隨著國民經(jīng)濟的發(fā)展，越來越多的汽車品牌選擇在中國建廠。據(jù)不完全統(tǒng)計，中國現(xiàn)有汽車廠家六十幾家，主要分布在華東、華南沿海地帶。華南地區(qū)特別是廣州，匯集了日本主要的汽車品牌。中國汽車工業(yè)自動化水平不斷提高，但與發(fā)達(dá)國家相比，其自動化水平還有距離。fa產(chǎn)品的使用，是實現(xiàn)中國汽車工業(yè)自動化和電氣化的關(guān)鍵。汽車制造的主要工藝可分為沖壓、焊裝、涂裝、總裝四大車間。沖壓車間內(nèi)，鋼板被沖成汽車的各個部分，并運送到焊裝車間進行車體焊接，初步成型的車體在涂裝車間進行預(yù)處理、密封和噴涂，再到總裝車間，安裝其余的座椅、輪胎等部件。貫穿四大工藝，實施鋼板傳送、車體運輸?shù)木褪禽斔驮O(shè)備。輸送設(shè)備上使用了大量的變頻器，這些變頻器分布在車間的各處，而且變頻器型號、種類不同，變頻器的參數(shù)設(shè)置項目和內(nèi)容也往往不同。以往的狀況是，需要耗費大量人力物力，進行變頻器運行狀態(tài)監(jiān)視和變頻器的參數(shù)管理，到每一臺變頻器前記錄運行參數(shù)以及更改狀況。一旦出現(xiàn)某個變頻器參數(shù)設(shè)置異常，且不能及時發(fā)現(xiàn)并改正，可能影響整個輸送設(shè)備運行，進而影響正常生產(chǎn)。為了解放勞動力，提高自動化水平，對各個變頻器實行總線連接，分散放置，集中管理。同時考慮到變頻器的控制特點，引進變頻器參數(shù)管理系統(tǒng)。利用這套系統(tǒng)，可以在人機界面上查看各個變頻器的運行狀態(tài)，對變頻器參數(shù)設(shè)定管理權(quán)限，防止與生產(chǎn)操作無關(guān)人員隨意改動變頻器參數(shù)，被更改的參數(shù)內(nèi)容，更改后的數(shù)值及標(biāo)準(zhǔn)的參數(shù)數(shù)值，在人機界面上會以特殊的字體及顏色顯示出來，方便管理人員跟蹤查看。下面將從系統(tǒng)組成、變頻器參數(shù)設(shè)置、plc程序書寫、人機界面畫面設(shè)計等幾個方面進行介紹。
2 變頻器參數(shù)管理系統(tǒng)硬件設(shè)計
2.1 plc產(chǎn)品選擇
q系列plc是采用模塊化的結(jié)構(gòu)形式的中大型plc產(chǎn)品，這里使用了具備5個i/o插槽的主基板q35b，用來安裝模塊，并提供給模塊間電力信號和數(shù)據(jù)信號的傳輸。
q61p，電源模塊。輸入電源采用100-240伏交流電壓，轉(zhuǎn)換為5v/6a直流電，供給各模塊。
q02hcpu，高性能cpu模塊，28k步程序，約合112kb的程序容量，最大8192輸入/輸出點數(shù)，可以滿足大規(guī)模設(shè)備的控制要求。模塊本身配置了通用usb接口，可以方便連接電腦，實現(xiàn)cpu同電腦間高速的數(shù)據(jù)傳輸。
qj61bt11，cc-link總線主站/本地站模塊。cc-link采用屏蔽雙絞線連接，156kbps到10mbps五種傳輸速，t形中繼器擴展后的距離最大可達(dá)13.2km，最多可以連接64個物理節(jié)點，包括遠(yuǎn)程i/o站，遠(yuǎn)程設(shè)備站，智能設(shè)備站多種站類型。由于cc-link這些卓越的特點，使得cc-link總線在工廠應(yīng)用中，起到至關(guān)重要的作用。
2.2 變頻器產(chǎn)品選擇
高性能通用型變頻器a700系列產(chǎn)品具有高水平的運行性能、廣泛的使用環(huán)境、便利的維護特點及各類簡易操作的實用功能。強大的網(wǎng)絡(luò)通信功能，使a700支持多種通信方式和現(xiàn)場總線。這里選加了a7nc選件卡，從而使變頻器可以作為遠(yuǎn)程設(shè)備站，連接到cc-link總線中。一個cc-link主站模塊，可以連接最多42個變頻器，從而實現(xiàn)各個車間多臺變頻器的遠(yuǎn)程控制。
