1、引言

隨著國民經濟的發展，越來越多的汽車品牌選擇在中國建廠。據不完全統計，中國現有汽車廠家六十幾家，主要分布在華東、華南沿海地帶。華南地區特別是廣州，匯集了日本主要的汽車品牌。中國汽車工業自動化水平不斷提高，但與發達國家相比，其自動化水平還有距離。fa產品的使用，是實現中國汽車工業自動化和電氣化的關鍵。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，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、車體運輸的就是輸送設備。輸送設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，變頻器的參數設置項目和內容也往往不同。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監視和變頻器的參數管理，到每一臺變頻器前記錄運行參數以及更改狀況。一旦出現某個變頻器參數設置異常，且不能及時發現并改正，可能影響整個輸送設備運行，進而影響正常生產。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，引進變頻器參數管理系統。利用這套系統，可以在人機界面上查看各個變頻器的運行狀態，對變頻器參數設定管理權限，防止與生產操作無關人員隨意改動變頻器參數，被更改的參數內容，更改后的數值及標準的參數數值，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。下面將從系統組成、變頻器參數設置、plc程序書寫、人機界面畫面設計等幾個方面進行介紹。

2、變頻器參數管理系統硬件設計

2.1 plc產品選擇

q系列plc是采用模塊化的結構形式的中大型plc產品，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據信號的傳輸。

q61p，電源模塊。輸入電源采用100-240伏交流電壓，轉換為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，可以滿足大規模設備的控制要求。模塊本身配置了通用usb接口，可以方便連接電腦，實現cpu同電腦間高速的數據傳輸。

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13.2km，最多可以連接64個物理節點，包括遠程i/o站，遠程設備站，智能設備站多種站類型。由于cc-link這些卓越的特點，使得cc-link總線在工廠應用中，起到至關重要的作用。

2.2 變頻器產品選擇

高性能通用型變頻器a700系列產品具有高水平的運行性能、廣泛的使用環境、便利的維護特點及各類簡易操作的實用功能。強大的網絡通信功能，使a700支持多種通信方式和現場總線。這里選加了a7nc選件卡，從而使變頻器可以作為遠程設備站，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，從而實現各個車間多臺變頻器的遠程控制。

2.3人機界面產品選擇

gt15是三菱1000系列人機界面中的高性能產品，15英寸高亮度、寬視角tft顯示設備，65536真色彩顯示，使畫面的表現力更加豐富；更多高級附加功能，可擴展到存儲容量，滿足客戶設計復雜工程的需求。

2.4系統連接

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（藍色線），db-db（白色線），dg-dg（黃色線），sld同fg內部短接，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品gt1575，通過q總線連接，可是實現數據高速傳輸，連接距離可達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、相關參數及程序

3.1變頻器的參數設置

設置變頻器參數，使變頻器按照參數內容，實現用戶要求。參數設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79號、340號參數。使變頻器可以運行在網絡模式下。

542號參數，變頻器站號設定。一個cc-link網絡中，可以連接64個站，因此站號設置范圍為1-64，但是，可以連接變頻器的個數不能超過42個。按照表1設置以上參數。

543號參數，設置通訊速率。設置的通訊速率，同cc-link網絡中其他站的速率必須一致。參考表2設置543號參數。本文中，543號參數設置為4，以10mbps的速度傳輸。

設置變頻器占用站數，544號參數，cc-link擴展設定。版本不同，變頻器可以傳輸的數據容量不同。根據表3，這里544號參數設置值為1，循環通信時，變頻器可以發送32位、4字的信息，接收32位、4字信息。

3.2 plc的參數

q系列cc-link主/本地站模塊，可以采用設置軟件gx-developer進行參數設置，使參數設置簡單方便。在“gx-developer”雙擊“參數”-“網絡參數”，選擇cc-link網絡參數，cc-link主/本地站模塊進行參數設置。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個模塊實施參數設置。對應該系統的參數設置如圖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。根據連接物理站的數目設置。這里只連接一個變頻器；

e——遠程輸入/遠程輸出，使用循環傳輸把位數據送到各個站，把存儲該信息的區域用rx和ry表示。在主站中，輸入數據為rx，輸出數據為ry；

f——遠程讀/遠程寫，使用循環傳輸把字數據送到各個站，把存儲該信息的區域用rwr和rww表示。在主站中，輸入數據為rwr，輸出數據為rww；

g——特殊繼電器、特殊寄存器的刷新。用于存儲cc-link網絡連接狀態的位信息、字信息。

3.3人機界面的設計

利用三菱人機界面設計軟件gt-designer2 進行gt1575的畫面設計。

利用變頻器輸出信號（見表4），在畫面上配置位開關，對主站模塊的輸出信號進行操作，通過循環傳輸，將主站模塊輸出信號的狀態傳送給變頻器，從而實現對變頻器的遠程控制。例如ryn0刷新到cpu的y1010，因此，對y1010置位，就可以實現變頻器正轉。部分畫面見圖4。

變頻器傳送給主站的狀態信號，在主站模塊側用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，就可以顯示變頻器的運行狀態，見表5。例如，x1002代表運轉，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。利用x1000和x1001的互鎖電路，輸出的線圈狀態，可用于顯示變頻器的正/反轉。圖5給出了部分監視用程序和畫面。

利用讀寄存器rwr，輸入變頻器的狀態信息，在人機界面上，配置各種儀表，可以直觀表現變頻器的轉速、電流等。

利用寫寄存器rww，輸出變頻器的命令信息，通過網絡模式更改變頻器的參數。在人機界面上，配置了如圖7的參數設置表格，在表格里可以看到，參數的號碼、單位、初始值、現在值、設定值等，其中“初始值”，表示變頻器的出廠設置，“設定值”表示設備商根據生產工藝提供的標準值，“現在值”表示變頻器當前運行的參數。“現在值”和“設定值”之間存在比較關系，當兩者相等時，“現在值”以紅色字體顯示，當兩者不相同時，“現在值”以綠色加粗字體表示，提醒有人修改了參數。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。

在人機界面上還配置了輔助的操作。cc-link網絡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，限制畫面修改的權利，沒有得到授權，則只能監視變頻器的運行狀態、運行信息，而不能修改；參數誤修改后，通過“設定值”復制到“現在值”，可以批量還原參數；更改工藝時，可以將“現在值”復制到“設定值”作為新的設定標準。

4、結束語

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，可以遠程連接多種設備類型，采用總線的連接方式，提高了數據傳輸速度、減少了接線成本和人工成本；a700系列變頻器支持的多種網絡功能，實現了變頻器分散放置、集中管理。用人機界面、qplc、變頻器組成的操作系統，在汽車生產中有著重要作用，得到汽車輸送設備制造商的肯定，并表示在某汽車廠新的輸送線上，會采用該系統。

責任編輯：gt