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PLC和HMI在半导体封装中的应用 |
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摘 要：介绍了如何利用PLC可编程控制器的自动控制和逻辑运算的优点以及与人机界面的完美结合，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。从而使设备操作变得更方便，更富有人性化。它充分体现了工控自动化在实际生产中的重要作用。
关键词：PLC HMI 半导体封装
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第一次应用到该设备，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。并同时控制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最高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%，且最多可提供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采用国内最先进的Pro-face GP2501 10.4”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，并同时控制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，然后再启动温度控制器，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。同时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。
5、结束语
该设备的成功研制，克服了用户在使用中所遇到的种种困难，极大地提高产品生产量，显著提高了生产效率，使操作变得更直观，更富有人性化。
上海联川自动化科技有限公司 马玉水
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