一 概述
　　在彩色顯像管電子槍用金屬零部件清洗工藝中要用到全自動超聲清洗機(jī)。其主要特點(diǎn)是：
　　1． 清洗零件品種多，需要不同參數(shù)設(shè)置；
　　2． 工藝參數(shù)設(shè)置時需要口令保護(hù)，以限制操作權(quán)限。
　　3． 控制點(diǎn)，檢測點(diǎn)多且分散，其中有18個槽加熱控制，6個循環(huán)泵控制，3個機(jī)械臂運(yùn)動電機(jī)，4個傳送帶電機(jī)，3個拋動電機(jī)，4個轉(zhuǎn)籃電機(jī)，8個槽超聲控制，34個傳感器，40多個手動開關(guān)，狀態(tài)指示燈。這些控制點(diǎn)都分散在不同位置。
　　4． 設(shè)備運(yùn)行環(huán)境差，可靠性要求高。
　　5． 在傳統(tǒng)的集中控制方式中，傳輸電纜很多，安裝、調(diào)試、維修、使用都很不方便。
二 系統(tǒng)總體方案
近年來，現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)以其巨大的技術(shù)優(yōu)勢，在工業(yè)現(xiàn)場中得到了廣泛應(yīng)用，在許多系統(tǒng)中將逐步取代傳統(tǒng)的PLC點(diǎn)對接線的控制方式。CompoBus/D是OMRON公司生產(chǎn)的一種開放型器件網(wǎng)絡(luò)，符合DeviceNet現(xiàn)場總線標(biāo)準(zhǔn)，配線時可以自由地使用T分歧或菊花鏈方式進(jìn)行組合，只需一根4芯屏蔽電纜即可連接各節(jié)點(diǎn)，從而省去大量配線，節(jié)約了安裝時間和費(fèi)用，更重要的是對運(yùn)行的維護(hù)更為方便。CompoBus/D有豐富的從單元，只要符合DeviceNet標(biāo)準(zhǔn)的各廠商從單元都可以接到網(wǎng)上，可以自由選擇包括遠(yuǎn)程I/O終端，模擬量終端，溫度傳感器終端等各種用途的從單元。所以在這次設(shè)計(jì)時，選用CompoBus/D器件網(wǎng)絡(luò)來實(shí)現(xiàn)各個點(diǎn)的分散控制。
可編程終端（PT）又稱觸摸式人機(jī)界面，是一種工控新產(chǎn)品，通過其上的觸摸開關(guān)和液晶顯示可以進(jìn)行包括參數(shù)設(shè)置，手動操作，狀態(tài)指示等操作，可替代按鈕，定時器，計(jì)數(shù)器，指示燈等外部元件，用一根電纜可完成和PLC的通訊，節(jié)省PLC輸入輸出點(diǎn)，簡化配線。這次選擇OMRON公司可編程終端NT631C-ST141，來替代操作面板上繁多的操作按鈕，和指示燈，主要完成以下功能：
　　1．通過屏幕上設(shè)置的觸摸開關(guān)完成手動操作和各種功能選擇；
　　2．顯示設(shè)備的各種狀態(tài)；
　　3．顯示，設(shè)定和選擇各種工藝參數(shù)；
　　4．顯示報(bào)警及幫助信息。
三 系統(tǒng)設(shè)計(jì)與選型
　　 1．系統(tǒng)主機(jī)選用OMRON公司C200HG-CPU43，安裝在主控制柜中。
　　 CompoBus/D主單元選用C200HW-DRM21，安裝在PLC底板上。
　　 另外通過安裝在底板上的輸出單元來完成機(jī)械臂電機(jī)，拋動電機(jī)，的控制，轉(zhuǎn)籃電機(jī)用變頻器控制轉(zhuǎn)速，由PLC的通訊板 C200HW-COM06-V1串口A 和變頻器RS485串口進(jìn)行通訊，完成變頻器參數(shù)設(shè)置。
2．選用5個溫度傳感器輸入單元DRT1-TS04P來完成溫度信號的輸入。1個單元可輸入4路溫度信號，它將溫度輸入信號轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制數(shù)據(jù)，用BCD（24）指令將其轉(zhuǎn)化為BCD碼存入DM區(qū)，可在觸摸屏上直接顯示。如果對溫度控制精度要求不高時，可以直接把溫度值和設(shè)定的上，下限來比較，通過遠(yuǎn)程輸出終端DRT1-OD08控制加熱。當(dāng)對溫度精度要求高時，可以編一個簡易PID控制程序來完成對加熱的控制。因清洗機(jī)加熱控制較多，我們用宏指令來編寫溫度控制程序，可以反復(fù)調(diào)用，其控制水溫可達(dá)到!1°C 。
3．選用7個遠(yuǎn)程輸出終端DRT1-ID08來輸入液位信號，其他檢測信號，手動開關(guān)，用4個DRT1-OD08來完成加熱，循環(huán)泵，超聲的控制。
4．為保證系統(tǒng)安全性，設(shè)備的急停和啟動，停止，復(fù)位，手動/自動選擇等4個按鈕用傳統(tǒng)的按鈕開關(guān)，不通過觸摸屏，在操作盒上布置1個DRT1-IDO8單元來輸入這些信號。
所有從單元都根據(jù)排列需要分別就近安裝在各個分控制盒中，避免了復(fù)雜的布線，安裝，檢修非常方便。
