6ES7223-1HF22-0XA8详细资料
1、 引言
由于国内半导体行业起步较晚，现国内半导体二极管的封装设备还停留在90年代水平，而国内的设备生产商主要是从原国企独立出来小公司，其技术水平还依赖于在原国企的陈旧技术，且规模及研发力量远远落后于半导体封装的快速发展。我公司是在目前的形势下进入大陆的台资企业。在台湾，我们主要以服务于半导体行业的加热设备，且有三十余年历史，其成熟的技术和强大的技术开发力量，为台湾的半导体行业的发展建立不朽的功勋。 由我公司刚刚研制的二极管真空封合炉，不仅在技术上打破国内生产企业的常规，并把PLC和HMI次应用到该设备，直接在人机界面上操作和改变PLC的程序及封合炉运行参数，达到灵活控制设备运行的目的。并控制4只炉管工作，大大提高现场应用的自动化水平。
2、系统主要组成结构。
（1）真空封装炉管8只。其作用对原材料在高温时封装。
（2）加热器4只。8只炉管共用4只加热器，需要两个台车运行调整位置。该加热器根据生产工艺要求提供高1300℃的温度。
（3）温度控制器。该产品选用日本理化公司的多程式控制器P300作为三温区的主控制，其控温精度可达0.1%，且多可提供256步的程式。F900为副温度控制。
（4）PLC采用OMRON公司CQM1系列，其程序容量可达7k，在该设备的功能：执行HMI指令，控制氮气阀、真空阀、水阀、真空泵的运转，并及时接三来自压力变送器的信号。并检测设备运行中的异常状况。
（5）HMI采用国内先进的Pro-face GP250110.4”单色触摸屏，其主要功能控制设备的运行、停止、手动加氮气、手动排气等。并显示设备运行中的参数、运行曲线、报警信息等。
（6）真空系统。
（7）制冷系统。
3、温度运行工艺曲线。
从运行曲线我们不难看出，PLC运行的大部分是步进指令，并控制4只炉管抽真空和加氮气、排泄氮气来使炉管达到工艺要求的真空度，再启动温度控制器，通过设定好的时间/温度曲线控制加热器的运行，整个温度的运行通过PID参数控制，其控温效果完全可以达到本工艺的要求。
4、HMI控制的主画面。
HMI在本案中完美地实现了控制与显示的结合。通过显示，操作者可以明显看到此时台车运行状态，炉管的真空度，加热器的运行状态，极大方便操作者，省去了众多复杂的按键，更增加了控制盘的简洁控制，使使用者能够很快熟练操作生产控制程序。能够在设备异常时显示出故障处及应急解决办法，也为设备维护人员提供尽快地解决方案。
公司计划推出一款B级新车B12，由于工艺线路的特殊性，此车型需要在四厂涂装车间喷涂，经过二厂涂装车间的喷蜡线进入二厂总装车间装配。具体工艺布局如图1所示：B12经过RB003～RB001（图中红色部分）至CC09-TC/RB048（图中黑色部分），经过CC09-RB050、CC09-RB052/054到CC09-RB056，经过此处的MOBY-i读写头，读取滑橇上的移动数据载体内的信息，并将其中的车型信息发给总装车间。其他车型来自CC09-RD026或CC09-RD06，通过CC09-TC/RB048进入喷蜡线。B12车型所用的滑橇是从滑橇返回线随机抽取的，滑橇数据载体内部仍然记录着先前携带车身的有关信息，与当前携带的车型B12并不相符。为了保证此处读取的车型信息与实际车型一致，直接的办法是在此读写站之前新增一个读写站CONTROLENGINEERINGChina版权所有，通过人工方式，将车型信息写入滑橇数据载体。
图1现场工艺流程布置
由于二厂涂装车间的设备由德国Dürr公司提供，输送系统采用滚床和滑橇的输送方式。设备的控制采用了Dürr公司基于西门子S7-PLC开发的模块化标准程序。为了实现输送
设备和自动喷涂系统之间的车型、喷涂颜色信息传递，以及根据质量信息，判断车身物流走向等目的，输送设备采用了RFID射频识别系统。
二厂涂装车间采用的是西门子MOBY-i识别系统，其硬件系统包括安装在滑橇上的数据载体MDS430，安装在特定位置的读写头SLG43，安装在PLC主机架上的ASM451接口模块，接口模块内置CM422通信卡与读写头进行通信。
MOBY-i的软件系统也比较复杂，Dürr公司在其软件内部进行了大量的封装处理，给用户调整修改其软件带来了很大的困难。
增加MOBY-i系统还需要增加相关的硬件设备，并且要求将读写头安装在图1中红色设备上，而红色部分与黑色部分分别属于两个不同的PLC控制组，两者之间需要设计大量的连锁信号，这也给我们带来了很大的技术难度。
解决方案
