控制。終端狀態信息通過Device Net總線鏈接到Controller Link網上，各PLC將能通過共享到的信息來完成相關控制。
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收稿日期：2011-10-18
作者簡介：付永昌（1975—），男，湖北松滋人，講師，碩士，研究方向：電氣控制應用技術(E-mail：longtian1119@163.com)；徐龍艷（1982—），男，湖北巴東人，碩士研究生，實驗師，研究方向：電氣控制技術與自動化。
