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[摘 要]PDP（Plasma Display Panel）后工序物流生产线始于前后基板对位后，经过封接/排气、屏老炼、点灯检查、绑定（模组清洗/滤光膜贴附、FFC热压、屏检查）等工艺设备的输送线体，最终将PDP屏传输到模组装配线体。本文主要介绍了PDP后工序物流生产线中CC-LINK现场总线集散控制系统，该控制系统采用三菱Q系列高性能PLC（Q06HCPU），传输电机采用三菱E700系列变频器驱动，并通过CC-LINK现场总线串行连接至PLC；伺服电机采用三菱MR-J2S伺服控制器驱动，一般通过位置、速度和力矩三种方式对伺服电机进行控制，实现高精度的传动系统定位；现场检测托盘或玻璃屏到达减速、停止位置的光电开关、检测气缸到位的接近开关和控制气缸的电磁阀通过CC-LINK远程输入、输出模块，经由CC-LINK现场总线传送至PLC。
[关键词]CC-LINK现场总线；控制系统；可靠性
中图分类号：TP 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）15-0168-01
一、引言
随着数字化、多媒体技术和高清晰度电视（HDTV）的发展，对显示技术和显示器件提出了新的要求。等离子体显示器件（PDP）是最有希望用于薄壁化、壁挂式、大屏幕电视和HDTV的平板显示器件，因此开展PDP显示器件的关键技术研究并产业化，对确立我国在世界显示技术领域的地位，增强我国显示器件产业在全球的竞争力具有十分重要的意义。
长虹PDP后工序物流生产线分别由封接/排气前物流、封接/排气后物流、老炼前物流、老炼后物流，点灯检查物流、清洗绑定物流六段物流线体和两台伺服移载机组成。其主要由非接触磁力传动机构，滚轮托盘传动机构，气动提升机构、气动转角机构，气动旋转机构，电动提升机构，2路/4路对中机构，伺服移栽机构，伺服旋转机构等机械单元组成。由于后工序物流生产线上的传感器和执行机构数量多，且分散分布。所以每个控制系统控制器与传感器和执行机构之间采用CC-LINK总线连接，不但节省配线，而且提高了系统的可靠性，同时也便于系统维护和扩展。
三、项目结构
PDP后工序物流生产线整个控制系统由三层网络构成，管理层采工业以太网通信，控制层采用MELSECNET/（H）网通信，设备层采用CC-LINK现场总线网通信。由于后工序物流线上各功能区域相对明晰的特点，在每一个功能区域设置一套PLC控制系统，对该区域实行集中控制，以便提高控制系统的响应速度及系统的可靠性和易维护性。整个控制系统由三层网络构成，管理层采用100M以太网，控制层采用MELSECNET/（H）网，设备层采用CC-LINK总线网。各PLC控制系统的中央控制器上均装有以太网模块，用于实现信息资源厂级管理（MES）。各控制系统之间通过高速通讯模块（MELSECNET/H）连接，实现同一网络中各站数据的共享，通讯媒质为光纤，既避免通讯干扰，又提高了通讯速度，使得后物流线成为一体。本控制系统的H网属于PLC to PLC网络（用于多个PLC连接的网络），每个工艺段的PLC系统中有两个H网模块，即每个PLC系统属于两个不同网络的节点。由于后工序物流线上的传感器和执行机构数量多，且分散分布。所以每个控制系统控制器与传感器和执行机构之间采用CC-LINK总线连接，不但节省配线，而且提高了系统的可靠性，同时也便于系统维护和扩展。其中一个用来连接所有远程I/O站、远程设备站和智能站等，另一个用来连接变频器。在每个网络的配置时，都有预留站，以便后期的维护和改造。
图一所示为后工序物流生产线控制系统结构总图。
四、Q系列PLC的特性与配置
封接/排气前物流、封接/排气后物流、老炼前物流、老炼后物流，点灯检查物流、清洗绑定物流六段物流线体和两台移载机，分别8套PLC系统，各个线体之间通过三菱高速通讯模块（MELSECNET/H）连接，使其成为一体。图二所示为封接/排气前物流图。
