1 引言

隨著新能源汽車的普及，為了方便新能源汽車的充電，解決新能源汽車的續(xù)航里程擔(dān)憂的問題，一些廠商推出換電服務(wù)，隨著新能源汽車的發(fā)展，充換電站的需求也會(huì)愈發(fā)旺盛。電動(dòng)汽車換電模式是指通過集中型充電站對(duì)大量電池集中存儲(chǔ)、集中充電、統(tǒng)一配送，并在電池配送站內(nèi)對(duì)電動(dòng)汽車進(jìn)行電池更換服務(wù)或者集電池的充電、物流調(diào)配、以及換電服務(wù)于一體。本項(xiàng)目的使用背景為某知名國產(chǎn)汽車品牌的新能源汽車換電站建設(shè)應(yīng)用。

CC-Link IE Field Basic是CC-Link IE協(xié)議的新成員，于2016年8月份正式發(fā)布。該協(xié)議是基于標(biāo)準(zhǔn)100Mbps以太網(wǎng)的總線網(wǎng)絡(luò)，專為不需要高速控制的小規(guī)模系統(tǒng)提供低成本的控制網(wǎng)絡(luò)。今后，三菱自帶以太網(wǎng)的PLC等控制產(chǎn)品，包括IQ-R、Q、L、IQ-F等產(chǎn)品也都將支持CC-Link IE Field Basic。可以通過三菱自帶以太網(wǎng)的產(chǎn)品連接，無需另外硬件，只要軟件設(shè)置，即可實(shí)現(xiàn)通訊控制。協(xié)議的這些優(yōu)點(diǎn)正是森特奈決定研發(fā)符合CC-Link IE Field Basic協(xié)議產(chǎn)品的重要原因，而天津森特奈電子也是首家自主開發(fā)出高防護(hù)等級(jí)遠(yuǎn)程I/O模塊的廠商。

2 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與工藝

該汽車換電站中控制系統(tǒng)使用的是三菱系列PLC型號(hào)為L26CPU-CM(圖1)，L26系列PLC可以擴(kuò)展16個(gè)CC-Link IE Field Basic從站，現(xiàn)場(chǎng)使用了森特奈CHBC系列總線模塊2個(gè)，ELBC系列總線模塊6個(gè)構(gòu)成整個(gè)系統(tǒng)(圖2)。整個(gè)換電過程涉及到舊電池的拆卸、運(yùn)輸、入庫、充電以及新電池的取用、運(yùn)輸、安裝等，整個(gè)過程中需要大量的位置檢測(cè)元件，如光電開關(guān)、接近開關(guān)、磁感應(yīng)開關(guān)等等，以及大量的繼電器、電磁閥等輸出元件，用于控制氣缸完成電池組上升下降等動(dòng)作。CHBC系列模塊防護(hù)等級(jí)IP20，掛在PLC控制柜內(nèi)，ELBC系列模塊防護(hù)等級(jí)IP67，直接安裝于現(xiàn)場(chǎng)，I/O點(diǎn)就近安裝于模塊之上，使得線槽中的線纜大大減少(圖2)。

3 系統(tǒng)優(yōu)點(diǎn)

相比用戶之前考慮設(shè)計(jì)采用的CC-Link協(xié)議方案，此方案將使綜合成本大幅降低。首先，是硬件成本的降低，如果采用CC-Link方案，在連接遠(yuǎn)程I/O站的時(shí)候必須增加通訊模塊，而CPU本體上自帶CC-Link IE Field Basic通訊網(wǎng)口，用戶可以直接使用該協(xié)議，省去了增加通訊模塊的成本;其次，我司ELBC和CHB遠(yuǎn)程IO模塊的價(jià)格更具競爭優(yōu)勢(shì)。

綜合對(duì)比，可以為客戶直接省掉30%的硬件成本。另外，CHBC遠(yuǎn)程IO采用彈片加緊連接方案，相比傳統(tǒng)的螺釘連接方式省時(shí)省力且抗震動(dòng)。ELBC系列產(chǎn)品采用圓形快速接插件，連接方便，省去人工剝線布線的時(shí)間成本，原先預(yù)計(jì)安裝需要兩天時(shí)間，實(shí)際安裝僅用不到一天時(shí)間，效率明顯提高(圖3)。最重要的是CC-Link協(xié)議基于RS485通訊，通訊速率最高才10Mbps，連接方式采用總線型。而CC-Link IE Field Basic協(xié)議基于以太網(wǎng)，連接方式多樣，可以采用星型連接，通訊速率大幅提升，并且故障率大大減少。

森特奈研發(fā)的CHBC、ELBC系列總線模塊完全符合CC-Link IE Field Basic協(xié)議，并且通過森特奈自有實(shí)驗(yàn)室內(nèi)脈沖群抗干擾測(cè)試，電源脈沖群測(cè)試等級(jí)通過2KV，達(dá)到國標(biāo)三級(jí);總線脈沖群測(cè)試達(dá)到2KV，達(dá)到國標(biāo)四級(jí)。另外也通過了CC-Link協(xié)會(huì)的一致性認(rèn)證。在三菱編程軟件中組態(tài)使用森特奈總線模塊也是相當(dāng)方便，在硬件連接的條件下，只需要一鍵點(diǎn)擊 “連接設(shè)備自動(dòng)檢測(cè)”，整個(gè)設(shè)備組態(tài)即可完成。

4 總結(jié)

此系統(tǒng)投入運(yùn)行以來，網(wǎng)絡(luò)未出現(xiàn)過閃斷、干擾等等情況，總線模塊運(yùn)行平穩(wěn)，CC-Link IE Field Basic協(xié)議100Mbps的通訊速率完全滿足系統(tǒng)的控制要求，使用CC-Link IE Field Basic總線協(xié)議，網(wǎng)絡(luò)兼容性強(qiáng)，節(jié)省成本，調(diào)試方便，受到客戶高度認(rèn)可，為今后換電站大規(guī)模應(yīng)用起到示范效果。