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作者簡介：張乃杰（1973-），男，河北唐山人，大學本科，技術工程師，研究方向為工業自動化控制。
摘 要：本文以長治H型鋼控制系統為例，簡單的介紹CC-Link在冶金行業軋制生產線上的應用，并對CC-Link在系統中的應用作了詳細說明。
關鍵詞：CC-Link；H型鋼自控
Abstract：CC_LINK network proposed by MITSUBISHI electric corporation is a kind of field-bus technology for factory-automatic workshop monitoring and data communication and control among field devices.It can supply distributed digital control and field communication for field devices and workshop monitoring，which makes a feasible solution to total plant automation and field device intellectualization.Rapidity and reliability of communication network is key in metallurgical automation system.By taking Changzhi H-beam automation system as one example，this paper introduces the application of CC_LINK network and MITSUBISHI CC_LINK network in the metallurgical rolling line.
Key words：MITSUBISHI CC_LINK network；H-beam automation
隨著我國現代化建設的飛速發展，H型鋼在大型建筑、廠房、橋梁建設等領域得到了廣泛的應用，H型鋼生產線也越來越被冶金企業所關注，目前我國共有11條H型鋼生產線，分布于馬鋼、萊鋼、攀鋼、包鋼、日照、津西鋼廠等大型鋼廠。作為一種綠色建筑鋼材，未來幾年我國的H型鋼需求量必將會得到很大的提高。長治鋼鐵集團位于山西省長治市，創建于1947年，是中國共產黨在太行山革命根據地建設的第一個鋼鐵企業，經過60多年的發展，現已形成集采礦、煉焦、煉鐵、煉鋼、軋材、水泥制造、工程建設、鍛壓機械制造、房地產開發于一體，鋼鐵生產能力達360萬噸的大型國有企業。由北京北京高威科電氣技術有限公司于2007年承建的H型鋼生產線，工程總投資52612萬元，設計產量60萬噸／年，機械設備總重5346噸，電氣總容量28000千瓦，核心設備由德國西馬克·梅爾公司引進。
1 CC-Link現場總線
CC-Link是CONTORL&COMMUNICATION LINK的簡稱，是一種國際化，開放式的現場總線，采用了廣播輪詢的傳送方式，最快通訊速度10Mbps，最大連接站點數量64臺。
CC-Link現場總線的主要特點：
（1）網絡可掛接：遠程I/O站；遠程設備站；智能設備站和本地站等多種控制設備單元。
（2）從站脫離
由于系統采用總線連接方法，即使一個模塊系統因停電而失效，也不會影響和其它正常模塊的通信，而且，對于電纜使用兩個端子排的模塊，可以在數據鏈接的時候更換該模塊。
（3）備用主站功能
如果主站因PLC CPU或者電源故障發生故障，該功能可以通過切換到備用主站（主站的備用站）的辦法繼續進行數據鏈接。即使在備用主站控制進行數據鏈接時，主站也可以復位到在線，準備在備用主站宕機的時候啟用。
（4）既可采用專用三芯屏蔽電纜，也可以通過中繼器使用光纖實現高速遠距離的連接。
（5）連接方式靈活，原則上采用多點連接，也可實現T型分支連接。
2 長治H型鋼生產線的方案
H型鋼軋制生產線主要由：1臺步進式加熱爐、1臺可逆式二輥粗軋機、三機架萬能式精軋機組、熱鋸機組、步進冷床、矯直設備、冷鋸機組及堆垛設備組成。工藝流程如下：
