OLED老化機的PLC程序設計

向欣

（四川虹視顯示技術有限公司，四川成都　611731）

OLED老化機的PLC程序設計

向欣

（四川虹視顯示技術有限公司，四川成都611731）

老化機是OLED生產制造中的重要工藝設備，論文基于老化工藝要求，分析了老化機系統(tǒng)的控制結構，設計出了適用于實際生產作業(yè)的PLC程序（梯形圖）。該程序簡潔實用，操作人員只需通過簡單操作即可進行老化作業(yè)。此外在運行中的各種警示信號，確保了老化機在使用中安全可靠。

OLED；老化機；PLC；程序設計

0　引言

近年來隨著有機電致發(fā)光顯示器件（OrganicLight-Emitting Device，OLED）制造技術不斷發(fā)展，消費者對OLED的穩(wěn)定性要求越來越高，因此必須在器件封裝后進行老化處理，通過老化處理可以使得有機材料的發(fā)光特性趨于穩(wěn)定，從而保證器件在日后使用中的穩(wěn)定性和可靠性［1］。實現這個過程的老化機是OLED生產制造中重要工藝設備，它的主要原理是通過在設定的溫度下對OLED器件施加一定時間的特定電壓或電流，使得器件內部的有機發(fā)光材料加速達到穩(wěn)定狀態(tài)，從而加速不良品的出現以便及時進行甄別篩選［2］。

1　老化機系統(tǒng)結構簡介

本機器是一種半自動化設備，除OLED器件的裝卸需要人工完成外，其他過程由機器完成?？刂葡到y(tǒng)主要有上位PC機、老化信號發(fā)生器、PLC組成。其中上位PC機裝有相應的應用軟件，主要完成人機交互、老化信號的參數設定、接受PLC的狀態(tài)指令；老化信號發(fā)生器用于輸出特定的電流和電壓信號；PLC用于控制老化機的機械運動、溫度監(jiān)控以及運行狀態(tài)的輸出。老化艙體內裝有多個用于固定OLED器件的治具，其背面的PCB驅動板依靠多個氣缸同時推動來實現與器件的電氣連通。加熱器位于艙體底部，用于艙體關閉后的內部加熱。系統(tǒng)結構框圖如圖1所示。

在實施老化作業(yè)之前，操作員首先打開老化艙體大門，使用艙內的驅動治具固定OLED器件，然后使用手動按鈕來驅動安裝在治具背面的氣缸推動PCB驅動板，并檢測PCB驅動板與OLED器件的對位效果，之后關閉艙門方可開始進行老化作業(yè)。

圖1　老化機系統(tǒng)結構框圖Fig.1 The system configuration of aging machine

2　PLC程序設計

2.1老化機PLC的控制要求

程序采用自動和手動兩種模式控制，自動模式用于正常操作狀態(tài)，按下開始按鈕后，氣缸推動驅動PCB與OLED器件接通，艙體內開始加熱升溫。在達到設定溫度后，程序發(fā)出指令，此時達到正常老化狀態(tài)（即機械位置和溫度都達到老化工藝要求），老化信號發(fā)生器向OLED器件發(fā)出特定電壓或電流信號。在溫控時間結束和老化信號停止輸出后，系統(tǒng)發(fā)出警示信號，按下停止按鈕結束老化作業(yè)。手動模式適用于操作人員確認器件與治具的固定狀態(tài)和維修人員進行設備維修保養(yǎng)的情況，通過使用單一的手動按鈕來控制氣缸的前進和后退，且不受其它輸入信號的影響。老化機PLC控制結構框圖如圖2所示。

圖2　老化機PLC控制結構框圖Fig.2 The structure block of PLC control system

2.2編程元件分配表

基于老化機系統(tǒng)設計的實際要求，本文選擇FX3U-16MR/ES型PLC。端口I/ O點分配如表1所示；輔助繼電器分配如表2所示；其他編程元件分配如表3所示。

表1　端口I/O分配表Tab.1 The distribution of I/O ports

表2　輔助繼電器分配表Tab.2 The distribution of auxiliary relays

表3　其他編程元件分配表Tab.3 The distribution of other program elements

2.3PLC程序設計

（1）治具進退的控制。在OLED老化作業(yè)中，同一批次制造的OLED器件工藝狀態(tài)相同，運行過程中所有氣缸運動狀態(tài)也相同（同時進退），因此僅需要兩個繼電器Y0、Y1來控制電磁閥的狀態(tài)。所有電磁閥采用三位五通式，未通電時閥芯處于中間位置，線圈的通電時間設定為1.5秒。如圖3所示：在自動模式下按下開始按鈕X1，觸發(fā)輔助繼電器M0并自鎖，進而通過輔助繼電器M1形成1.5秒（T0）的執(zhí)行時間給繼電器Y0，進而通過電磁閥驅動氣缸推進；在老化作業(yè)結束后按下停止按鈕X2，通過輔助繼電器M2形成1.5秒（T1）的執(zhí)行時間給繼電器Y1，進而通過電磁閥驅動氣缸退回。當氣缸保持在推進狀態(tài)時，說明PCB驅動板與OLED器件接觸，取其狀態(tài)為M8。

