摘要：随着汽车制造行业的快速发展和自动化技术的不断突破，智能制造的概念已经渗透到工厂的每个环节，如何实现工业现场数据的快速传输与交换就显得尤为重要。本文将以实际应用对CC-LINK开放式总线做进一步的研究，展示其在工业现场的强大功能。
关键词：CC-Link机器人PLC分布式IO
天津市顺达汽车零部件始建于1993年，多年来从事汽车零部件的生产，已成为一汽丰田、长城汽车、北京汽车、神龙公司、吉利集团、海马、江铃等汽车厂的优秀供应商，公司拥有一支设计、制造、售后服务人员组成的精干队伍，并拥有现代化的产品检测、实验设备及生产线。公司注册资金1.15亿人民币，净资产3.2亿人民币，占地面积98000平方米，建筑面积63000平方米。公司不仅通过了法国BV公司ISO/TS16949-2002认证，而且内饰件也通过了中汽认证中心的3C认证。
汽车天窗作为一项高端配置，已经受到更多的消费者青睐。汽车天窗生产线在设计之初就以自动化生产、智能制造为理念，采用了国内外先进的设计制造工艺和设备，开创了汽车零部件行业的标杆。本文的生产线使用的是CC-Link总线网络，目前该生产线年产汽车全景天窗10万余套，自投入运行以来一直拥有很高的生产效率和稳定的产品质量，为企业带来了丰厚的利润。
整条生产线的设计是按照模块化、集中控制等要求，采用了三菱Q系列高性能PLC（Q03UDECPU）作为主控系统，通过以太网连接了4台人机界面，操作者可以直观的对生产线进行控制和监视，如图1所示。通过CC-Link总线网络使用专用的电缆将分散在不同地点的I/O模块、特殊模块等控制设备连接起来，实现了现场的整合、高速的通信以及远距离控制，节省了现场大量的配线工作。
图1系统连接概览图
现场的每个设备都设有远程I/O单元，各设备通过远程I/O单元实现与主站的通信，子站与主站单元通过CC-Link现场总线连接，实现生产数据的共享和各子站指令控制。系统设有主控人机界面和工位人机界面，主控人机界面可供管理者实时监控并控制整个生产线，快速了解生产线各种动态及异常，极大的方便了管理者对生产线的维护管理。工位人机界面位于各操作工位，主要用于方便操作者操纵及监控本工位，可以显示本工位的各种信息，比如：气缸夹紧是否到位、工件是否缺失、预约生产状态等。
图2生产线全景图
如图2所示，该生产线主要组成部分为：1台搬运机器人、4台点焊搬运一体的机器人（焊钳和手抓全都安装在机器人法兰上）、4台伺服旋转焊接工作台（旋转工作台分为A/B两面）、4台固定点焊机、4台螺母螺栓输送机、1台涂胶系统、4台电极修磨器、2把固定式X型焊钳、11套焊接工装夹具等。上级控制系统需要与每台设备进行通信，来实现对整个系统的控制及协调功能，如：机器人运行状态的监控、异常的处理、程序的选择及调用等功能；还要根据不同的程序对伺服转台进行控制及位置监控；焊接工装夹具上有大量的气缸和传感器来对工件进行定位检测及组装，控制系统需要根据程序要求对所有气缸进行控制，并且监控所有的气缸和传感器状态，实时进行处理。
由于现场大量的信号需要采集并且这些信号分布在生产线的各个角落，传统的接线方式已经无法满足控制及生产要求。CC-Link现场总线这一成熟稳定的解决方案成为了最好的选择，CC-Link现场总线可以将分布在不同地点的设备通过总线连接起来，利用CC-Link开发的网络控制系统具有实时性、开放性、保护功能齐全、通信速率快、布线方便等优点,有利于分散系统实现集中监控,提高系统自动化水平,减轻工人劳动强度,减少事故率,提高设备的使用寿命,节能降耗,提高效率,降低了成本。
1)由于使用了CC-Link现场总线，使得整个生产线的配线大大的简化，降低了系统的故障频率；链接扫描时间短，稳定快速的通信速度是CC-Link的最大优点，有助于提高整个生产线的效率；现场机器人焊接过程中会有很大的电流产生，伺服转台在运行时也会对系统有干扰，而CC-Link出色的抗干扰能力保证了整个系统的稳定运行，这一点值得称赞；整个生产线布局跨度较大，总线传输距离长，系统调试时CC-Link总线网络并未受到任何影响，很顺利的就组网成功，不愧为亚洲最具有竞争力的开放式现场总线。
2)系统自2015年投产以来，运行稳定、维护简便，各子站工作通讯连接无异常，几乎全天24小时不停运行，设备可靠，整个总线网络故障为零。
参考文献
[1]三菱电机：Q系列CC-Link网络系统用户参考手册（主站、本地站）
文章来源：
天津市顺达汽车零部件有限公司何志平
