CC- Link 及 CC- Link IE酒店空調系統新任“指揮官”
機械通風及空氣調節系統(MVAC) 是指室內負責通風 及空氣調節的系統或相關設備。機械通風及空氣調節系統的 設計應用到流體力學及流體機械,是機械工程領域中的重要 分支學科,其目的是建立有益于人類生存的室內人工環境。 系統可以控制空氣的溫度及濕度,提高室內的舒適度,是酒 店日常運作中重要的一環。
在本次的應用案例中,系統主要分為兩部分:一部分為 通風系統部分,而另一部分則為制冷設備系統部分。通風系 統部分主要為控制風柜跟抽風扇開關,而制冷設備系統則主 要控制制冷機及其相關設備以保持提供通風系統中穩定的制 冷效果。以下為各系統涉及操作的相關設備:
? 通風系統:包括組合式空調箱(AHU)、預冷空調箱 (PAU)、風機盤管機(FCU)、抽氣扇(EAF)、鮮風扇(FAF)、廚 房抽氣扇;
? 制冷設備系統:包括制冷機、散熱水泵、冷凝水泵、 熱水泵、散熱水塔。
該系統透過四條總線去利用CC - Link在主站(P LC - Master)整合全個酒店通風系統及制冷系統的信息。基本上 整個系統都用了CC- Link作主要的系統通訊方式,而當中在 本次項目選用了Belden-8723(4芯屏蔽信號線)作CC- Link主 要媒介。
1 CC-Link“指揮官”加持通風系統
在本項目的通風系統中,透過CC-Link將不同位置的設備信息 跟控制都傳送主站作整合之用。主站選用了處理速度跟編寫程序較 有彈性的IQ-R系列CPU作主程序運行。根據操作人員日常的運作作 出不同運行的編程,而運作信號跟狀態都透過CC-Link“指揮官” 能夠快速反饋到從站。
(1)主站設置
以下為該IQ-R系列CPU的設定(圖1)。
圖 1 主站 CPU 設定
在該設定中,各個RJ61BT11都分別處理不同地方的設 備,因應不同總線上的從站要在各個RJ61BT11編制不同的設 定(連鎖刷新設置跟CC-Link配置設置),連鎖設置需要因應從 站實際設置而作出不同改變,如占用站數及CC-Link的版本。
圖 2 其中一個 RJ61BT11 設定
(2)從站設置
而從站方面,主要是透過FX3U系列的PLC利用FX3U - 64CCL去當CC-Link網絡中的從站。
圖 3 從站 CPU 配置模板
在圖3中顯示的為從站CPU的基本配置,透過CPU及其 他擴展模塊收取設備的狀態或對其作出控制,然后透過編 程將CPU收到的狀態寫入到FX3U-64CCL模塊,再將FX3U- 64CCL收到的控制信號寫入到CPU對其設備作出控制。
在FX3U-64CCL的模塊上,根據輸入輸出點的數量要設 定占用站數。在設定后,下載已經編程好的程序,然后根據 點數的多少對程序內的參數作出修改,便可立即將該地點的 設備融入到系統當中。
(3)系統表現
在CC- Link的網絡配置完成后,主站與從站便可透過設 定于指定的軟組件進行數據交換。然后在主站進行相關的程 序編寫以達成酒店日常需要的運作(時間表操作,遙控操作, 冷水閥門的溫度控制)。在處理相關運作時,具體的表現頗為 理想。
? 高速的傳送速度:整個系統單一網絡速度設定為 156Kbp,鏈接掃描時間預估為91 .55ms,于實際測試中反應 都與實時無異,即使從站安裝于樓層二十多的天臺,其狀態 也能瞬間返回主站;
? 系統網絡相對穩定:網絡一旦連上后,設備鮮少因為 網絡通訊問題而導致影響系統控制。而在項目調試期間,開 發軟件中也有CC-Link 診斷協助尋找網絡錯誤的部分;
? 維護性較高:使用相關數據線在計算機接上PLC后,可 在相關的CC-Link“指揮官”模塊上讀取錯誤信息,能夠有效 縮小錯誤的檢測范圍。
2 CC-Link及CC-Link IE“指揮官”加持制冷 設備系統
在本項目的制冷設備系統中,透過CC- Link“指揮官”
將不同位置較遠的設備信息跟控制都傳送到R04EN CPU作整 合之用。而礙于現場距離因素,透過CC- Link IE“指揮官” 去連接了不同Remote Head模塊去接受其余設備的狀態。 根據制冷設備系統的控制,運作信號跟狀態都能順暢的透過 CC-Link及CC-Link IE兩位“指揮官”快速反饋到各個設備。 而在這系統當中也有透過CC-Link“指揮官”將制冷設備系統 信息返回到整個系統的主站。
(1)PLC設置
圖4為該IQ-R系列CPU的設定。
圖 4 制冷設備系統 CPU 設定
