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作者: 发布时间:2011-07-05 来源: 繁体版
[编辑简介]:本文介绍B&R 的PCC 及ACOPOS 伺服控制器在刻蚀线上的应用。本文详细介绍了该控制系统的软硬件设计,给出硬件接线图、控制框图和程序流程图及部分应用程序。
[摘要]:以荫罩刻蚀线的刻蚀腔体内的摇摆电机控制对
[编辑简介]:本文介绍B&R 的PCC 及ACOPOS 伺服控制器在刻蚀线上的应用。本文详细介绍了该控制系统的软硬件设计,给出硬件接线图、控制框图和程序流程图及部分应用程序。
[摘要]:以荫罩刻蚀线的刻蚀腔体内的摇摆电机控制对象为对象,采用了B&R 的PCC 和ACOPOS 伺服控制器,对同步电机进行运动控制,使摇摆腔体内电机能快速、稳定地跟随设定曲线,并按照设定曲线运动。PCC 中PVI 使PCC 方便地与上位机进行通信;PowerLink 使伺服间的通信实时快速;PCC 的高级编程语言C 使PCC 完成传统PLC 不能完成的高级应用,如曲线的生成;而虚轴概念的引入更是提高了电机运行的可靠性。
[关键词]:贝加莱 PCC ACOPOS 伺服 刻蚀线
  

1 简介 2Rx自动化在线网

1 . 1 系统简介2Rx自动化在线网
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  系统为普通糟孔荫罩刻蚀线,主要包括开卷部分、刻蚀腔体部分、第一水洗部分、电解剥离部分、最终水洗部分和最后的烘干及撕边部分。2Rx自动化在线网

  表面有光致抗刻蚀剂的成卷钢带,在开卷部分被拉开,并送人刻蚀腔体。腔体刻蚀液为FeC13 , 与钢带的无光抗部分反应,形成槽孔。第一水洗的作用为停刻蚀,将荫罩表面的FeC13 均匀地完全去除。剥离部分用于剥离钢带表面的光抗,剥离液为NaOH 。最终水洗除去钢带表面的NaOH 和杂质。烘干部分烘干钢带表面的水分,防止生锈。之后钢带进人撕边机,撕去荫罩四周的废边。刻蚀生成的工艺过程如图1 所示。2Rx自动化在线网

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图1 刻蚀生产线工艺过程2Rx自动化在线网

  刻蚀腔体部分为整个系统的关键,其刻蚀的效果直接影响到产品的合格率。整个刻蚀过程有6 个腔体,每个腔体中有上下两对喷嘴,分别由两台电机控制,电机控制喷嘴来回摆动。因此整个刻蚀部分由12 台电机组成。由于电机不断来回摆动,这里称之为摇摆电机。2Rx自动化在线网

1 . 2 摇摆电机运动简介2Rx自动化在线网
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  根据工艺要求电机必须按照一定轨迹运行,而且不同的电机运行轨迹有所区分。由于对运行曲线的高要求,摇摆电机的控制选用了B&R 的PCC 及ACOPOS 伺服控制器。2Rx自动化在线网
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  在上位机,工作人员给定一条轨迹上的16 个点,如图2 所示,其中横轴为位置,纵轴为速度。12 台电机每台都有一条设定的曲线。PCC 除了完成对电机的起动、停止、运行等逻辑控制外,主要的功能就是控制电机按一定的轨迹运动,使得这个轨迹同时经过所设定的16 个点,并且保证电机运行的平稳。由于要求快速响应和高控制精度,摇摆部分使用同步伺服电机进行运动控制。之前使用东芝公司的PLC ,有摆动不平滑的问题,因此改用B&R 开发的高性能控制器PCC 。PCC 在控制器中使用嵌人式操作系统,且设备层网络采用实时以太网,可以实现非常高的实时控制要求。2Rx自动化在线网

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图2 摇摆电机轨迹点设置2Rx自动化在线网

2  B&R PCC 及ACOPOS 伺服2Rx自动化在线网

2 . 1 B&R PCC 硬件配置2Rx自动化在线网

  摇摆部分采用了B&R 2005 , 2005 系列CPU 是B&R 第四代控制系统SG4 ,采用的是Intel 处理 器,包括了电源模块、CPU 模块、数字输入输出模块。其中CPU 的PCI 总线插槽中插人了Power Link 网络适配器。若采用PowerLink 串联,最多只能串联10 台伺服控制器,本系统采用Power  Link IF786 及一个HUB 将12 台电机分成两条串联支路进行实时控制。数字输人模块用于起动、停止、紧急停止、12 台电机的Readay 、找原点信号输人。数字输出用于电机运行、电机故障、12 台电机寻找原点的状态指示。2Rx自动化在线网

  上位机与PCC 可以通过RS232 与以太网进行通信。RS232 作为编程口。以太网作为实时通信口,用于数据的上传与下载。将上位机设定的运动曲线实时传给PCC ,同时将实际运动位置、速度、电流及故障信息传给上位机。2Rx自动化在线网

  图3 给出了一台电机的伺服控制器与共他硬件设备的连接图。电机控制器采用了B&R 的ACOPOS 伺服控制器。伺服控制器插人了Power Link 模块AC112 ,用于和前后两台伺服控制器相连;AC122 为旋转编码器模块,用于电机的速度与位置检测。ACOPOS 1090 本身提供了温度信号检测(T +、T 一),抱闸信号输出(B 一、B + ) 和其他控制信号。在现场,同时安装了三个光耦给定电机运行的正向极限位置、反向极限位置和原点位置。在运行前电机首先找到原点光耦所在位置定为O 位,然后根据设定曲线运行。而正、反向极限光耦信号起到了保护作用,当光耦给出信号时,伺服将给出极限故障信息并且停止运行。2Rx自动化在线网

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图3 伺服控制器与外围连线2Rx自动化在线网

2 . 2 ACOPOS 伺服控制方式2Rx自动化在线网

  ACOPOS 的伺服控制如图4 所示,大致可以分为四个部分:初始值处理、位置控制、速度控制、实际值检测。在初始处理时,根据给定的位置及最大允许速度和最大允许加速度,给出一个理想的定位过程,即得出加速、恒速、减速段,不同位置时的速度也相应得到。位置控制主要有比例调节、比例调节限制p _ max 、积分限制i _ max 和积分调节。比例调节后的值为k* △s ,若k* △s > p _ max ,则v_ p P _ max ;若k* △s p _ max ,则v _ P = p max 。同理i _ max 用干限制积分调节值,v _i 。速度调节为一般的PI调节得到控制电流值送入矢量控制器,对电机进行控制。而电机的实际位置通过编码器得到。


贝加莱PCC及ACOPOS伺服在刻蚀线上的应用
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