为了不增加改造成本，我们另寻其他途径，并对这两部分设备的PLC控制软件进行了深入的研究，发现CC09-RB056的MOBY-i程序把读写的结果存放在一个数据块DB580内部，而程序的其他部分都从数据块获取车型信息，于是我们把研究方向放在该数据块上。在CC09-RB056工位，若当前实际的车型为B12，则对MOBY-i的读写结果进行修改，终解决了这个问题。
定义4个布尔类型变量，分别记录进入CC09-RB048、RB050、RB052和RB056的车型是否为B12，具体变量定义如表所示。
变量定义
由于来自RB001（红色部分）的车型都是新车型B12，而来自CC09-RD026、CC09-RD046（黑色部分）的车型都不是B12，利用这个规律可以判断进入CC09-TC/RB048的车型，并将判断结果存在RB048-TYPE-B12中，当滑橇由CC09-RB048进入CC09-RB050时，把变量RB048-TYPE-B12的信息复制到变量RB050-TYPE-B12，依次传递下去。在CC09-RB056滚床位置，MOBY-i读写头读取滑橇MDS内部的全部信息，并存储在数据块DB580内部。这时我们可以据变量RB056-TYPE-B12的状态来决定是否对数据块DB580内部的车型信息数据进行中途修改：
若RB056-TYPE-B12＝“TRUE”，则修改；
若RB056-TYPE-B12＝“FALSE”，则数据不变。
其他的程序将根据DB580内部存储的车型信息，给总装设备发送信息www.cechina.cn，通知其发送相应的吊具来接喷漆车身。
上述的方法中涉及到3个关键技术环节，即信息的获取、传递和修改。
1．RB048-TYPE-B12初始信息的获取
关键是检测滚床在运动状态下，CC09-RB048上的3个接近开关的触发顺序：若RB001的占位开关和CC09-RB048的前占位开关触发，表明车型为B12，RB048-TYPE-B12＝“TRUE”；若CC09-RD026或者CC09-RD026的占位开关与CC09-RB048的后占位开关触发，表明车型非B12，RB048-TYPE-B12=“FALSE”。具体程序如图2所示。
图2初始车型信息获
2．车型信息传递
车型信息要从RB048-TYPE-B12传给RB050-TYPE-B12，从RB052-TYPE-B12到RB056-TYPE-B12。以车身滑橇从CC09-RB048移动到CC09-RB050为例，其关键步骤是判断在车身由CC09-RB048进入CC09-RB050的过程中，若RB048-TYPE-B12＝“TRUE”，则对RB050-TYPE-B12进行置位操作，否则对RB050-TYPE-B12进行复位操作，详细程序如图3所示。
图3车型信息传递
3．车型信息的修改
按照车间车型定义表，B12车型代号定义为“0940”。在CC09-RB056位置，MOBY-i读写站读取滑橇MDS信息中，并存储在在数据块DB580中，以后的操作都依此数据为准。若RB056-TYPE-B12＝“TRUE”，则用新车型信息“0940”修改数据块DB580。后面的程序将根据数据块内部的车型信息来通知总装车间发送相应的吊具过来。具体程序如图4所示。
图4车型信息修改
结语
至此，我们就完成了相关的技术改造，在不增加任何硬件投资的前提下，仅通过对现有软件的探索和增加部分PLC程序，实现了与增加MOBY-i站完全相同的功能，大大简化了项目改造技术方案，并节省了设备投资费用以及聘请Dürr公司专家的劳务费用，也极大地鼓舞了员工学习、研究和提升业务技能的积极性。
采用下列方法确保安装正确、可靠：
• 确保 24 VDC 传感器电源无噪声、稳定。
• 传感器线尽可能短。
• 传感器线使用屏蔽的双绞线。
• 仅在传感器侧端接屏蔽。
• 未用通道应短接。
• 避免将导线弯成锐角。
• 使用电缆槽进行敷线。
• 避免将信号线与高能量线平行布置。若两条线必须重合，应以正确的角度相交。
• 通过把输入信号隔离或选择外部24 V电源的公共端作为输入信号参考点，从而确保输入信号范围在技术规范所规定的共模电压之内。注意：关于共模电压
模拟量模块的允许共模电压小于12V，在使用2线制传感器的时候一定注意,如下图
如果将采集电流点选在M侧，信号的电压和供电的M采用共同的参考点，共模电压为信号电压，符合要求；而当采集点选在24V侧，共模电压为24V,超出12V,模块不能正常工作。
1、什么是PLC?