該設定中,各個RJ61BT11都分別處理不同地方的設 備,而CC-Link IE則連上Remote Head模塊。
在制冷設備系統中也是因應不同總線上的從站要在各個 RJ61BT11編制不同的設定(連鎖刷新設置跟CC-Link配置設 置)。
設置需要因應從站實際設置而作出不同改變,如占用站 數及CC-Link的版本。
圖 5 一個 RJ61BT11 主要的設定
(2)從站設置
而從站方面,主要是透過AJ65SBT系列去當CC- Link網絡中的從站。
AJ65SBT系列是遠程輸入/輸出模塊,該遠程輸入/輸出 模塊并不存在任何軟件編程,透過CPU及其擴展模塊設定特 殊的軟組件便能收取設備的狀態或對其作出控制。
Remote Head的模塊上,根據輸入輸出點的數量要設定 占用站數。于設定后,下載已經編程好的配置文件,下載后 對模塊作硬件重置就能將設置應用在Remote Head模塊 。
圖 6 Remote Head 設定
(3)系統表現
在CC- Link的網絡配置完成后,主站與從站便可透過設 定于指定的軟組件進行數據交換。然后在主站進行相關的程 序編寫以達成制冷設備系統需要的運作(散熱水塔數量加減操 作、設備錯誤的自動更換、設備定時更換)。在處理相關運作 時,具體的表現頗為理想。
? 高速的傳送速度:整個系統單一網絡速度設定為 156Kbp,鏈接掃描時間預估為24.21ms。于實際測試中反應 都與實時無異,即使從站安裝于樓層二十多的天臺,其狀態 也能瞬間返回主站。而當中的因錯自動更換,開關動作也十 分連貫。在CPU中觀察設備錯誤時的更換動作也十分順暢的 按照邏輯運行;
? 系統網絡相對穩定:網絡連上后,設備鮮少因為網絡 通訊問題而導致影響系統控制;
? 維護性較高:使用相關數據線在計算機接上PLC后可以 在相關的CC-Link模塊上讀取錯誤信息,能夠有效縮小錯誤的 檢測范圍,而AJ65SBT因為沒有程序需要寫入,在更換時只 要將該模塊的CC-Link設定調好便能把該模塊重載到系統中。
在CC-Link IE的網絡配置完成后,CPU與Remote Head 的模塊便可透過設定于指定的軟組件進行數據交換。然后在 主站進行相關的程序編寫以達成制冷設備系統需要的運作(制
冷系統機臺數量加減操作、設備錯誤的自動更換、設備定時 更換及冷水壓力旁路水閥控制)。在處理相關運作時,具體的 表現極為理想。
? 高速的傳送速度:鏈接掃描時間預估為0.81ms。于實 際測試中反應都與實時無異而當中的因錯自動更換,開關動 作也十分連貫。在CPU中觀察設備錯誤時的更換動作也十分 順暢的按照邏輯運行。冷水壓力旁路水閥控制也控制得很穩 定,在CPU中對水壓進行PID控制也沒因為出現延遲而導致 控制失常;
? 系統網絡相對穩定:網絡連上后,設備鮮少因為網絡 通訊問題而導致影響系統控制。系統網絡不穩定對制冷設 備非常致命,但是至今并沒有因為系統網絡導致整個系統 停止;
? 維護性較高:使用相關數據線在計算機接上PLC后可 以在Remote Head模塊上讀取錯誤信息,能夠有效縮小錯 誤的檢測范圍,而Remote Head上的硬件錯誤信息也會在 CPU上顯示,因此即使沒能接觸Remote Head也能在CPU上 檢視其狀態。而且透過數據線可以連接到PLC并觀看Remote Head模塊中的記憶體跟輸入輸出點加快調試的效率。
3 “指揮官”有話說
在整個系統中當中牽涉了不停的應用范疇。在通風系統 中,設備都能按時間控制開關而當中的延遲也沒有影響到通 風系統的穩定性。而制冷設備系統中,設備除了能夠按時間 控制開關外,在設備出現報警時也能立即更換備用設備以保 持系統運作正常。在上述的系統運作中, 設備的信息能否返 回主站是十分重要。然而,基于CC- Link及CC- Link IE兩位 “指揮官”的高速傳輸速度及穩定性,通風系統跟制冷設備 系統也得以穩定運作。“指揮官”相當優秀!
雖然CC-Link及CC-Link IE“指揮效率”是高速及穩定, 但這是建基于良好的設定跟編程, 若果有設定需要修改是比 較麻煩,因為更新設定是需要將CPU暫時停止,這意味著需 要將部分操作暫時調至手動以保持運作正常才能更新設定。
然而在實際應用后,希望CC- Link能夠在更多不同的系 統得以流行,使其應對的東西更為完善, 可以助力合作伙伴 更多應用場景落地。CC-Link跟CC-Link IE“指揮官”上任, 為酒店保駕護航!