四 網(wǎng)絡(luò)連接，設(shè)定要點(diǎn)
1．主單元安裝：主單元C200HW-DRM21作為PLC的一個特殊I/O單元，只要單元號不與另1個特殊I/O單元號沖突就可安裝在CPU或者擴(kuò)展I/O機(jī)架底版的任何槽中，本次設(shè)計(jì)時安裝在靠近CPU的槽中。
2．從單元安裝：從單元可根據(jù)設(shè)計(jì)需要安裝在設(shè)備的不同部位，本設(shè)計(jì)中共使用各種從單元15個，分別安裝在7個控制柜和接線盒中。
3．通訊連接：CompoBus/D通訊通過1根4芯屏蔽電纜來完成，可以用OMRON 公司提供的專用電纜，也可以使用普通4芯屏蔽電纜RVVP 4x0.75，但一定要在網(wǎng)絡(luò)干線的末端使用終端電阻，以減少信號衰減，建立穩(wěn)定的通訊。比較方便的辦法是在干線的末端附近配T型分支器，T型分支器上直接帶有終端電阻；另外也有排型終端電阻,如果在干線的末端6米內(nèi)沒有T型分支器時，可以在這個位置上安裝排型終端電阻，從接點(diǎn)到終端電阻的電路長度盡量小于1米。
4．地址分配：CompoBus/D I/O分配可以用系統(tǒng)缺省分配，也可以由用戶設(shè)定分配。用戶設(shè)定分配時需要配置器，它能按接點(diǎn)地址任意順序在輸出區(qū)域和輸入?yún)^(qū)域分配地址。使用缺省分配時，地址是按照接點(diǎn)地址的順序從接點(diǎn)00開始按順序分配，分配字的規(guī)定依賴于PLC的型號。節(jié)點(diǎn)地址可通過單元上的DIP開關(guān)來設(shè)定。
五 觸摸屏通訊和畫面設(shè)計(jì)
觸摸屏NT631C，有A和B兩個串口，A口是RS-232C口，可用于連接支持工具和上位機(jī)。B口只能用于連接上位機(jī)，它可以由系統(tǒng)菜單中的內(nèi)存開關(guān)的設(shè)置來選擇RS-232C（9針接口）或RS-422/485（端子板）通訊。兩個串口的通訊方法有：
　　 上位機(jī)鏈接 （HOST LINK）
　　 NT鏈接 （1：1）
　　 NT鏈接 （1：N）
連接支持工具時將串口A設(shè)置成 Host Link 或None。
連接上位機(jī)時可用上述三種通訊方法中的一種，具體鏈接方法可根據(jù)需鏈接的上位機(jī)的類型來選擇。筆者建議使用NT鏈接，它可以以位為單位讀寫PC內(nèi)存區(qū)。
屏幕畫面主要采用OMRON公司提供的NTST軟件來完成。因?yàn)榍逑礄C(jī)需顯示 操作內(nèi)容太多，必須分屏顯示。本次設(shè)計(jì)采用的是菜單式分屏顯示。開機(jī)時直接顯示畫面1，主要顯示設(shè)備型號，公司名稱，標(biāo)志等靜態(tài)信息。觸壓屏幕的左下腳[主菜單]按鈕可進(jìn)入主菜單顯示。主菜單的中間顯示整個設(shè)備的平面圖，通過圖象燈，燈功能以動畫形式實(shí)現(xiàn)對泵，風(fēng)機(jī)，加熱，轉(zhuǎn)籃的監(jiān)控。屏幕上部顯示設(shè)備運(yùn)行的狀態(tài)，包括定時器，清洗零件名稱，日期，傳感器狀態(tài)，報(bào)警等信息。當(dāng)設(shè)備異常時，報(bào)警指示閃爍，押[報(bào)警]按鈕后可進(jìn)入報(bào)警畫面，該畫面上做有報(bào)警列表和報(bào)警歷史。當(dāng)設(shè)備報(bào)警時，在報(bào)警列表中顯示報(bào)警名稱，觸壓其可顯示詳細(xì)報(bào)警內(nèi)容，包括幫助信息。報(bào)警歷史表中按報(bào)警發(fā)生的順序顯示報(bào)警名稱及相關(guān)信息。
在屏幕的下部做一排按鈕開關(guān)，可選擇不同子菜單，包括機(jī)械臂操作，加熱控制，循環(huán)泵控制，超聲控制，參數(shù)設(shè)定，維修信息等內(nèi)容。每一子菜單根據(jù)需要再設(shè)置子菜單，限于篇幅，其它畫面不一一列舉。下面列出幾個典型的畫面供大家參考。
　　
　　圖1. 主監(jiān)控畫面
　　
　　圖2. 加熱控制畫面
　　
　　圖3. 參數(shù)設(shè)置菜單
　　結(jié)束語
按以上方案設(shè)計(jì)的全自動超聲波清洗機(jī)已制造2臺，應(yīng)用在彩色顯像管金屬零件清洗工藝中。自運(yùn)行以來，系統(tǒng)運(yùn)行可靠，極大的方便了使用，維護(hù)和工藝管理，提高了設(shè)備整體性能。
OMRON公司另外一種產(chǎn)品CompoBus/S是一種高速ON/OFF總線，和 CompoBus/D 比較，沒有溫度單元，不能和其他公司產(chǎn)品聯(lián)網(wǎng)，但價格經(jīng)濟(jì)一點(diǎn)。在西安兄弟標(biāo)準(zhǔn)公司工業(yè)縫紉機(jī)清洗機(jī)中得到了應(yīng)用了兩套CompoBus/S總線系統(tǒng)，與傳統(tǒng)的集中控制相比有明顯的優(yōu)點(diǎn)。