2.3人機界面產(chǎn)品選擇
gt15是三菱1000系列人機界面中的高性能產(chǎn)品，15英寸高亮度、寬視角tft顯示設(shè)備，65536真色彩顯示，使畫面的表現(xiàn)力更加豐富；更多高級附加功能，可擴展到存儲容量，滿足客戶設(shè)計復(fù)雜工程的需求。
2.4系統(tǒng)連接
將a7nc安裝在a740變頻器第三個安裝口上，用cc-link專用三芯屏蔽電纜，da-da（藍(lán)色線），db-db（白色線），dg-dg（黃色線），sld同fg內(nèi)部短接，sld連接屏蔽層，fg接地，按照圖1的接線方法，連接安裝了cc-link選件變頻器和cc-link主站模塊qj61bt11。在da-db之間，需連接110歐姆、1/2瓦的終端電阻。
q系列高性能cpu通過基板上的總線接口，以q總線形式連接人機界面產(chǎn)品gt1575，通過q總線連接，可是實現(xiàn)數(shù)據(jù)高速傳輸，連接距離可達(dá)13.2米。變頻器、人機界面和plc的連接完成示意圖如圖2所示。
3 相關(guān)參數(shù)及程序
3.1變頻器的參數(shù)設(shè)置
設(shè)置變頻器參數(shù)，使變頻器按照參數(shù)內(nèi)容，實現(xiàn)用戶要求。參數(shù)設(shè)置可以通過變頻器面板，或者變頻器操作軟件fr-configurator。
更改變頻器的操作模式，對應(yīng)79號、340號參數(shù)。使變頻器可以運行在網(wǎng)絡(luò)模式下。
542號參數(shù)，變頻器站號設(shè)定。一個cc-link網(wǎng)絡(luò)中，可以連接64個站，因此站號設(shè)置范圍為1-64，但是，可以連接變頻器的個數(shù)不能超過42個。按照表1設(shè)置以上參數(shù)。
543號參數(shù)，設(shè)置通訊速率。設(shè)置的通訊速率，同cc-link網(wǎng)絡(luò)中其他站的速率必須一致。參考表2設(shè)置543號參數(shù)。本文中，543號參數(shù)設(shè)置為4，以10mbps的速度傳輸。
設(shè)置變頻器占用站數(shù)，544號參數(shù)，cc-link擴展設(shè)定。版本不同，變頻器可以傳輸?shù)臄?shù)據(jù)容量不同。根據(jù)表3，這里544號參數(shù)設(shè)置值為1，循環(huán)通信時，變頻器可以發(fā)送32位、4字的信息，接收32位、4字信息。
3.2 plc的參數(shù)
q系列cc-link主/本地站模塊，可以采用設(shè)置軟件gx-developer進行參數(shù)設(shè)置，使參數(shù)設(shè)置簡單方便。在“gx-developer”雙擊“參數(shù)”-“網(wǎng)絡(luò)參數(shù)”，選擇cc-link網(wǎng)絡(luò)參數(shù)，cc-link主/本地站模塊進行參數(shù)設(shè)置。q系列高性能plc可以安裝64個cc-link主/本地站模塊，使用軟件可以對8個模塊實施參數(shù)設(shè)置。對應(yīng)該系統(tǒng)的參數(shù)設(shè)置如圖3所列。
圖3中，a——起始地址 ，cc-link主/本地站模塊在基板上的地址；
b——類型，cc-link主/本地站模塊，用作主站或是本地站；
c——模式，選擇使用cc-link版本1還是cc-link版本2；
d——連接的從站個數(shù)。根據(jù)連接物理站的數(shù)目設(shè)置。這里只連接一個變頻器；
e——遠(yuǎn)程輸入/遠(yuǎn)程輸出，使用循環(huán)傳輸把位數(shù)據(jù)送到各個站，把存儲該信息的區(qū)域用rx和ry表示。在主站中，輸入數(shù)據(jù)為rx，輸出數(shù)據(jù)為ry；
