PLC和触摸屏在等离子处理机控制系统中的应用.pdf

第 3期 总第 1 5 4期 2 o 9年 6月 机 械 工 程 与 自 动 化 MECHANl CAL ENGI NEERI NG ＆ AUT0MAT1 0N No．3 J u n． 文章 编 号 l 6 7 2 6 4 1 3 2 O 0 9 O 3 一 O 1 3 9 一 O 2 P L C和触摸屏在等离子处理机控制系统 中的应用 口 口 中北大学．山西 黎 太 原 O 3 0 O 5 1 摘 要 在综合 了 P L C与触摸屏技术特点的基础上 ． 结 合设备组成提出了 P L C与触摸屏在等离 子处理机中的集 成控制方法 ，阐述 了等离子体电气控制系统的工作原理 和软件实现 ， 给 出了触摸屏和 P I c编程方法及程序框 图 。 关键词 等离子；P L C；触摸屏 ；组态软件 中图分类号 T P 2 7 3 文献标识码 B 0 引言 等离子体是对低气压气体施加电场进行辉光放电 后形成的气体，对聚四氟乙烯、聚氯乙烯等高分子材 料 能进行表 面改性 ． 广泛用 于印制板孔 金属化 前处 理 、 粘结 前处理 和印制 电路板表 面活化处理 。它 能取代 常 规钠 萘溶液 ，为 聚四氟乙烯 等基材零件 的表 面活化 提 供一种快速、方便、清洁的处理方法 ] 。由 P I c和触 摸屏技术组成的等离子处理机控制系统使设备过程控 制效果 好 、操作 简单 、安全可靠 。 l 设 备组成 等离子处理 机主要 由真空系 统 、电源系统 、控制 系统等 组成 ， 其结构示 意图见 图 1 。 真空 腔的腔 体 固定 于机柜右上角，在其中进行试样集中处理 。真空腔下 方为真空管路系统和进行高频放电释放等离子体的电 源控 制 系统 ． 下侧还有 真空泵抽 气系统 ， 包 括真 空泵 、 放气阀、电磁阀等 。设备上半部分左侧为电气控制面 板 ， 包括控 制按钮 、数显 真空计 、 触摸 屏操控 界面 等 。 设备外 形美 观 ．结构 紧凑 。 2 控 制 系统原 理 P I C是 以微 处 理 器 为基 础 的 一种 通 用 工 业 自动 控制装 置 ，具 有体积小 、功能强 、程序 设计简 单 、维 护方便 、可靠性 高等优点 。 触摸屏人机界面是操作人员和机器设备之间作双 向沟通 的桥梁 ，用 户可 自由组合 文字、指示 灯 、开关 按钮 、各种 动态 图表图形 、数字数据 显示输 入 、异常 报警 、静态显示等 ，以处理或监控管理，并应付随时 可能变化信息的多功能显示屏幕。 它具有简单易用 、 功 能强大、稳定性优异等优点 ，应用非常广泛 。 设备电气控制系统采用三菱 F X2 N 系列 P I C和 人机 系列触摸屏 进行 联合控 制 ，控 制原理 示意图见 图 2 。当在计算机 上完成 对 P I C的控 制编 程和 对触摸 屏 进行人 机界面组 态编 程后 ．用 传输 数据线将 控制及组 态软件下载到 P I c控制器和触摸屏中， 为设备运行做 好控制 准备 。当整个 系统 的现 场 电气 连接调 试完毕进 入运行时， 通过触摸屏与 P I c之间 R s 2 3 2 C传输线的 实时通讯 功能可 对设备 进行实 时监控 。 图 】 等 离子 处理机结构示意图 饥柜 真空腔 控制面板 真空 系统 电源系统 图 2 电气控 制系统原理示意框图 收稿日期 2 O 0 8 一 l l 一 0 3 修回 [ 1 期 2 o 0 9 一 O l O 3 作 者简介 吕黎 1 9 7 9 一 ． 女． 浙江宁波人． 助教 ． 在渎硕士研究生 ． 主要从事电气 系统教学 研究工作 。 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 1 4 O 机 械 工 程 与 自 动 化 2 O 9年 第 3期 通过对触摸屏的点击操作可控制等离子处理机系 统 的运作 ， 包括真 空泵 启／ 停 、 充放气 电磁 阀开 ／ 关 、 等 离子发生器开／ 关、电源功率选择、气体选择 、等离子 处 理 时问设定 等 。整个控 制 系统分 为 自动和手 动两种 控 制方式 ．可根据 实际工 作需 要选择 自动控制 或手 动 调试控 制 。 3系统 软件 实现 本设备系统软件主要包括两大部分 ，触摸屏组态 软 件 和 P I C 控 制 软 件 。通 过 触 摸 屏 与 P I C 之 间 的 Rs 2 3 2 传输线实 现实时通讯 功能 。点击 触摸屏 向 P I 发出各种控制信号， P I C接到触摸屏发出的指令 信号 后执行运 算 与控制 任务 。采用 手动 方式 时系统 进 入手 动状 态 ， 用触 摸按钮 点击 可控制 真空泵 开／ 关 、 充 放气 电磁 阀开／ 关 、等 离子 发生 器开／ 关 、电源功 率选 择、气体选择、等离子处理时间设定等 。