自动化的新外衣

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Kemet Electronics Corp. (Greenville, SC)的工程师在过去的18个月里开发了一种工艺，使用电化学工艺在电容器阳极上生长聚合物。该公司正在大力推广这种新的涂层方法，因为在生长钽电容器的对电极时可能会遇到不良影响。

在制造钽电容器的过程中，会产生氧化镁和其他成分，这可能会导致电容器发生灾难性的故障。氧和氧化镁的反应可以产生一种自我维持的火焰，这种火焰会在电路板上爆炸，因此有动机向聚合物对电极移动，以防止这种故障。新工艺专门用于Kemet有机电容器系列，设计用于电路板、手机、硬盘驱动器和母板以及汽车电子产品。

在部署这种新涂层工艺的同时，Kemet工程师开发了一种新的自动化结构，以取代涉及多次浸入不同聚合物类型的部件涂层的旧工艺。为了降低成本和时间，除了增加部件的电容外，工程师们还设计了一种在部件上生长聚合物的工艺，这种工艺非常类似于电镀，这也提供了更好的聚合物渗透到部件中。采用新工艺的目标生产率目前已完成三分之二，为每天100万个零件。

新的自动化系统由四个储罐模块(包含聚合物生长过程中使用的化学品)组成，每个模块上有四个储罐;每个模块由单独的plc(欧姆龙CJ1G-H)控制。棒材转移模块将一组零件从盖子(在大多数操作中使用的载体)移动到工艺架中进行聚合。同样由单独的欧姆龙PLC控制的架空龙门系统，将工艺机架从装载机移动到储罐，并将其放下。聚合过程完成后(大约30分钟)，龙门架将机架带到卸载机，然后到清洗站，然后回到加载机进行下一批处理。

欧姆龙开放网络控制器(ONC)将系统的ControllerLink和DeviceNet网络连接到以太网，将所有设备连接到Oracle生产数据库，该数据库捕获所有生产参数和过程结果。ONC还存储网页，使用嵌入式Java应用程序从plc收集生产统计数据，并将其实时发布到公司的内部网。带有触摸屏的手持挂件用于所有操作界面任务。

控制工程编辑总监David Greenfield与Kemet Electronic的控制技术人员Joe Jansen谈到了这一自动化过程的发展。

问涂层过程中最关键的点是什么?系统是如何设计以避免在这些点发生故障的?

关键参数是用于生长聚合物的部件的电流和电压。模块上的每个平底锅都有一个单独的电源，通常作为电流限制过程运行，通过欧姆龙PLC控制电源电压的模拟输出控制。然后在电源的输出和电极进入溶液或附着在部件上的槽处读取电压，这样我们就可以严格控制电压的流向。我们还在整个过程中每秒记录一次电压和电流水平，这样我们就可以将其绘制到[微软]Excel电子表格中，并保存在批处理中以进行跟踪。

问解释每个模块plc的职责。

有四个水箱模块、一个清洗模块和一个装卸模块。在储罐模块中，PLC控制电压和电流以及所有数据收集，用于4个罐的1秒测井，超过30分钟。在清洗模块中，一个简单的PLC控制着几张带水射流的滑片，在循环之间喷洒零件夹具，因为夹具本身会残留生长。最复杂的模块是装载/卸载模块，零件通过我们的12 x 14 x 2.5英寸的盖子进行移动，基本上是框架;挂在工艺棒和工艺棒上的零件在盖子内排列。为了进行电化学过程，零件之间需要很宽的间隔，这样我们就可以在每一行零件之间得到反电极。因此，我们有一个大的载体，称为机架，我们把每个工艺条从盖子中取出，打开夹具和机架，将工艺条放入夹具中，然后关闭夹具，这是使用一系列Robo Cylinder线性执行器(来自Intelligent Actuator)完成的。PLC协调线性执行器之间的运动。

加载/卸载模块基本上分为两部分。一边是移动酒吧从一个盖子到机架，而另一边是把他们从机架，并把他们放在盖子。每一侧都有六个Robo气缸驱动器，协调移动盖子，移动机架，打开和关闭顶部或开口的夹具，以及从盖子上下降低杆之间的运动。PLC控制所有的运动。

问作为一名工程师，你不得不构建这个系统来与生产数据库进行交互，对于这个日益普遍的需求，你有什么看法?

我确实看到越来越多的要求将控制数据发布到生产数据库中。我在Kemet这里发现，我们的大多数系统都有某种PC，所以它们至少可以与Oracle系统对话。我们做的每件事都要经过生产数据库。

问选择手持触屏吊坠的好处是什么?

通过在plc中设置寄存器，每个模块都有一个欧姆龙NT系列接口挂件的插孔。当您插入吊坠时，PLC识别到吊坠已经到达，它将驱动吊坠到适合其模块的屏幕上。它为您插入的每个模块配置自己。例如，如果您插入到水箱模块，您可以读取电压和电流水平，并可以设置时间值。然后，你可以把它取出来，插到龙门架上，并在龙门架臂上传授位置。这是我们将要尝试并更多地结合的东西——配置吊坠的想法。只要把它插进去，就可以访问每个模块，这对维护人员和工程师来说是一个强大的工具，可以进行设置更改或进行实验。

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