以封接/排气前物流控制系统为例，封接/排气前物流控制系统由控制柜（1个），OP箱（4个），RTB箱（2个）和MCR箱（2个）组成。其控制柜内PLC硬件组成为：电源模块Q63P（1块）；CPU模块Q06HCPU（1块）；基板Q312B（1块）；以太网模块QJ71E71-100（2块），其中一块用于MES系统的链接，另一块用于触摸屏的链接；CC-LINK模块QJ61BT11N（2块），其中一块用于连接CC-LINK远程输入、输出模块，另一块用于连接变频器；64点输入输出模块QH42P（1块），主要用来连接柜门面板上各类按钮、指示灯以及控制制动电机的继电器；定位模块QD75M4（2块），用于驱动XY-ROBOT（伺服电机），以求智能二维码扫描器（MCR）定位准确；H网模块QJ71P21-25（2块）。OP箱（4个）内装有CC-LINK远程输入（AJ65SBTB1-32D）、输出模块（AJ65SBTB1-32T），用于连接就地操作箱面板上的操作按钮、开关和状态指示灯。RTB箱（4个）也安装有CC-LINK远程输入（AJ65SBTB1-32D）、输出模块（AJ65SBTB1-32T）， 用于连接现场检测托盘到达减速、停止位置的光电开关和检测气缸到位的接近开关等。MCR箱（2个）内装有RS-232接口模块（AJ65BT-R2），用于连接智能二维码扫描器（MCR）。图三所示为PLC硬件配置图。
五、参数设置及编程
1、I/O 配置：根据硬件的选择，在三菱的PLC编程软件GX Developer中需要配置I/O及开关设置。图四所示为I/0配置图。
2、CC-LINK 参数设置：
1）硬件设置：在使用CC-LINK现场总线网络时，需要先设定参数才能使用。首先是站号的设定：主站的站号必须设定为0号站，由于在本系统中有两个主站，它们属于不同的网络。所以必须两个主站都设定为0号站、通讯速率设定156Kbps（传送速率/模式设置开关设定为0）；然后设定每路的远程输出的站号和通讯速率，第一路依次设定为1号站、2号站、3号站一直到46号站；第二路依次设定为1号站、2号站、3号站一直到23号站。在设定站号时不要中间隔站，通讯速率统一为156Kbps。既每个远程输出和中继速率拨码开关都拨到OFF位置。 2）软件设置：软件设置包括CC-LINK主站模块QJ61BT11N所在I/O设置，网络类型设置（主站）、模式设置、软元件设置、连接数设置等。图五所示为CC-LINK网络配置图。
3、典型程序段详细说明
PDP后工序物流生产线系统控制的难点在于每个工艺段的传输线都有不同的动作要求，整个传输线比较长，且对控制的精度要求很高。为了便于控制，将物流线分割成一段一段，每一段称为一个工位。程序中利用一个整数的16位的循环来模拟一个工位屏的传送，当工位传送的工艺要求改变，程序中只需改变整数相应数位的循环条件，所以这种编程思想缩短了编程时间，达到了控制精度的要求，且程序易于读，使现场调试方便、迅速。
封接/排气前物流在工艺上共划分为4段，LOCAL1-LOCAL4分别控制着相对应的工位段。每个工位段都由若干个工位组成，对于单个工位都采用标准化的编程步骤，即：INI（初始化）——MAIN STEP（主循环程序）——JUMP（跳转程序）——DELAY（延时设定）——AUX RELAY（逻辑状态判定）—— OUTPUT（I/O输出） ——PIO（信号交互）——ALARM（报警）。
4、典型工位接收/发送屏或托盘的设计原理
PDP后工序物流生产线系统所对应的每一个工位，主要有分为三种常见的典型模式：单进单出模式、一进两出模式、两进一出模式。以一进两出模式为例，从CV1工位进入到DIV转角工位后准备进入VC2工位为A模式，从CV1工位进入到DIV转角工位后准备进入VC3工位为B模式，程序通过A模式或B模式的选择，实现屏或托盘一进两出模式运行。图六所示为一进两出模式流程图。
六、结束语
本集控系统具有以下几方面特点：选用先进的控制器，系统的实时性好，可靠性高，数据处理速度快；采用全分布式控制结构，系统具有较高的安全性。当部分出现控制故障时，下部分仍可实现集控运行；CC-LINK通讯网络速度快、距离远，可靠性高；减少布线成本，由于采用CC-LINK通讯网络，是布线更加方便，并大大减少电缆的用量及现场施工量；系统扩展方便，可随时增加节点。
毫无疑问，CC-LINK现场总线，将在工业自动化领域中发挥越来越重要的作用。
参考文献
[1] 罗世民.基于CC-Link的铁路发电车柴油发电机组微机监控系统的研究[J].制造企业自动化.2011（21）.
