CC- Link 及 CC- Link IE酒店空调系统新任“指挥官”

文:CC-Link 协会2023年第二期

       机械通风及空气调节系统(MVAC) 是指室内负责通风 及空气调节的系统或相关设备。机械通风及空气调节系统的 设计应用到流体力学及流体机械,是机械工程领域中的重要 分支学科,其目的是建立有益于人类生存的室内人工环境。 系统可以控制空气的温度及湿度,提高室内的舒适度,是酒 店日常运作中重要的一环。

  在本次的应用案例中,系统主要分为两部分:一部分为 通风系统部分,而另一部分则为制冷设备系统部分。通风系 统部分主要为控制风柜跟抽风扇开关,而制冷设备系统则主 要控制制冷机及其相关设备以保持提供通风系统中稳定的制 冷效果。以下为各系统涉及操作的相关设备:

  • 通风系统:包括组合式空调箱(AHU)、预冷空调箱 (PAU)、风机盘管机(FCU)、抽气扇(EAF)、鲜风扇(FAF)、厨 房抽气扇;

  • 制冷设备系统:包括制冷机、散热水泵、冷凝水泵、 热水泵、散热水塔。

  该系统透过四条总线去利用CC - Link在主站(P LC - Master)整合全个酒店通风系统及制冷系统的信息。基本上 整个系统都用了CC- Link作主要的系统通讯方式,而当中在 本次项目选用了Belden-8723(4芯屏蔽信号线)作CC- Link主 要媒介。

  1 CC-Link“指挥官”加持通风系统

  在本项目的通风系统中,透过CC-Link将不同位置的设备信息 跟控制都传送主站作整合之用。主站选用了处理速度跟编写程序较 有弹性的IQ-R系列CPU作主程序运行。根据操作人员日常的运作作 出不同运行的编程,而运作信号跟状态都透过CC-Link“指挥官” 能够快速反馈到从站。

  (1)主站设置

  以下为该IQ-R系列CPU的设定(图1)。

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图 1 主站 CPU 设定

  在该设定中,各个RJ61BT11都分别处理不同地方的设 备,因应不同总线上的从站要在各个RJ61BT11编制不同的设 定(连锁刷新设置跟CC-Link配置设置),连锁设置需要因应从 站实际设置而作出不同改变,如占用站数及CC-Link的版本。

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图 2 其中一个 RJ61BT11 设定

  (2)从站设置

  而从站方面,主要是透过FX3U系列的PLC利用FX3U - 64CCL去当CC-Link网络中的从站。

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图 3 从站 CPU 配置模板

  在图3中显示的为从站CPU的基本配置,透过CPU及其 他扩展模块收取设备的状态或对其作出控制,然后透过编 程将CPU收到的状态写入到FX3U-64CCL模块,再将FX3U- 64CCL收到的控制信号写入到CPU对其设备作出控制。

  在FX3U-64CCL的模块上,根据输入输出点的数量要设 定占用站数。在设定后,下载已经编程好的程序,然后根据 点数的多少对程序内的参数作出修改,便可立即将该地点的 设备融入到系统当中。

  (3)系统表现

  在CC- Link的网络配置完成后,主站与从站便可透过设 定于指定的软组件进行数据交换。然后在主站进行相关的程 序编写以达成酒店日常需要的运作(时间表操作,遥控操作, 冷水阀门的温度控制)。在处理相关运作时,具体的表现颇为 理想。

  • 高速的传送速度:整个系统单一网络速度设定为 156Kbp,链接扫描时间预估为91 .55ms,于实际测试中反应 都与实时无异,即使从站安装于楼层二十多的天台,其状态 也能瞬间返回主站;

  • 系统网络相对稳定:网络一旦连上后,设备鲜少因为 网络通讯问题而导致影响系统控制。而在项目调试期间,开 发软件中也有CC-Link 诊断协助寻找网络错误的部分;

  • 维护性较高:使用相关数据线在计算机接上PLC后,可 在相关的CC-Link“指挥官”模块上读取错误信息,能够有效 缩小错误的检测范围。

  2 CC-Link及CC-Link IE“指挥官”加持制冷 设备系统

  在本项目的制冷设备系统中,透过CC- Link“指挥官”

  将不同位置较远的设备信息跟控制都传送到R04EN CPU作整 合之用。而碍于现场距离因素,透过CC- Link IE“指挥官” 去连接了不同Remote Head模块去接受其余设备的状态。 根据制冷设备系统的控制,运作信号跟状态都能顺畅的透过 CC-Link及CC-Link IE两位“指挥官”快速反馈到各个设备。 而在这系统当中也有透过CC-Link“指挥官”将制冷设备系统 信息返回到整个系统的主站。

