PCB板暫存機控制系統(tǒng)設計

【摘 要】SMT行業(yè)迅速發(fā)展，自動化程度越來越高，暫存機、吸板機、翻板機、移栽機、送板機、收板機等設備應運而生。本文重點介紹了PCB板暫存機控制系統(tǒng)的設計方法，主要包括伺服電機選型、PLC選型、PLC程序設計等綜合應用方法。

【關鍵詞】PLC；PCB；伺服電機

1.引言

如今SMT行業(yè)迅速發(fā)展，自動化程度越來越高，為了節(jié)約生產(chǎn)成本和提高生產(chǎn)效率、產(chǎn)品質(zhì)量，SMT周邊設備發(fā)展迅速。從生產(chǎn)線的生產(chǎn)開始、生產(chǎn)過程，然后到生產(chǎn)結束，原來需要人工的地方現(xiàn)在取而代之的是自動化設備，吸板機、翻板機、暫存機、移裁機、送板機、收板機等設備孕育而生，并且不斷的自我改進，自我完善，而且根據(jù)客服需求不斷改進功能，越來越趨向于人性化，簡單化。本文介紹了PCB板暫存機控制系統(tǒng)的設計方法。

2.PCB板暫存機功能介紹

暫存機基本功能就是暫存功能，是對PCB板的臨時存儲，節(jié)約生產(chǎn)線的距離，提高了生產(chǎn)效率。其設計兩種模式：在模式一的情況下可以作為軌道來使用，直行過板。在模式二的情況下，內(nèi)部又有兩種功能可以選擇，一是暫存功能；二是區(qū)分NG/OK功能，在暫存功能下面又可以選擇兩種方式，一種是先進先出，另一種是先進后出。客戶可以根據(jù)自身需求選擇相關模式。由于選擇伺服控制，所以操作前要在復位位置。其外部有三色指示燈作為運行指示，相關顏色具有相關功能，紅燈為報警指示，黃燈為等待狀態(tài)，綠燈為運行狀態(tài)。

3.控制系統(tǒng)設計

暫存機通過上位機觸摸屏控制，其核心控制器是PLC，PLC控制伺服驅動器，伺服驅動器驅動伺服電機，來實現(xiàn)整個動作和功能的完成。觸摸屏、PLC之間通過RS232實現(xiàn)通訊，使用觸摸屏簡化了開關、按鈕等控制元件，也使操作人性化，簡單化。PLC輸出回路通過中間繼電器轉換，用弱電控制強電。使用伺服電機，使定位更加精確，整個電氣系統(tǒng)是一個簡單的小型網(wǎng)絡。

3.1 伺服電機選型

伺服電機（servo motor）是指在伺服系統(tǒng)中控制機械元件運轉的發(fā)動機，是一種補助馬達間接變速裝置。伺服電機可使控制速度，位置精度非常準確，可以將電壓信號轉化為轉矩和轉速以驅動控制對象。伺服電機選型需要考慮如下幾個因素：電機的最高轉速、慣量匹配問題及計算負載慣量、空載加速轉矩、切削負載轉矩。

3.2 PLC綜合應用

PLC在當今自動控制領域可以說是占有相當大的份額，不僅具有邏輯控制能力，還具有模擬等其他功能的使用，我們暫存機設計用到了其邏輯運算功能，其次重要的是用到了定位功能指令，PLC的高速脈波輸出口可以實現(xiàn)運動控制。

3.2.1 PLC選型

1）開關量I/O模塊的選擇

開關量輸入模塊是用來接收現(xiàn)場輸入設備的開關信號，將信號轉換為PLC內(nèi)部接受的低電壓信號，并實現(xiàn)PLC內(nèi)、外信號的電氣隔離。選擇時主要應考慮以下幾個方面：輸入信號的類型及電壓等級、輸入接線方式、注意同時接通的輸入點數(shù)量、輸入門檻電平。

開關量輸出模塊是將PLC內(nèi)部低電壓信號轉換成驅動外部輸出設備的開關信號，并實現(xiàn)PLC內(nèi)外信號的電氣隔離。選擇時主要應考慮以下幾個方面：輸出方式、輸出接線方式、驅動能力、注意同時接通的輸出點數(shù)量、輸出的最大電流與負載類型、環(huán)境溫度等有關因素。

2）模擬量I/O模塊的選擇

模擬量I/O模塊的主要功能是數(shù)據(jù)轉換，并與PLC內(nèi)部總線相連，同時為了安全也有電氣隔離功能。模擬量輸入（A/D）模塊是將現(xiàn)場由傳感器檢測而產(chǎn)生的連續(xù)的模擬量信號轉換成PLC內(nèi)部可接受的數(shù)字量；模擬量輸出(D/A)模塊是將PLC內(nèi)部的數(shù)字量轉換為模擬量信號輸出。典型模擬量I/O模塊的量程為-10V～+10V、0～+10V、4～20mA等，可根據(jù)實際需要選用，同時還應考慮其分辨率和轉換精度等因素。一些PLC制造廠家還提供特殊模擬量輸入模塊，可用來直接接收低電平信號（如RTD、熱電偶等信號）。

3）特殊功能模塊的選擇

目前，PLC制造廠家相繼推出了一些具有特殊功能的I/O模塊，有的還推出了自帶CPU的智能型I/O模塊，如高速計數(shù)器、凸輪模擬器、位置控制模塊、PID控制模塊、通信模塊等。

4）存儲容量的選擇

用戶程序所需的存儲容量大小不僅與PLC系統(tǒng)的功能有關，而且還與功能實現(xiàn)的方法、程序編寫水平有關。一個有經(jīng)驗的程序員和一個初學者，在完成同一復雜功能時，其程序量可能相差25%之多，所以對于初學者應該在存儲容量估算時多留裕量。

5）電源模塊的選擇

電源模塊選擇僅對于模塊式結構的PLC而言，對于整體式PLC不存在電源的選擇。電源模塊的選擇主要考慮電源輸出額定電流和電源輸入電壓。電源模塊的輸出額定電流必須大于CPU模塊、I/O模塊和其它特殊模塊等消耗電流的總和，同時還應考慮今后I/O模塊的擴展等因素；電源輸入電壓一般根據(jù)現(xiàn)場的實際需要而定。

3.2.2 PLC程序設計

暫存機程序設計分為如下幾個程序段：自動調(diào)寬窄設置、自動調(diào)寬窄、運行設置、自動運行，部分控制程序（如圖1）。

4.結束語

在現(xiàn)在控制領域中，自動控制得到了廣泛運用，SMT自動化設備暫存機控制設備被運用到生產(chǎn)中，SMT已經(jīng)形成了一條產(chǎn)業(yè)，不僅推動了芯片產(chǎn)業(yè)的提高，而且拉動了周邊產(chǎn)業(yè)的提升，帶動了經(jīng)濟的發(fā)展。

參考文獻：

[1]王也房.可編程控制器應用技術[M].北京:機械工業(yè)出版社，2001.

[2]江永富，廖曉梅主編.三菱PLC編程技術及工程案例精選[M].機械工業(yè)出版社，2011.

作者簡介：王嘯東（1977—），男，大學本科，工程師，講師，南京鐵道職業(yè)技術學院教師，主要從事鐵道電氣化方面的研究。