为保证系统 的安全运行 ，在手动程序和 自动程序中设置了一些必 要 的控制 连锁 。 自动运行 时 ，先 选择设 置好 控制 参数 并 确认 无误后 ，按 自动按 钮运行 系统 即进 入 自动 控制 触摸屏动态监控画面 见图 3 ， 设备 自动完成一 次处 理过程 ，系统参数 自动保持。操作人员可以通过触摸 屏向 P I c发出各种控制命令 ．还可同时将 P I C的各 种实 时数据 采集 回来 ．在用 户画面 上用趋 势 图或棒 图 等动态图表图形表示出来，实现对生产过程的监控 。 图 3 触 摸屏 动 态 监控 画面 P I 、 软件用来完成整个设备的全部控制任务。其 设计 思想 基于 尽量节 省硬 件投 资 ， 以软件代 替硬件 ， 提 高 软件效 率进 行编 程 。 图 4 为 设备 P I C控制 程序 流程 框图。M1 o o和 M2 o o分别为触摸屏上的 自动控制和 手 动控制 切换按 钮 ，P 1和 P 2分 别为 手动 和 自动 控制 子程 序 。F X2 N 系列 P I C功 能强劲 ，配置灵 活 ，表现 卓越 ，包括了位逻辑 、计数器、定时器、复杂数学运 算以及其他智能控制通讯模块等指令 内容 ，从而使它 能够监视输入状态 ，改 变输 出状态，以达到控制 目 的 。 P I C采用 F XGP wl N 编程 软件 ，用梯 形 图方式 对 等 离 子 处 理 机 进 行 编 程 。 触 摸 屏 采 用 E a s y B u i l d e r 5 O 0组态软件进行编程 ，将完成后的 P I C 控制软件和触摸屏组态软件下载至设备组件中，启动 系统 即可对设 备进 行操作 控制 。 P 1 P 4 P 图 4 P L 控 制 程 序 流 程 框 图 4结束 语 现 等离 子处 理机 已经投 入 正常使 用 ，运行 结果证 明基 于 P I C 和触 摸屏 控 制 的 等离 子 处理 机 对 印制 电 路板和高分子材料表面改性效果明显 ，工作效率大幅 提高 ，系统工作稳定 ，可提高材料的粘附性、吸湿性、 吸 附性和 导 电性 等 。 相 比于传 统 的控 制 处理方式 。 P I C 和 触摸屏 联合 控制 的等 离子处 理机 具有 处理 过程控 制 效 果好 、 操 作过 程简单 、 性能 稳定 可靠 等一 系列 优点 ， 大 面积 的推 广使用将 有 利于 印制 电路板 厂商 生产效 率 的大 幅度提 高 ，给企业 带来 良好 的经济 效益 。 参考文献 [ 1 ] 毛志勇． 低温等离 子体处理 技术在 印刷 电路 板上 的应 用 [ J ] ． 电子工业专用 没备 ， 2 O o 3 2 7 5 7 6 ． [ 2 ] 郁汉琪． 电气控 制 与可 编程控 制器应 用技术 [ M] ． 南京 东 南 大 学 出 版 杜 ， 2 0 【 】 3 ． Appl i c a t i 0 n 0 f PI C a n d HM I i n t h e Pl a s m a Pr 0 c e s s 0 r Co nt r 0 l S y s t e m LV Li N0 r t h Un i v e r s i t y of Ch i I 1 a． Ta i y u a n O 3 o o j 1． h ma Abs t r a c t 1 、 1 1 e c ont r l me t ho d by I l s e o f PI C a n d } I M I i s p ut f or wa r 1 ba s ed on t he i r c h ar a c t e r i s t i c s， t he wor ki ng p r i nc i p l e a nd t h e s o f t wa r e r e a l i z a t i o n f t h e p l a s ma p r o c e s s o r c ‘ n t r o I s y s t e m a r e i n t r o d u c e d， i n t h e e n d， t h e c o n f i g u r a t j o n s o f t wa r e a n 】t h e l a d d e r c h ar t 0f t l 1 e PI C ，1 r e gi v e n． Ke y wo r d s I l | i s n1 a； PI C； HM l； c nf i gur a t i 【 l s of t wa r e 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m