連鑄坯→鋼坯清理→稱重→上料臺架→上料輥道→入爐口→加熱→出爐→高壓水除鱗→開坯機可逆軋制→熱鋸切頭尾→萬能軋機可逆軋制→熱鋸切頭尾及倍尺分段→上冷床冷卻→下冷床矯直→編組臺編組→冷鋸定尺鋸切→檢查臺檢查→碼垛機收集→打捆機包裝→稱重→掛標牌→成品入庫。
軋線中除主體設備軋機外，輥道電機等輔傳動系統和液壓潤滑系統比重最大，針對于此，本系統底層采用CC-Link現場總線，進行液壓潤滑站PLC控制器及各輔傳動裝置FR-A700變頻器間的數據交換與通訊，供電方式全部采用直流母線供電，輔傳動裝置與主PLC用CC-Link相連。CC-Link有極高的傳輸速率，多種網絡拓撲結構。主PLC與各輔傳動系統之間的設定值、指令和數據均通過PLC的CC-Link網絡接口進行傳送，實現網絡控制，系統響應速度快；在操作臺和現場設有CC-Link遠程I/O站，也通過CC-Link網絡化分布式控制。PLC系統配有多條CC-Link網絡，把各區輔傳動系統及遠程操作部分分段組網，在提高系統響應速度的同時，也增加了系統的安全可靠性。
該網絡的主要特點：
（1）網絡總站點數量可靈活設定；
（2）網絡的通信速率為2.5Mbps；
（3）網絡通訊協議：CC-Link；
（4）每臺聯網的PLC均裝有一塊網絡接口模塊，輔傳動裝置設CC-Link選項卡；
（5）PLC與輔傳動間的各種控制信號和狀態信息都可以通過網絡實現。
整個H型鋼生產線包含三菱FR-A700變頻器114臺，2臺FR-F740-630K變頻器，31臺FR-V540變頻器，分別作為輥道運輸和輔助液壓系統，14個FX2NCPU分別用于液壓站、稀油潤滑站及其操作臺和現場操作箱等控制。另外還設有CC-Link遠程I/O站9個用作現場操作箱，8臺主CPU選擇Q25HCPU。如圖1所示。
圖1 系統的網絡配置示意圖
通過CC-Link連接最大的從站數量為64個，原則上采用多點連接方式，或使用中繼器采用T型分支連接，同時通訊距離和傳輸速度直接關聯，具體見表1。
表1
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通訊速度 |
156Kpbs |
625Kpbs |
2.5Mpbs |
5Mpbs |
10Mpbs |
| 傳輸距離 | 1200m | 900m | 400m | 160m | 100m |
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現場應用中的體會：
（1）有關CC-Link網絡布線的問題
首先電纜選擇，最好選用專用電纜才能保證通訊質量，CC-Link網絡中出現的T型分支處理必須選擇中繼模塊或者盡量避免出現T型分支，否則通訊不穩定。
（2）通訊速度的選擇，在應用中由于現場環境的不確定在滿足使用要求的前提下，不要設置得過高。如必須快速通訊，最好通過增加主站模塊來縮短通訊距離，來提高速度。Q25HCPU最多能安裝4塊主站模塊QJ61BT11。
（3）終端電阻的使用，電纜兩端的終端電阻是用來減輕終端部分的信號反射，阻止信號干擾的，必須適用于電纜相配的終端電阻。
3 結束語
這種基于現場總線基礎上的控制方案，系統結構得到簡化。從設計、安裝、投運到正常生產運行及其檢修維護，都體現出該控制系統的優越性，主要表現在：第一，節省硬件數量與投資；第二，節省安裝費用；第三，節省維護開銷；第四，用戶具有高度的系統集成主動權；第五，提高了系統的準確性與可靠性。第六，減少操作維護人員，方便調度指揮，取得了顯著的經濟效益。總之，CC-Link現場總線的成功應用，不僅降低成本，簡化控制系統的配置，而且提高了系統運行的可靠性，尤其是其靈活全面的故障診斷能力及網絡通訊能力，方便了施工、調試和維護，使系統綜合運行成本大幅減少，系統性能大幅度提高。生產線自2007年底投產以來運行穩定、性能可靠，并順利達產，得到了用戶的高度評價，為H型鋼廠的順利投產提供堅實保障。
參 考 文 獻
［1］Q系列CC-Link網絡系統用戶參考手冊SH（NA）-080237C-A.
［2］三菱通用變頻器A700使用手冊.
［3］三菱通用變頻器內直選件FR-A7NC使用手冊.
——轉自《自動化博覽》
北京市公安局海淀分局備案號：11010802023656號