[2] QCPU（Q模式）/QnACPU编程手册（公共指令）.
[3] 三菱Q系列CC-Link网络系统用户参考手册.
[关键词]CC-LINK现场总线；控制系统；可靠性
中图分类号：TP 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）15-0168-01
一、引言
随着数字化、多媒体技术和高清晰度电视（HDTV）的发展，对显示技术和显示器件提出了新的要求。等离子体显示器件（PDP）是最有希望用于薄壁化、壁挂式、大屏幕电视和HDTV的平板显示器件，因此开展PDP显示器件的关键技术研究并产业化，对确立我国在世界显示技术领域的地位，增强我国显示器件产业在全球的竞争力具有十分重要的意义。
长虹PDP后工序物流生产线分别由封接/排气前物流、封接/排气后物流、老炼前物流、老炼后物流，点灯检查物流、清洗绑定物流六段物流线体和两台伺服移载机组成。其主要由非接触磁力传动机构，滚轮托盘传动机构，气动提升机构、气动转角机构，气动旋转机构，电动提升机构，2路/4路对中机构，伺服移栽机构，伺服旋转机构等机械单元组成。由于后工序物流生产线上的传感器和执行机构数量多，且分散分布。所以每个控制系统控制器与传感器和执行机构之间采用CC-LINK总线连接，不但节省配线，而且提高了系统的可靠性，同时也便于系统维护和扩展。
三、项目结构
PDP后工序物流生产线整个控制系统由三层网络构成，管理层采工业以太网通信，控制层采用MELSECNET/（H）网通信，设备层采用CC-LINK现场总线网通信。由于后工序物流线上各功能区域相对明晰的特点，在每一个功能区域设置一套PLC控制系统，对该区域实行集中控制，以便提高控制系统的响应速度及系统的可靠性和易维护性。整个控制系统由三层网络构成，管理层采用100M以太网，控制层采用MELSECNET/（H）网，设备层采用CC-LINK总线网。各PLC控制系统的中央控制器上均装有以太网模块，用于实现信息资源厂级管理（MES）。各控制系统之间通过高速通讯模块（MELSECNET/H）连接，实现同一网络中各站数据的共享，通讯媒质为光纤，既避免通讯干扰，又提高了通讯速度，使得后物流线成为一体。本控制系统的H网属于PLC to PLC网络（用于多个PLC连接的网络），每个工艺段的PLC系统中有两个H网模块，即每个PLC系统属于两个不同网络的节点。由于后工序物流线上的传感器和执行机构数量多，且分散分布。所以每个控制系统控制器与传感器和执行机构之间采用CC-LINK总线连接，不但节省配线，而且提高了系统的可靠性，同时也便于系统维护和扩展。其中一个用来连接所有远程I/O站、远程设备站和智能站等，另一个用来连接变频器。在每个网络的配置时，都有预留站，以便后期的维护和改造。
图一所示为后工序物流生产线控制系统结构总图。
四、Q系列PLC的特性与配置
封接/排气前物流、封接/排气后物流、老炼前物流、老炼后物流，点灯检查物流、清洗绑定物流六段物流线体和两台移载机，分别8套PLC系统，各个线体之间通过三菱高速通讯模块（MELSECNET/H）连接，使其成为一体。图二所示为封接/排气前物流图。
以封接/排气前物流控制系统为例，封接/排气前物流控制系统由控制柜（1个），OP箱（4个），RTB箱（2个）和MCR箱（2个）组成。其控制柜内PLC硬件组成为：电源模块Q63P（1块）；CPU模块Q06HCPU（1块）；基板Q312B（1块）；以太网模块QJ71E71-100（2块），其中一块用于MES系统的链接，另一块用于触摸屏的链接；CC-LINK模块QJ61BT11N（2块），其中一块用于连接CC-LINK远程输入、输出模块，另一块用于连接变频器；64点输入输出模块QH42P（1块），主要用来连接柜门面板上各类按钮、指示灯以及控制制动电机的继电器；定位模块QD75M4（2块），用于驱动XY-ROBOT（伺服电机），以求智能二维码扫描器（MCR）定位准确；H网模块QJ71P21-25（2块）。