随着中国轮胎行业进入大规模增长期——中国轮胎总产量从2000年的1.124亿只增加到2014年的6.3亿只，占全球总产量的三分之一以上——现代自动化技术的快速部署在实现这一增长和定位行业以满足未来市场需求方面发挥了关键作用。在轮胎制造过程中涉及的所有设备中，复合挤出机和四辊压延机(用于形成或光滑材料的一系列硬压辊)及其相关线路是网络通信长度最长，通信数据量和站点数量最多的区域。
挤压半成品轮胎的生产精度对成品轮胎的最终质量起着决定性的作用。因此，需要对挤压设备的控制和驱动系统进行大量的关注。这就是为什么在中国一家领先的轮胎制造商的项目中应用CC-Link IE网络不仅帮助该制造商改善了生产运营，而且为该公司实现其计划年产2000万条半钢子午线轮胎的能力奠定了基础。
该轮胎制造工厂的自动化项目将三菱电机A800变频驱动器的速度和张力控制系统(浮动滚轮功能)与CC-Link IE网络相结合。该项目中使用的另一项关键技术耦合是三菱电机QJ71MES96模块(能源监测模块)以及CC-Link IE能源选项。CC-Link IE能源管理通信功能优化了详细的能源消耗监测。该功能有助于在设备/设备级别收集和监控能源数据，从而在整个设施中实现显着的节能。
挤压和压延
在挤压生产线上，给料的稳定性是最重要的影响因素。因此，进料过程由挤出机机头中的压力传感器控制。每当在挤出机机头的通道中检测到压力变化时，它可以按比例反馈到挤出机并通过调整螺杆速度进行补偿。由于每台挤出机都是独立控制的，如果保持挤出机头内的压力稳定，就可以保证橡胶产量和挤出半成品分布的稳定性。利用连续称重系统对半成品质量偏差进行监控和检查，如果检测到半成品连续质量公差设置的偏差，则将此变化反馈给生产线驱动器，并相应地调整速度。
压延的主要要求是张力分布应稳定，符合工艺要求。压延张力主要是由两台机器传动速度的差异决定的。因此，电气系统在张力调节中起决定作用，要求各电机转速根据输送机转速自动调正，并根据实际张力自动进行微调。此外，在连续生产过程中，自动计算辊间距，保持与指定宽度的一致性。这意味着动力和驱动系统必须具有高性能的计算和响应速度以及高速，稳定的网络通信。
网络技术评估
其他希望赢得这个项目的自动化供应商也为这家轮胎制造商提供了基于以太网网络协议的解决方案。但是，当性能和功能进行比较时，CC-Link IE在满足客户需求方面表现出优于其他产品。最大的区别在于网络结构、速度和带宽能力。
另一种提出的网络协议模型使用星形拓扑结构的TCP/IP通信，支持最高100 Mbps的通信速度。该网络中每个模块最多允许64个TCP/IP连接和128个控制器。虽然可以用光纤中继器进行扩展，但这个网络上各站之间的距离没有具体说明。该项目的另一个拟议网络使用Cat5电缆，使用TCP/IP通信，最大距离为100米，速度为100 Mbps。该网络的拓扑结构包括星形、树形、线形和环状。该体系结构中一个系列接口模块的输入/输出数据量为256/256，可扩展到63个站点。第二组模块最多可连接256个站点。
CC-Link IE的通信速度为1gbps，采用基于令牌的通信技术，提供固有的确定性通信。在单个网络上连接的最大站点数为120个，最大网络数为239个。采用多模光纤，站间最大距离为550米。采用双环拓扑时，最大传输容量为1920字节。
CC-Link IE使用令牌控制数据传输和网络共享内存进行实时数据通信。复合挤出机和四辊压延机及其生产线的实时性要求很高。因此，通用以太网中常用的带有碰撞检测的载波感知并不能很好地满足这些需求。在CC-link IE中使用以太网令牌来控制每个站点对网络共享内存的访问时间，这意味着只有具有令牌的站点才能读写网络共享内存，从而提供了一定程度的安全性和确定性。
当令牌传送到网络中的每个站点时，每个站点可以单独完成对网络共享内存的读写。这样，在网络中传输数据时就不会发生冲突。由于CC-Link IE采用千兆以太网技术，令牌在网络中的传输速度非常快，使得连接扫描时间很短。此外，CC-Link IE网络不仅可以在环路中运行当前的网络配置，从而最大限度地减少通信故障的概率和影响，还可以支持星型和线性网络拓扑，以及它们的组合拓扑。这种千兆以太网技术还提供了带宽来扩展通信和网络数据传输，而不影响对网络的控制。
匹配具有网络能力的驱动器
由于决定使用CC-Link IE网络，这家中国轮胎制造商随后选择了三菱电机A800系列变频驱动器(A800- r2r)，因为它具有控制复合挤出机和压延机及其生产线中的浮动辊和张力的能力。
冷却缠绕设备位于复合挤出生产线的前端和后端，是整条生产线中至关重要的环节。它的运行质量不仅影响到生产线的每一个操作环节的状况，而且影响到成品。这些线路的速度匹配需要高精度的速度控制。特别是绕线控制，要求稳定性好、精度高、张力控制恒定。从本质上讲，线速匹配和绕线控制必须确保产品不被拉伸，无论线速如何变化或线轴的卷筒直径如何变化。
三菱电机的A800变速驱动器通过速度张力控制(浮辊控制)、扭矩张力控制(带张力测试)、恒定张力控制(不带张力测试)、轧辊直径计算补偿/初步轧辊直径计算/轧辊直径记忆、锥度控制、速度增益自动调节、短线检测、惯性补偿和物料长度记录功能。由于外部模拟信号和操作控制都是在变频器内完成的，因此A800变频器在复合挤出机和四辊压延机及其生产线上的应用减轻了PLC操作和网络通信的负担，同时也避免了人为的不确定性。
当卷绕开始时，自动任意卷径计算功能可以计算出浮辊从下位移动到目标位置时启动时的当前卷径。这样便于用任意直径的卷绕。当绕组中断时，A800可以随着直径的不断变化自动调整速度增益，从而提供高的系统性能和安全性。此外，惯性补偿功能可以减少因减速增加而导致的张力滞后现象。绕线操作完成后，折线检测功能自动检测产品尾部，防止超速。
CC-Link IE网络的优势为轮胎制造商提供了自动化、能源管理和信息化的综合解决方案，满足了工业4.0的要求。为了不断提高合作伙伴的满意度，CC-Link合作伙伴协会(CLPA)在满足工业4.0客户需求的同时，提供了一个具有适当集成解决方案的工业以太网网络。