  (1)PLC设置

  图4为该IQ-R系列CPU的设定。

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图 4 制冷设备系统 CPU 设定

  该设定中,各个RJ61BT11都分别处理不同地方的设 备,而CC-Link IE则连上Remote Head模块。

  在制冷设备系统中也是因应不同总线上的从站要在各个 RJ61BT11编制不同的设定(连锁刷新设置跟CC-Link配置设 置)。

  设置需要因应从站实际设置而作出不同改变,如占用站 数及CC-Link的版本。

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图 5 一个 RJ61BT11 主要的设定

  (2)从站设置

  而从站方面,主要是透过AJ65SBT系列去当CC- Link网络中的从站。

  AJ65SBT系列是远程输入/输出模块,该远程输入/输出 模块并不存在任何软件编程,透过CPU及其扩展模块设定特 殊的软组件便能收取设备的状态或对其作出控制。

  Remote Head的模块上,根据输入输出点的数量要设定 占用站数。于设定后,下载已经编程好的配置文件,下载后 对模块作硬件重置就能将设置应用在Remote Head模块 。

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图 6 Remote Head 设定

  (3)系统表现

  在CC- Link的网络配置完成后,主站与从站便可透过设 定于指定的软组件进行数据交换。然后在主站进行相关的程 序编写以达成制冷设备系统需要的运作(散热水塔数量加减操 作、设备错误的自动更换、设备定时更换)。在处理相关运作 时,具体的表现颇为理想。

  • 高速的传送速度:整个系统单一网络速度设定为 156Kbp,链接扫描时间预估为24.21ms。于实际测试中反应 都与实时无异,即使从站安装于楼层二十多的天台,其状态 也能瞬间返回主站。而当中的因错自动更换,开关动作也十 分连贯。在CPU中观察设备错误时的更换动作也十分顺畅的 按照逻辑运行;

  • 系统网络相对稳定:网络连上后,设备鲜少因为网络 通讯问题而导致影响系统控制;

  • 维护性较高:使用相关数据线在计算机接上PLC后可以 在相关的CC-Link模块上读取错误信息,能够有效缩小错误的 检测范围,而AJ65SBT因为没有程序需要写入,在更换时只 要将该模块的CC-Link设定调好便能把该模块重载到系统中。

  在CC-Link IE的网络配置完成后,CPU与Remote Head 的模块便可透过设定于指定的软组件进行数据交换。然后在 主站进行相关的程序编写以达成制冷设备系统需要的运作(制

  冷系统机台数量加减操作、设备错误的自动更换、设备定时 更换及冷水压力旁路水阀控制)。在处理相关运作时,具体的 表现极为理想。

  • 高速的传送速度:链接扫描时间预估为0.81ms。于实 际测试中反应都与实时无异而当中的因错自动更换,开关动 作也十分连贯。在CPU中观察设备错误时的更换动作也十分 顺畅的按照逻辑运行。冷水压力旁路水阀控制也控制得很稳 定,在CPU中对水压进行PID控制也没因为出现延迟而导致 控制失常;

  • 系统网络相对稳定:网络连上后,设备鲜少因为网络 通讯问题而导致影响系统控制。系统网络不稳定对制冷设 备非常致命,但是至今并没有因为系统网络导致整个系统 停止;

  • 维护性较高:使用相关数据线在计算机接上PLC后可 以在Remote Head模块上读取错误信息,能够有效缩小错 误的检测范围,而Remote Head上的硬件错误信息也会在 CPU上显示,因此即使没能接触Remote Head也能在CPU上 检视其状态。而且透过数据线可以连接到PLC并观看Remote Head模块中的记忆体跟输入输出点加快调试的效率。

  3 “指挥官”有话说

  在整个系统中当中牵涉了不停的应用范畴。在通风系统 中,设备都能按时间控制开关而当中的延迟也没有影响到通 风系统的稳定性。而制冷设备系统中,设备除了能够按时间 控制开关外,在设备出现报警时也能立即更换备用设备以保 持系统运作正常。在上述的系统运作中, 设备的信息能否返 回主站是十分重要。然而,基于CC- Link及CC- Link IE两位 “指挥官”的高速传输速度及稳定性,通风系统跟制冷设备 系统也得以稳定运作。“指挥官”相当优秀!

  虽然CC-Link及CC-Link IE“指挥效率”是高速及稳定, 但这是建基于良好的设定跟编程, 若果有设定需要修改是比 较麻烦,因为更新设定是需要将CPU暂时停止,这意味着需 要将部分操作暂时调至手动以保持运作正常才能更新设定。

  然而在实际应用后,希望CC- Link能够在更多不同的系 统得以流行,使其应对的东西更为完善, 可以助力合作伙伴 更多应用场景落地。CC-Link跟CC-Link IE“指挥官”上任, 为酒店保驾护航!


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