摘要：本文首先进行客户背景介绍，接着介绍汽车发动机缸体生产工艺流程，其次针对客户对车间网络构成的需求，分析了CC-LinkIEField网络的优势以及技术难点，并提出了解决方案，最后详细分析了采用了CC-LinkIEField网络的缸体生产车间网络结构图。
关键词：CC-LinkIEField发动机缸体C70系统MES网络
广汽本田汽车有限公司是广汽集团与日本本田技研工业株式会社的合资公司，主要生产制造合资品牌汽车。之前基本上使用由东风本田提供的发动机。2013年，广汽本田开始筹备其第一家发动机工厂。这个发动机工厂是作为广汽本田第三工厂的配套工厂，以生产小型汽车发动机为主，主要生产1.8L排量以下的发动机。
如图（1）所示，发动机缸体是发动机的基础零件和骨架，同时又是发动机总装配时的基础零件，可以说是汽车发动机乃至汽车中最终要的零件之一。它是把发动机的连杆机构与配气机构以及供油、润滑、冷却等机构连成一体。其作用是支承和保证活塞、连杆、曲轴等运动部件工作时的准确位置；保证发动机的换气、冷却和润滑；提供各种辅助系统、部件及发动机的安装。
图1发动机缸体
发动机的加工质量直接影响发动机的质量，进而影响到汽车整体的质量，因此发动机缸体的制造加工长期以来一直受到国内外汽车生产企业的重视。
随着工业技术的发展，企业对工厂智能化的需求越来越高，而实现工厂智能化，离不开生产自动化、信息化、网络化。广汽本田在筹备发动机工厂时，也提出了现场信息的可视化，要求现场的生产线与公司的服务器相连，通过实时反映生产现状，公司的管理层能及时并准确地了解生产情况，且可实现产品追溯等功能。
客户现场的设备基本为加工中心，以NC系统为主，为此我们推荐客户采用三菱电机基于IQPlatform平台的C70系统，并采用MES网络、CC-LinkIEField网络以及CC-Link网络构成起e-F@actory系统来实现该功能。MES网络作为信息层网络，用于现场与上位之间的数据库通信。CC-LinkIEField网络用于C70系统之间的通信，CC-Link网络用于与第三方机器人等之间的通信。
客户对基于485的CC-Link总线是非常熟悉，但对于CC-Link协议家族中的基于以太网的CC-LinkIEField网络，此次是第一次接触，因此我们决定重点向客户介绍CC-LinkIEField网络的优势。特别是针对客户的现场设备管理人员，因为他们的工作主要是维护设备，他们需要在网络出现异常时需要迅速发现故障点信号并查找出原因尽快解决，当通信电缆或硬件出现问题时又能快速一目了然查找出原因。CC-LinkIEField网络共有以下8项优势：
1)高速的通信速度，缩短节拍时间；
2)参数设置简单，网络的建立以及控制信号的传输不需编写程序来实现；
3)通过软件诊断功能，可以快速找到网络故障点；
4)通信电缆为网线，不需特别为通信电缆进行部品备库；
5)通信电缆接线方便，可以带电拔插；
6)支持3种网络连接方式：环形连接、星型连接、线型连接；
7)采用环形连接方式，当通信电缆出现异常等现象，也不会影响到网络的通信；
8)支持远程模块通信，如远程I/O模块、变频器、伺服电机等。
利用上述CC-LinkIEField网络的特点，来满足客户技术要求：
一开始我们提供的CC-LinkIEField网络连接方式是采用环形连接。客户提出了设备如果关闭任意2台设备电源等情况，如图（2）所示，关闭设备B与设备D的电源，那么设备C就无法与其它3台设备A或C或E通信，也无法把相关的生产信息上传到生产数据库中，这是不允许的。
图2环形连接
针对这种情况，因CC-LinkIEField网络目前还没有外接电源型的模块，所以采用环形连接方式无法满足客户提出的需求，但CC-LinkIEField网络自身有3种连接方式，环形连接只是其中一种，星型连接方式就可满足客户这个需求，对此我们建议客户可把环形连接方式改为星型连接方式，如图（3）所示。采用了这种连接方式，任意两台设备的断电等情况都不会影响到其它设备之间的通信。
图3星型连接
设备构成主要是加工中心，NC系统采用MAZAK与三菱电机C70系统。整个工艺采用了3种网络：信息层网络Ethernet、现场层网络CC-LinkIEField和CC-Link。
图4网络结构
5.1.Ethernet网络
Ethernet网络是由三菱电机QJ71MES96模块构成的MES网络，与服务器相连。现场生产状态等信息可自动上传到服务器中，如生产数量、报警信息、产品条码信息等，这样公司管理人员就可实时了解现场生产状态。除此之外，还可从服务器中下载相关生产产品的信息，与正在生产产品的状态进行判断比较，防止不良品产生，提升生产效率。
5.2.CC-LinkIEField网络
CC-LinkIEField网络主要用于三菱电机C70系统的连接。基于C70系统的加工中心采用星形连接方式连接起来，如图（5）所示。CC-LinkIEField网络用于加工中心之间信号及数据的传输，除此之外，通过CC-LinkIEField网络，各个加工中心相关生产状态信息通过设备H上传到数据库。
图5CC-LinkIEField环形连接
5.3.CC-Link网络
CC-Link网络用于连接远程I/O模块、FANUCRobot以及三菱电机MR-J3-T的伺服，通过CC-Link网络，有效对这些模块信号与数据进行控制。在这工艺连接方式主要有2种，一是常用方式连接清洗工位FANUCRobot，另一种是通过连接红外线模块来控制搬运机械手的三菱电机MR-J3-T的伺服。
1)连接清洗工位FANUCRobot，如图（6）所示。CC-Link网络用于控制机器人与外部设备之间的相互动作。
图6CC-Link网络控制机器人
2)通过连接红外线模块来控制搬运机械手的三菱电机MR-J3-T的伺服，如图（7）所示。搬运机械手上下前后动作都是通过伺服电机来控制，传统控制方法如图（8）左侧所示，搬运部分需安装移动式链条，相关控制线路布置在链条中，这将会对布线以及后续线路故障排查带来不便。现通过三菱电机红外线模块AJ65BT-RPI-10A与AJ65BT-RPI-10B就避免布线以及线路故障等不便问题，如图（8）右侧所示，将AJ65BT-RPI-10A固定在一端，AJ65BT-RPI-10B安装在移动搬运机械手端，两个模块之间就不需电缆进行连接，控制信号通过红外线进行传输，便于布线。
图7CC-Link网络控制J3放大器
图8传统与红外的信号传输方式
CC-Link网络协议家族（CC-Link、CC-LinkIE）以及MES网络无缝通信构建起三菱电机FA综合解决方案e-F@actory的整体网络，让客户实现了工厂的生产信息化与网络化，CC-Link网络协议家族也保证了数据库和现场设备之间的良好的信号实时性。CC-LinkIEField网络的多种连接方式以及从远程I/O到运动控制的丰富通信产品种类也便于客户构建起满足生产需求的现场层网络或控制层网络。
