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《功率器件自動控溫定位塑封系統(tǒng)的設計》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內(nèi)容在工程資料-天天文庫。
1、功率器件自動控溫定位塑封系統(tǒng)的設計余駿華1，孫力1，全慶霄2（1.江南大學物聯(lián)網(wǎng)工程學院，江蘇無錫214122；2.江陰蘇陽電子股份有限公司，江蘇江陰214421）摘要：為了滿足功率器件不同封裝形式可靠性和穩(wěn)定性的需求，對功率器件封裝的塑封系統(tǒng)進行研究。設計塑封壓機集成接口和PLC溫度控制電路，實現(xiàn)功率器件塑封壓機溫度控制；研發(fā)光電傳感器、接近傳感器以及螺旋測試頭集合形成的塑封模具定位傳感結構，結合PLC定位電路設計，實現(xiàn)了功率器件塑封模具定位。對關鍵的PLC和觸摸屏組合控制系統(tǒng)進行了探索，系統(tǒng)已
2、投入實際應用，效果良好。.jyqkmableLogicalController，PLC）以微處理器為基礎，采用可編程的存儲器，用于其內(nèi)部存儲程序，執(zhí)行邏輯運算、順序控制、定時、計數(shù)與算術操作等面向用戶的指令，并通過數(shù)字或模擬式輸入/輸出控制各種類型的機械或生產(chǎn)過程[7?8]；所以在功率器件塑封系統(tǒng)設計中，采用PLC與觸摸屏組成的控制系統(tǒng)實現(xiàn)自動控溫和定位功能。4.1控制現(xiàn)場結構本文采用CP1H?XA40DT?DPLC和TPC1062KS觸摸屏組成系統(tǒng)控制現(xiàn)場的電動閥、電磁閥、電動機、溫度控制器和定
3、位控制器等執(zhí)行機構。以溫度控制為例，CP1H?XA40DT?D通過模擬量輸入模塊和溫度傳感器采集現(xiàn)場的溫度信號，信號通過PLC上的A/D轉換、數(shù)值變換傳送到觸摸屏上，觸摸屏顯示實時的溫度值和PID值；且PID參數(shù)可以通過觸摸屏進行設置，觸摸屏給PLC發(fā)送指令，以控制現(xiàn)場的執(zhí)行機構[9]?？刂片F(xiàn)場溫控結構如圖6所示。4.2控制系統(tǒng)電路設計為了實現(xiàn)PLC對塑封壓機溫度和模具定位的控制，必須設計相應的控制電路。PLC控制系統(tǒng)的控制電路主要由輸入電路、PLC、輸出電路3個部分組成。輸入電路主要有按鈕、開關
4、、模擬量、人機界面等；輸出電路主要有電磁閥、指示燈、接觸器等。PLC控制系統(tǒng)根據(jù)輸入電路得到的信號，執(zhí)行PLC程序，從而控制輸出電路的電器元件驅動設備的機械結構，最終滿足控制塑封壓機溫度和模具定位的要求，完成系統(tǒng)控制。以溫度控制為例，通過觸摸屏設定標準塑封壓機溫度（175℃），通過PLC程序判斷壓機溫度是否在容差范圍內(nèi)（3℃），若超出容差，則發(fā)出信號反饋至觸摸屏，同時調(diào)整加熱通道，令塑封壓機溫差小于設定容差。圖7為功率器件塑封系統(tǒng)PLC溫度控制電路圖。4.3控制系統(tǒng)軟件設計常見的PLC控制系統(tǒng)軟件
5、設計方法有圖解法編程（包括梯形圖法、邏輯流程圖法、時序流程圖法和步進順控法）、經(jīng)驗法編程、計算機輔助設計編程等[10]。設計的自動控溫定位塑封系統(tǒng)選用的是梯形圖法，這種最方便的編程方法是一種用梯形圖語言，模仿繼電器控制系統(tǒng)的編程方式。其圖形及元件名稱均與繼電器控制電路十分相近。這種方法的優(yōu)點在于可以把原繼電器控制電路轉化成PLC梯形圖語言。為了提高系統(tǒng)可靠性，在軟件設計上采用了數(shù)字濾波和軟件容錯。在采樣周期內(nèi)，用采樣值計算加權平均值作為濾波值，濾波現(xiàn)場的模擬量信號經(jīng)A/D轉換后變?yōu)閿?shù)字量信號，存入
6、PLC中，根據(jù)濾波值濾去噪聲信號獲得所需的有用信號，進行系統(tǒng)控制。在程序執(zhí)行過程中，一旦發(fā)現(xiàn)現(xiàn)場故障或錯誤，系統(tǒng)即通過程序判斷造成錯誤的原因是主要故障還是次要故障，并分別做出停機和相應子程序處理。系統(tǒng)還可對重要的開關量輸入信號或易形成抖動的檢測或控制回路采用軟件延時，對同一信號多次讀取，結果一致，才確認有效，消除偶發(fā)干擾的影響。5結語目前市場中功率器件應用極為廣泛，為了適應現(xiàn)代便攜式電子產(chǎn)品等應用領域不斷小型化的發(fā)展趨勢，現(xiàn)代功率器件封裝技術不斷改進，新型封裝形式不斷涌現(xiàn)。為了提高各種封裝形式的可
7、靠性和穩(wěn)定性，設計了一種可應用于各種封裝形式的功率器件自動控溫定位塑封系統(tǒng)，該系統(tǒng)可實現(xiàn)關鍵塑封工藝設備溫度的均勻和穩(wěn)定，提高塑封模具壓合精度，從而提高良品率，降低設備損耗，具有極其重要的應用價值?；赑LC控制系統(tǒng)的自動控溫定位塑封系統(tǒng)的研究和實現(xiàn)對提升功率器件封裝的效率有著重要意義。.jyqkl.[5]袁立強，趙爭鳴，宋高升，等.電力半導體器件原理與應用[M].北京：機械工業(yè)出版社，2011.[6]劉文生.PLC與觸摸屏的綜合應用[J].遼寧師專學報：自然科學版，2009，11（1）：87?8
8、8.[7]葉曉光.PLC在組合機床的控制應用探討[J].制造業(yè)自動化，2011，33（10）：146?148.[8]陳立定.電氣控制與可編程序控制器的原理及應用[M].北京：機械工業(yè)出版社，2004.[9]郭世鋼.PLC的人機接口與編程[J].微計算機信息，2006（19）：40?44.[10]陳曉琴.可編程控制器及應用[M].哈爾濱：哈爾濱工程大學出版社，2009.[11]顧江海，劉勇，梁利華.封裝集成工藝中帶狀功率器件的翹曲研究[J].浙江工業(yè)大學學報，2012（5）:578?