OP箱（4个）内装有CC-LINK远程输入（AJ65SBTB1-32D）、输出模块（AJ65SBTB1-32T），用于连接就地操作箱面板上的操作按钮、开关和状态指示灯。RTB箱（4个）也安装有CC-LINK远程输入（AJ65SBTB1-32D）、输出模块（AJ65SBTB1-32T）， 用于连接现场检测托盘到达减速、停止位置的光电开关和检测气缸到位的接近开关等。MCR箱（2个）内装有RS-232接口模块（AJ65BT-R2），用于连接智能二维码扫描器（MCR）。图三所示为PLC硬件配置图。
五、参数设置及编程
1、I/O 配置：根据硬件的选择，在三菱的PLC编程软件GX Developer中需要配置I/O及开关设置。图四所示为I/0配置图。
2、CC-LINK 参数设置：
1）硬件设置：在使用CC-LINK现场总线网络时，需要先设定参数才能使用。首先是站号的设定：主站的站号必须设定为0号站，由于在本系统中有两个主站，它们属于不同的网络。所以必须两个主站都设定为0号站、通讯速率设定156Kbps（传送速率/模式设置开关设定为0）；然后设定每路的远程输出的站号和通讯速率，第一路依次设定为1号站、2号站、3号站一直到46号站；第二路依次设定为1号站、2号站、3号站一直到23号站。在设定站号时不要中间隔站，通讯速率统一为156Kbps。既每个远程输出和中继速率拨码开关都拨到OFF位置。 2）软件设置：软件设置包括CC-LINK主站模块QJ61BT11N所在I/O设置，网络类型设置（主站）、模式设置、软元件设置、连接数设置等。图五所示为CC-LINK网络配置图。
3、典型程序段详细说明
PDP后工序物流生产线系统控制的难点在于每个工艺段的传输线都有不同的动作要求，整个传输线比较长，且对控制的精度要求很高。为了便于控制，将物流线分割成一段一段，每一段称为一个工位。程序中利用一个整数的16位的循环来模拟一个工位屏的传送，当工位传送的工艺要求改变，程序中只需改变整数相应数位的循环条件，所以这种编程思想缩短了编程时间，达到了控制精度的要求，且程序易于读，使现场调试方便、迅速。
封接/排气前物流在工艺上共划分为4段，LOCAL1-LOCAL4分别控制着相对应的工位段。每个工位段都由若干个工位组成，对于单个工位都采用标准化的编程步骤，即：INI（初始化）——MAIN STEP（主循环程序）——JUMP（跳转程序）——DELAY（延时设定）——AUX RELAY（逻辑状态判定）—— OUTPUT（I/O输出） ——PIO（信号交互）——ALARM（报警）。
4、典型工位接收/发送屏或托盘的设计原理
PDP后工序物流生产线系统所对应的每一个工位，主要有分为三种常见的典型模式：单进单出模式、一进两出模式、两进一出模式。以一进两出模式为例，从CV1工位进入到DIV转角工位后准备进入VC2工位为A模式，从CV1工位进入到DIV转角工位后准备进入VC3工位为B模式，程序通过A模式或B模式的选择，实现屏或托盘一进两出模式运行。图六所示为一进两出模式流程图。
六、结束语
本集控系统具有以下几方面特点：选用先进的控制器，系统的实时性好，可靠性高，数据处理速度快；采用全分布式控制结构，系统具有较高的安全性。当部分出现控制故障时，下部分仍可实现集控运行；CC-LINK通讯网络速度快、距离远，可靠性高；减少布线成本，由于采用CC-LINK通讯网络，是布线更加方便，并大大减少电缆的用量及现场施工量；系统扩展方便，可随时增加节点。
毫无疑问，CC-LINK现场总线，将在工业自动化领域中发挥越来越重要的作用。
参考文献
[1] 罗世民.基于CC-Link的铁路发电车柴油发电机组微机监控系统的研究[J].制造企业自动化.2011（21）.
[2] QCPU（Q模式）/QnACPU编程手册（公共指令）.
[3] 三菱Q系列CC-Link网络系统用户参考手册.