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 CC-Link IE Field Basic在新能源汽车换电站上的应用

时间:2021-08-22 19:59:10来源:天津市森特奈电子有限公司

导语:​本文介绍 CC-Link IE Field Basic 网络在新能源汽车换电站上的应用,远程 IO 设备与 CC-Link IEFB 网络的设置调试。

     1 引言

  随着新能源汽车的普及,为了方便新能源汽车的充电,解决新能源汽车的续航里程担忧的问题,一些厂商推出换电服务,随着新能源汽车的发展,充换电站的需求也会愈发旺盛。电动汽车换电模式是指通过集中型充电站对大量电池集中存储、集中充电、统一配送,并在电池配送站内对电动汽车进行电池更换服务或者集电池的充电、物流调配、以及换电服务于一体。本项目的使用背景为某知名国产汽车品牌的新能源汽车换电站建设应用。

  CC-Link IE Field Basic是CC-Link IE协议的新成员,于2016年8月份正式发布。该协议是基于标准100Mbps以太网的总线网络,专为不需要高速控制的小规模系统提供低成本的控制网络。今后,三菱自带以太网的PLC等控制产品, 包括IQ-R、Q、L、IQ-F等产品也都将支持CC-Link IE Field Basic。可以通过三菱自带以太网的产品连接,无需另外硬件,只要软件设置,即可实现通讯控制。协议的这些优点正是森特奈决定研发符合CC-Link IE Field Basic协议产品的重要原因,而天津森特奈电子也是首家自主开发出高防护等级远程I/O模块的厂商。

  2 系统结构与工艺

  该汽车换电站中控制系统使用的是三菱系列PLC型号为L26CPU-CM(图1),L26系列PLC可以扩展16个CC-Link IE Field Basic从站,现场使用了森特奈CHBC系列总线模块2个,ELBC系列总线模块6个构成整个系统(图2)。整个换电过程涉及到旧电池的拆卸、运输、入库、充电以及新电池的取用、运输、安装等,整个过程中需要大量的位置检测元件,如光电开关、接近开关、磁感应开关等等,以及大量的继电器、电磁阀等输出元件,用于控制气缸完成电池组上升下降等动作。CHBC系列模块防护等级IP20,挂在PLC控制柜内,ELBC系列模块防护等级IP67,直接安装于现场,I/O点就近安装于模块之上,使得线槽中的线缆大大减少(图2)。

  

三菱 PLC 现场图片.png

  图 1 三菱 PLC 现场图片

  


  系统构成.png

系统构成1.png

  图 2 系统构成

  3 系统优点

  相比用户之前考虑设计采用的CC-Link协议方案,此方案将使综合成本大幅降低。首先,是硬件成本的降低,如果采用CC-Link方案,在连接远程I/O站的时候必须增加通讯模块,而CPU本体上自带CC-Link IE Field Basic通讯网口, 用户可以直接使用该协议,省去了增加通讯模块的成本;其次,我司ELBC和CHB远程IO模块的价格更具竞争优势。

  综合对比,可以为客户直接省掉30%的硬件成本。另外,CHBC远程IO采用弹片加紧连接方案,相比传统的螺钉连接方式省时省力且抗震动。ELBC系列产品采用圆形快速接插件,连接方便,省去人工剥线布线的时间成本,原先预计安装需要两天时间,实际安装仅用不到一天时间,效率明显提高(图3)。最重要的是CC-Link协议基于RS485通讯,通讯速率最高才10Mbps,连接方式采用总线型。而CC-Link IE Field Basic协议基于以太网,连接方式多样,可以采用星型连接,通讯速率大幅提升,并且故障率大大减少。

  

现场应用照片.png

  图 3 现场应用照片

  森特奈研发的CHBC、ELBC系列总线模块完全符合CC- Link IE Field Basic协议,并且通过森特奈自有实验室内脉冲群抗干扰测试,电源脉冲群测试等级通过2KV,达到国标三级;总线脉冲群测试达到2KV,达到国标四级。另外也通过了CC-Link协会的一致性认证。在三菱编程软件中组态使用森特奈总线模块也是相当方便,在硬件连接的条件下,只需要一键点击 “连接设备自动检测”,整个设备组态即可完成。


 三菱编程软件中组态.png

三菱编程软件中组态1.png


  4 总结

  此系统投入运行以来,网络未出现过闪断、干扰等等情况,总线模块运行平稳,CC-Link IE Field Basic协议100Mbps的通讯速率完全满足系统的控制要求,使用CC- Link IE Field Basic总线协议,网络兼容性强,节省成本,调试方便,受到客户高度认可,为今后换电站大规模应用起到示范效果。


标签: PLC工控软件新能源

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