圖3　控制治具進退的梯形圖Fig.3 Ladder diagram for jig controlling

手動模式僅靠手動按鈕X3單獨控制氣缸進退，程序通過INCP指令對寄存器D0賦值，使其對應不同的控制狀態(tài)，同樣達到控制氣缸的效果。寄存器D0的初始值為K0（D0=K0），當手動按鈕觸發(fā)，D0的值自加（D0=K1），此時通過電磁閥驅動氣缸推進的同時輸出時間繼電器T2，T2持續(xù)1.5秒（電磁閥執(zhí)行時間）后將K2賦值給D0（D0=K2）；當再次按下手動按鈕后，INCP指令使寄存器D0自加（D0=K3），此時通過電磁閥驅動氣缸退回的同時輸出時間繼電器T3，T3持續(xù)1.5秒后將K0賦值給D0（D0=K0），此時完成了一個程序循環(huán)，D0恢復到初始狀態(tài)，即手動模式完成了復位。

（2）老化溫度的控制。如圖4所示，在艙門關閉的信號X4輸入的前提下，按下始按鈕X1時即開始加熱，當達到設定溫度時，來至溫控器的信號X005接通，取該信號的上升沿為M3，下降沿為M5，老化溫度的維持狀態(tài)為M4，并鎖定老化溫度的啟動狀態(tài)M6。程序根據輸入的溫度狀態(tài)來控制固態(tài)繼電器Y2，進而控制加熱器的工作狀態(tài)以維持艙內處于老化溫度。

在OLED器件與治具處于正常接通（M8），艙內處于老化溫度（M6）且老化時間未結束（X6）的情況下，PLC向上位PC機反饋艙體內部處于正常老化運行的信號Y3。此時上位機即刻發(fā)出指令，啟動老化信號發(fā)生器通過PCB板輸出特定電壓或電流給OLED器件。

圖4　控制老化溫度的梯形圖Fig.4 Ladder diagram for aging temperature

圖5　控制警示信號的梯形圖Fig.5 Ladder diagram for warning signals

（3）警示信號的控制。如圖5所示，當發(fā)生事故或操作人員按下急停開關X0時，紅色警示燈Y4處于常亮狀態(tài)；當老化機處于運行狀態(tài)時，艙門中途就被打開，紅色警示燈處于閃爍亮狀態(tài)。當系統(tǒng)處于老化停止狀態(tài)且未按下急停開關X0時，黃色警示燈Y5處于常亮狀態(tài)；在老化機處于運行狀態(tài)且在設定溫度下運行時，黃色警示燈處于閃爍亮狀態(tài)。當老化機一旦處于開啟狀態(tài)且艙體內在加熱升溫中時，綠色警示燈Y6處于閃爍狀態(tài)；在達到正常老化狀態(tài)且收到上位PC機發(fā)出電控老化信號輸出時，綠色警示燈就會停止閃爍并一直處于常亮狀態(tài)。

在設定的老化溫度時間結束后，蜂鳴器Y7發(fā)出持續(xù)5秒的脈沖報警（M7），提示操作人員本批次器件的老化作業(yè)已經完成；當艙體內處于正常老化狀態(tài)（Y3）但老化信號發(fā)生器（X7）并未輸出，蜂鳴器會一直發(fā)出脈沖報警直到這個異常情況被處理；如果在老化作業(yè)中出現異常狀況，操作人員按下急停鍵X0，蜂鳴器即一直處于報警狀態(tài)直到操作者按下停止開關X2。

3　結束語

本文基于OLED的老化工藝要求，分析了老化機系統(tǒng)的控制結構，設計出適用于實際生產作業(yè)的PLC程序（梯形圖）。該程序簡潔實用，操作人員只需通過簡單操作即可完成對老化機的機械、溫度、電信號輸出的控制，并且對設備各種狀態(tài)均有警示輸出，確保了設備使用的安全性。

［1］張新穩(wěn)，胡琦.有機電致發(fā)光器件的穩(wěn)定性［J］.物理學報，2012，20.

［2］向欣，任海，黃俊，等.一種OLED老化擴展系統(tǒng)［P］.中國：2014201 14805，4.2014/10/22.

［3］宋伯生.PLC編程實用指南［M］.北京：機械工業(yè)出版社，2006.

［4］張還.三菱FX系列PLC控制系統(tǒng)設計與應用實例［M］.北京：中國電力出版社，2011.

PLC Program Design for OLED Aging Machine

XIANG Xin
（Sichuan CCO Display Technology Co.，Ltd.，Chengdu Sichuan 611731，China）

Aging machine is a key processing equipment in OLED manufacturing.In this paper，the control structure of aging system is analyzed and the PLC program（Ladder）is designed on the base of the aging technology.This program is simple，practical and the aging work can be completed with easy operation.Besides，those different kinds of alarm signals can be used for the safe running of the machine.

OLED；aging machine；PLC；program design

TB47

A

10.3969/j.issn.1002-6673.2015.06.044

1002-6673（2015）06-123-03

2015-09-16

向欣（1981－），男，在職研究生，工程師。主要研究方向：機械自動化、工業(yè)工程，申請專利四十余項。