李铁成 陈令 杨贺
上汽通用五菱汽车股份有限公司青岛分公司 山东 青岛 266555
摘要
文章分析了当前汽车行业中不同品牌PLC程序之间联锁通讯的现状，简单介绍了本公司焊装车间不同品牌PLC之间的联锁的应用，重点总结与分享青岛车身A线顶盖输送小车（欧姆龙品牌PLC）与主线（AB品牌PLC）之间联锁的设计与应用。
关键词：网桥、以太网、联锁
1 引言
目前公司焊装车间一共存在五条整车生产线、两条补焊线、两条调整线、以及BDC区域ZONE1-ZONG7的摩擦线，以上各条生产线均使用PLC程序逻辑控制。不同生产线之间均会需要进行信息的交互，这种情况下联锁信号控制尤为重要。其中所使用的联锁方式主要为继电器联锁、D网网桥通讯联锁、以太网MSG指令通讯以太网网桥联锁、以太网生产者消费者通讯联锁等。
2 焊装车间不同PLC主要联锁
继电器联锁，通过使用中间继电器、接触器进行的一种控制联锁方式。即A PLC输出控制中间继电器或接触器吸合，其常开或常闭触点接入B PLC，这样B PLC就可以获取A PLC的信号状态。常用的不同PLC之间的安全信号也会使用到继电器控制联锁方式，作为硬件联锁使用。优点为控制逻辑相对简单；缺点为需要进行硬接线、受制于柜内空间扩展性较差。
以太网MSG指令通讯联锁，在发出一方PLC新建MSG标签，并将EN反点作为输入条件, 点击标签按钮，弹出窗口，因为在发出信息方设置，所以Message Type 选择为Write，新建两个变量1和2。1为发送方变量，2为接收方变量，两个变量的数据类型要保持一致。在Communication中建立两个变量的通讯连接，Path中输入接收方PLC的IP地址，点击确定即可。在全局变量中找到发送的变量1，在接收端程序中找到新建的变量2，变量1与变量2的每一位一一对应，直接应用在程序中即可。
以太网生产者消费者通讯联锁：主要使用相同品牌PLC之间进行的以太网通讯模式。首先将两个不同PLC（以A和B为例）的通讯模块（ENBT或EN2TR）接入到同一个交换机上，并分配IP地址，切记IP地址重复；其次在各自PLC中将对方以太网通讯模块进行组态至硬件树中；在A PLC中建立Producer变量A_To_B，并建立通讯，在B PLC中建立Consumer变量B_From_A，其中生产者及消费者变量类型必须完全一致才能进行正常的通讯。
D网网桥通讯联锁，采用Device net网桥将两个PLC的DNB模块进行数据交换通讯。
E网网桥通讯联锁，采用Ethernet网桥将两个PLC的ENB模块进行数据交换通讯,下面将通过TURCK的以太网网桥模块进行详细介绍。
3 顶盖输送小车与主线PLC联锁设计运用
图尔克（TURCK）网桥TBEN-Lx-EN1是一个跨PLC交换数据的通讯模块，最大可以交换480Byte的数据。模块有2个以太网通讯端口，其中Port1支持Ethernet/IP和MODBUS/TCP, Port 2支持Ethernet/IP和MODBUS/TCP和PROFINET。模块本身可连接16点数字输入。相对于中间继电器方式，可扩展性极强，相对于D网的网桥，以太网网桥产品推出的时间较晚，稳定性待验证。
使用TURCK IP地址工具分配IP地址(仅端口1)，图尔克IP地址工具可通过旋转开关PGM(500)或PGM_DHCP(600)设置TBEN-Lx-EN1或FEN20-EN1的IP地址。在其他旋转开关模式下，也可以使用该工具修改IP地址的前3位、子网掩码和网关。
对于TBEN-Lx-EN1和FEN20-EN1以太网模块，以太网电缆必须插入端口1，图尔克IP地址工具才能正常工作。2端口的地址可以通过图尔克地址工具设置，对于需要为端口1和端口2分配IP地址的用户，推荐使用Webserver，以下部分将进行讨论。
3.1 联锁设计硬件架构
将图尔克（TURCK）TBEN-L5-EN1安装在A线顶盖小车控制柜，24V电源来自小车控制系统；将网桥网络端口一端接至RF010主线BK模块ETH02端口，另一端接小车柜内交换机。
3.2 主线AB PLC配置
在AB程序内增加图尔克网桥，填写模块名称Turck_Spanner，并分配IP地址。此处加在A线MB050_100的ENET04下，在AB程序Tag自动生成Truck_Spanner.I.Data 和Truck_Spanner.O.Data。
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3.3 顶盖小车控制欧姆龙PLC的配置
欧姆龙NX1P2内建立MB_TO_RF_Spanner和RF_TO_MB_Spanner结构体，基本类型为ARRAY[0..15] OF BOOL，与AB程序内INT对应，共12个。在全局变量内建立MB_TO_RF与RF_TO_MB，数据类型为以上结构体，设置网络公开为输入和输出。
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打开欧姆龙（OMRON）软件Network Configurator，将欧姆龙NX1P2拖入右侧架构；将图尔克（TURCK）TBEN-L5-EN1的EDS导入Network Configurator，并拖入右侧架构；右键设置欧姆龙及网桥的IP地址；
双击欧姆龙NX1P2， Tag Sets；建立In-Consume：MB_TO_RF，建立Out-Produce：RF_TO_MB；在Connections，将变量移入Device List，双击default_001进行编辑MB_TO_RF（Input_103-24Byte）和RF_TO_MB（ Output_104-24Byte ）变量(24Byte 为彼此交换数组的总大小，需一致)。在菜单栏点击Networks将配置Download进入NX1P2控制器；配置完成后，网桥状态。P1、P2连续的绿色闪烁，进行数据交换。
目前控制器Ethernet/IP会报轻微故障：标识数据链接超时（Ox8408000）。主要原因：目标节点的电源关闭或与目标节点通信停止；Ethernet/IP的以太网电缆断开；Ethernet/IP的以太网电缆损坏；过多的干扰；内置Ethernet/IP端口的链接被关闭。
结束语
青岛焊装车间顶盖输送小车与主焊线通过图尔克网桥进行联锁的设计应用，在生产线中发挥了举足轻重的作用。已经在我公司CN120S、CN150M项目总拼生产线上使用，状态良好、运行稳定。
参考文献
1、《可编程控制器-原理、应用、网络 》 徐世许、朱妙其、王毓顺 中国科学技术大学出版社；
2、《机器自动化控制器 NJ/NX系列 CPU单元》 欧姆龙；
3、《GCCS-2 Global Common Control Software Design》 General Motors Company；
4、《TBEN-Lx-EN1 and FEN20-EN1 Spanner User Manual》 TURCK。