通常，我们上网的方式一般有：利用电话线的拨号﹑xDSL方式；利用HFC双向有线电视线路的CableModem方式，或利用双绞线的LAN方式，及利用无线技术的LMDS或WLAN方式。现在，随着新的电力线通信（PLC--PowerLineCommunication）技术的发展，我们又多了一种更经济、灵活、方便的宽带接入方式--电力线通信（PLC）方式即通过电力线实现高速上Internet网。
电力线通信（PLC）简单来说就是利用已有的几乎无所不在的电力线作为通信载体，加上一些PLC局端和终端调制解调器，将原有电力网变成电力线通信网络，将原来所有的电源插座变为信息插座的一种通信技术。PLC局端设备负责与内部PLC终端设备的通信和与外部Internet网络的连接。PLC终端设备负责将来自用户的数据通过电力线路传输到局端设备，局端将信号解调出来接入外部的Internet。
电力线通信网络建成后，用户只要在房间任何有电源插座的地方，把PLC终端电力调制解调器的一端插到电源插座上，一端接到电脑，不用拨号，就立即可享受高达4.5-45Mbps的高速网络接入，来浏览网页﹑拨打VoIP电话和在线观看电影，从而实现数据﹑语音﹑视频以及电力于一体的"四网合一"！在室内组网方面，计算机、打印机、VoIP电话和各种智能控制设备都可通过普通电源插座，由电力线连接起来，无需网络布线，便可组成局域网，高速共享Internet网资源。现有的各种网络应用：如话音、电视、多媒体业务、远程教育等，都可通过电力线向用户提供，从而可实现宽带接入网和室内组网的多网合一。可将房屋内的电话﹑电视﹑音响﹑冰箱等家电利用PLC连接起来，进行集中控制，实现"智能家庭"的梦想。目前，PLC主要是作为一种接入技术，提供宽带网络"后一公里"的解决方案，适用于居民小区，学校，酒店，写字楼等领域。
2、PLC的技术原理
电力线通信是使用低压民用电线来传输网络数据的通信技术，从目前的发展阶段来看，电力线通信的技术涵盖了以太网技术与电力技术及一些特殊的通信编码调制技术。PLC在OSI的第二层以上符合标准的802.3以太网规范。以太网是以点对点方式传输802.3格式帧的网络，以太网数据帧均遵从IEEE发布的802.3标准。PLC则是以太网的一个分支，区别在于在物理层中介质更换为电力线，并且在第二层上采用了基于CSMA/CA的广播共享方式，在此规范下欧洲电力线联盟HomePLUG1.0的通信速率为14M bps。
为了解决在强电环境下对高频数据通信的干扰，HomePLUG规范中引入了OFDM调制方式，并且在标准规范中保证了与国际电磁兼容的适配，以避免电磁泄漏对通信及其他设备电器的影响。
CSMA/CA：载波监听多路访问/冲突防止,由于电力线通信技术基于民用家庭（办公）电线，无法为每一个端站划分独立的物理信道，从而PLC只能基于共享方式。这样冲突就不能避免，而电力线的拓扑环境比较随意无序，传统的冲突检测难以进行，引入了新的协议：CSMA/CA，该协议的目的不是为了检测冲突，而是籍由划分时间段的方法来避免冲突。
OFDM：正交频分复用，OFDM是在严重电磁干扰的通信环境下保证数据稳定完整传输的技术措施，HpmePLUG1.0的规范覆盖4-21MHz的通信频段，在这个频段内划分了84个OFDM通信信道，。OFDM的原理是几个通信信道按90度的相位作频分，这样的结果是当某一个信道波形过零点时相邻信道的波形恰好是幅值大值，这样就保证了信道间的波形不会因外来的干扰而交叠，串扰。
HomePLUG是欧洲电力线联盟专为家庭电力环境下开发的通信标准规范，在办公及居民家庭环境下使用HomePLUG的产品与技术没有任何限制；而当在楼宇接入的环境下使用时，HomePLUG并不建议使用纯电力环境来架设PLC网络。相应的解决方法是使用标准的以太网介质来连接大楼内的多个PLC网络。
PLC利用1.6M到30M频带范围传输信号。在发送时，利用GMSK或OFDM调制技术将用户数据进行调制，在电力线上进行传输，在接收端，先经过滤波器将调制信号滤出，再经过解调，就可得到原通信信号。目前可达到的通信速率依具体设备不同在4.5M~45M之间。PLC设备分局端和调制解调器，局端负责与内部PLC调制解调器的通信和与外部网络的连接。在通信时，来自用户的数据进入调制解调器调制后，通过用户的配电线路传输到局端设备，局端将信号解调出来，再转到外部的Internet。典型的PLC网络如下图：
