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贝加莱?PCC及ACOPOS?伺服在刻蚀线上的应用 2008-5-9 19:35:00 来源：中国自动化网 网友评论 0条 点击查看 1 简介1 . 1 系统简介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。 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： 图1 刻蚀生产线工艺过程 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。 1 . 2 摇摆电机运动简介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BR 的PCC 及ACOPOS 伺服控制器。 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BR 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。 图2 摇摆电机轨迹点设置 2 BR PCC 及ACOPOS 伺服2 . 1 BR PCC 硬件配置摇摆部分采用了BR 2005 , 2005 系列CPU 是BR 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。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。 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BR 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。 图3 伺服控制器与外围连线 2 . 2 ACOPOS 伺服控制方式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。 图4 伺服控制框图 3 BR PCC 软件系统整个软件系统可分为过程可视化接口（PVI ） 和Automa