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CC-Link在隧道掘进设备中的应用

作者:张东星,上海隧道工程股份有限公司2006.08.25阅读 1989

  摘 要:本文主要描述CC-Link通信网络隧道掘进设备中的应用,对影响通信的电磁干扰传播途径和骚扰类型作了一定的论述。
  飞机、导弹、宇宙飞船等“上天”装备对自动控制系统的要求是众所周知的,而隧道掘进设备对自动控制系统的要求大家还比较陌生。俗话说“上天入地”,隧道掘进设备就是一种特殊的“入地”装备。隧道掘进设备的自动化控制与其他行业的自动化控制相比具有技术难度高、工作环境恶劣、PLC应用历史短、系统故障引起的危害可能波及地面建筑等特点。许多工程实例说明隧道掘进设备自动控制系统的任何小故障都有可能放大为大事故,由此可见隧道掘进设备对自动控制系统要求有多高。
  隧道掘进设备是一种存在振动的移动设备,它工作时会产生高温、高湿、高尘、高电磁干扰,几乎所有对自动控制系统不利的工作条件在隧道掘进设备中都存在控制工程网版权所有,许多厂商的自动化元件在隧道掘进设备中应用时都或多或少发生过误动作。三菱电机的CC-Link通信网络和Q系列PLC在隧道掘进设备应用时还没有发现误动作www.cechina.cn,最近的一次实例是用于地铁二号线古北路站至中山公园站区间隧道施工的

隧道掘进设备。该隧道掘进设备自动控制系统具有如下二个特点:
  ● PLC输入输出点数多,开关量近1000点、模拟量100点以上。
  ● PLC站间通信采用通信网络,PLC系统一次设计、分步实施,主PLC、1#PLC、2#PLC、3#PLC为基本PLC,4#PLC、5#PLC、6#PLC为扩展PLC,根据工程需要选用。
  CC-Link通信网络的结构
  CC-Link通信网络的结构如下图所示:主PLC为CC-Link网络控制PLC、1#PLC、2#PLC、3#PLC挂在CC-Link上组成隧道掘进设备分区域集散控制系统,承担隧道掘进设备的基本控制任务;4#PLC、5#PLC、6#PLC是隧道掘进设备自动控制系统的扩展部分,承担可以独立运行的单体设备的控制任务,它们根据需要挂上CC-Link通信网络。

CC-Link通信网络的结构

  1#PLC接受主PLC的操作指令,接受主PLC、2#PLC、3#PLC送到CC-Link通信网络上的开关量信号和模拟量信号,控制隧道掘进设备2#台车与3#台车的设备,向CC-Link通信网络上传2#台车与3#台车的开关量信号和模拟量信号。共有DI128点、DO64点、AI8点,采用三菱电机的Q系列PLC。
  2#PLC接受主PLC的操作指令,接受主PLC、1#PLC、3#PLC送到CC-Link通信网络上的开关量信号和模拟量信号,控制隧道掘进设备4#台车与5#台车的设备,向CC-Link通信网络上传4#台车与5#台车的开关量信号和模拟量信号。共有DI64点、DO32点、AI8点,采用三菱电机的Q系列PLC。
  3#PLC接受主PLC的操作指令,接受主PLC、1#PLC、2#PLC送到CC-Link通信网络上的开关量信号和模拟量信号,控制隧道掘进设备本体和拼装区域的设备,向CC-Link通信网络上传设备本体和拼装区域的开关量信号和模拟量信号。共有DI128点、DO128点、AI24点、AO8点,采用三菱电机的Q系列PLC。
  4#PLC有二种控制模式,在就地控制模式下可以独立运行,在远程控制模式下接受主PLC的操作指令,向CC-Link通信网络上传4#PLC采集到的开关量信号和模拟量信号。共有DI24点、DO16点、AI16点,采用三菱电机的FX系列PLC。
  5#PLC有DI24点、DO16点、AI8点,采用三菱电机的FX系列PLCCONTROL ENGINEERING China版权所有,本次区间隧道施工未用。
  6#PLC有DI24点、DO16点,采用三菱电机的FX系列PLCCONTROL ENGINEERING China版权所有,本次区间隧道施工未用。
  主PLC接受来自HMI和指令元件的操作指令,直接控制隧道掘进设备1#台车的设备,接受1#PLC、2#PLC、3#PLC、4#PLC送到CC-Link通信网络上的开关量信号和模拟量信号,向CC-Link通信网络下传1#台车的开关量信号和模拟量信号,向1#PLC、2#PLC、3#PLC、4#PLC发出操作指令,与上位计算机进行通信。共有DI160点、DO96点、AI16点、AO40点,采用三菱电机的Q系列PLC。
  CC-Link应用时解决的主要技术问题
  CC-Link应用时解决了两大技术难题,一是抗高电磁干扰,二是远程通信。下面我们分别叙述。
  1、解决高电磁干扰,提高PLC系统可靠性。
  高温、高湿、高尘及振动等不利条件影响PLC系统可靠性比较容易解决,而高电磁干扰影响PLC系统可靠性很难解决控制工程网版权所有,可以毫不夸张地认为抗电磁干扰水平的高低决定了隧道掘进设备PLC应用水平的高低,决定了PLC系统可靠性的高低。对于电磁干扰三菱电机通常推荐强电回路的接地点与弱电回路的接地点分开控制工程网版权所有,双绞电缆的屏蔽层接地,可是隧道

















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