f——遠(yuǎn)程讀/遠(yuǎn)程寫，使用循環(huán)傳輸把字?jǐn)?shù)據(jù)送到各個站，把存儲該信息的區(qū)域用rwr和rww表示。在主站中，輸入數(shù)據(jù)為rwr，輸出數(shù)據(jù)為rww；
g——特殊繼電器、特殊寄存器的刷新。用于存儲cc-link網(wǎng)絡(luò)連接狀態(tài)的位信息、字信息。
3.3人機界面的設(shè)計
利用三菱人機界面設(shè)計軟件gt-designer2 進行g(shù)t1575的畫面設(shè)計。
利用變頻器輸出信號（見表4），在畫面上配置位開關(guān)，對主站模塊的輸出信號進行操作，通過循環(huán)傳輸，將主站模塊輸出信號的狀態(tài)傳送給變頻器，從而實現(xiàn)對變頻器的遠(yuǎn)程控制。例如ryn0刷新到cpu的y1010，因此，對y1010置位，就可以實現(xiàn)變頻器正轉(zhuǎn)。部分畫面見圖4。
變頻器傳送給主站的狀態(tài)信號，在主站模塊側(cè)用rx接收，rx刷新到cpu的x1000，因此在畫面上配置位指示燈，顯示x1000的狀態(tài)，就可以顯示變頻器的運行狀態(tài)，見表5。例如，x1002代表運轉(zhuǎn)，在畫面上直接配置x1002的指示燈，可以顯示變頻器是否在運轉(zhuǎn)。利用x1000和x1001的互鎖電路，輸出的線圈狀態(tài)，可用于顯示變頻器的正/反轉(zhuǎn)。圖5給出了部分監(jiān)視用程序和畫面。
利用讀寄存器rwr，輸入變頻器的狀態(tài)信息，在人機界面上，配置各種儀表，可以直觀表現(xiàn)變頻器的轉(zhuǎn)速、電流等。
利用寫寄存器rww，輸出變頻器的命令信息，通過網(wǎng)絡(luò)模式更改變頻器的參數(shù)。在人機界面上，配置了如圖7的參數(shù)設(shè)置表格，在表格里可以看到，參數(shù)的號碼、單位、初始值、現(xiàn)在值、設(shè)定值等，其中“初始值”，表示變頻器的出廠設(shè)置，“設(shè)定值”表示設(shè)備商根據(jù)生產(chǎn)工藝提供的標(biāo)準(zhǔn)值，“現(xiàn)在值”表示變頻器當(dāng)前運行的參數(shù)。“現(xiàn)在值”和“設(shè)定值”之間存在比較關(guān)系，當(dāng)兩者相等時，“現(xiàn)在值”以紅色字體顯示，當(dāng)兩者不相同時，“現(xiàn)在值”以綠色加粗字體表示，提醒有人修改了參數(shù)。兩者的比較，即字體的變換，在人機界面中，采用對象腳本編程實現(xiàn)。
在人機界面上還配置了輔助的操作。cc-link網(wǎng)絡(luò)中連接多個變頻器時，在一個人機界面中，通過站號更改，可以切換控制每站的變頻器；登陸功能，限制畫面修改的權(quán)利，沒有得到授權(quán)，則只能監(jiān)視變頻器的運行狀態(tài)、運行信息，而不能修改；參數(shù)誤修改后，通過“設(shè)定值”復(fù)制到“現(xiàn)在值”，可以批量還原參數(shù)；更改工藝時，可以將“現(xiàn)在值”復(fù)制到“設(shè)定值”作為新的設(shè)定標(biāo)準(zhǔn)。
4 結(jié)束語
可視化的人機界面取代了以往的操作面板，具有顯示文字信息、圖像信息以及觸摸輸入等功能；cc-link總線，可以遠(yuǎn)程連接多種設(shè)備類型，采用總線的連接方式，提高了數(shù)據(jù)傳輸速度、減少了接線成本和人工成本；a700系列變頻器支持的多種網(wǎng)絡(luò)功能，實現(xiàn)了變頻器分散放置、集中管理。用人機界面、qplc、變頻器組成的操作系統(tǒng)，在汽車生產(chǎn)中有著重要作用，得到汽車輸送設(shè)備制造商的肯定，并表示在某汽車廠新的輸送線上，會采用該系統(tǒng)。