公司拥有雄厚的技术实力和丰富的工程经验，可承接各种工程项目并提供多方面的技术支持，为用户提供完整的解决方案及软硬件产品。
2．VIPA 工程实例
2.1．中科院高能物理所正负电子对撞区温度监控系统
上位机软件通过RS485网络与VIPA CPU214进行通讯，现场人机界面采用VIPA触摸屏，直接集成了MPI接口。
中央控制室：
中央控制室设置内设工业控制计算机（已有上位iFIX系统），通过现场控制站的PLC的Modbus接口把现场数据传给它。
现场控制站分为2个控制站：
1#控制站(LCS1) 控制20个阀门，和1个触摸屏嵌入安装。
2#控制站(LCS2) 控制18个阀门，和1个触摸屏嵌入安装。
1#控制站、2#控制站与中控室计算机失去通讯，也能保证自己独立正常的运行。
通讯方式：
1#现场控制站、2#现场控制站均采用VIPA 200V系列PLC。每个PLC现场站可以独立运行和控制相应的设备。在PLC的上有一个MPI接口，PLC现场站通过MPI接口经过MPI电缆和设在控制站的触摸屏通讯。触摸屏负责显示本地控制站的实时数据的显示和控制。中控室上位工控机应带有工业485接口，中控室上位工控机带的485接口通过Modbus总线与每个PLC现场站通讯，保持上位监控画面与设备实时状态的同步。
2.2．山东污水处理厂氧化沟自控系统
该污水处理厂位于市中区，为日处理能力为5万吨/天的污水处理厂，出水排入黄海，水质达到国家一级排放标准。本工程采用水解－AICS处理工艺。
本工程除一些精度要求高的在线监测仪表(污泥浓度计、溶解氧仪和液位计)为进口仪表外，其余部分在线仪表实现国产化，节省了一部分投资费用。在自控系统的总线技术选取上、现场I/O控制设备和上位监控设备的选取上，均采用了性价比较高的产品。如PLC采用VIPA300V系列等。
本工程自控系统的预算费用约占污水处理厂总投资的5%左右。与其它污水处理厂相比，本工程的自控系统投资是中等偏下，性价比较高。
2.3．北京高校实验室自控教学系统
本系统采用了工业以太网、现场总线（MPI、ProfibusDP）、串口通讯等多种通讯方式。
1）MCGS子站与中心服务器站之间采用的是工业以太网通讯方式。通过OPC通讯技术将MCGS子站中的各种设备运行状态和报警信息以表格的方式传送到中心服务器站中。教研人员监控各个试验单元的将各子系统的运行状况和参数保存起来。
2）VIPA系统单元通过经典的MPI通讯方式实现与中心服务器站的数据交换。既可实现本子系统与中心服务器站的数据交换又可轻松实现PLC的编程需要。
3）VIPA子系统中主站单元与从站单元通过ProfibusDP构成通讯网络。
4）本系统中的各种智能仪表通过RS485的方式实现与MCGS子站的通讯。
2.4．锅炉监控系统
本燃烧器控制系统主要针对于燃气锅炉方面的应用而设计。
以VIPA-PLC为控制核心，实时读取现场的各种状态信号，根据设定的程序来判断并执行相应的控制动作；通过MPI口与西门子触摸屏紧密连接，给用户提供友好的操作平台，用户可以完成数据查看、参数修改、记录查询及手动控制等功能；能为远端监控中心提供Modbus通讯接口，实现远程监控；该系统的投入运行，大大提高了控制精度和系统运行的安全性；VIPA的200VPLC系统以其较高的运算速度，丰富的接口，紧凑的结构在各种控制系统中得到了广泛的应用，受到了用户好评。
3．组态软件与HILSCHER、VIPA产品应用
使用力控监控软件、CIF 50-PB、netTAP和VIPA PLC搭建一个系统平台。工控机里安装了CIF50-PB板卡和力控软件，作为PROFIBUS-DP主站与带DP从站接口的VIPAPLC进行通讯。使用了netTAP协议转换网关将带RS232\485通讯接口的智能仪表或采集模块与DP主站进行通讯，串口通讯协议可以是标准的MODBUSRTU协议，也可以是自定义协议。力控软件已开发了CIF板卡驱动，可直接与CIF通讯，并提供OPC接口。远程监控站可通过以太网，通过IE浏览远程数据。