电气控制系统技术协议0712XS

HM13B21镀膜线电气控制系统技术协议

供方：

需方：德州XX太阳能真空管有限公司

经供需双方协商达成HM13B21镀膜线电气控制系统技术协议；供方按此技术协议的要求，对该控制系统进行图纸设计，并经需方审核确认后，作为该控制系统的正式技术文件，完成该自动控制系统的系统成套，技术协议具体内容如下： 1、自动控制系统方框图和系统控制方式： 触 摸 屏P L C研华工控机中频溅射电源与反馈控制部分所有门、阀控制部分传动控制部分真空抽气部分流量控制部分真空测量与压强控制部分水的温度和断水采集部分故障报警与安全保护部分镀膜生产线控制系统方框图该控制系统的控制方式：选用三菱MELSECNET/H远程I/O网控制，既一个总站PLC和两个远程I/O分站，用两个分站分别控制镀膜线两端的模拟量、开关量，镀膜线中间部分和变频器部分由总站控制，采用合理的系统配置和最佳程序控制，实现镀膜控制系统的手动控制、半自动控制和自动控制方式，达到工艺调试和镀膜生产控制的功能要求；外传输分别独立控制，并用无线通讯方式与总站进行通讯。 2、自动控制系统组成：

自动控制系统由工业控制计算机、PLC、触摸屏、52寸液晶电视、变频器、伺服、开关电源、中频电源、压阻真空计、电阻真空计、复合真空计、复合压强控制仪、质量流量计、PCU04、压电陶瓷阀、分子泵电源、断路器、接触器、中间继电器控制器件、检测器件和执行元件等组成，实现镀膜线自动控制。镀膜线自动控制系统具有抽真空，工件车的内、外传输，溅射镀膜、反应溅射的真空控制、电压反馈控制和检测、报警等功能。具体构成如下

（1）操作台：

1）操作台美观大方，设控制系统启动、停止、暂停、自动、半自动、手动和急停按钮，方便操作；52寸液晶电视放在操作台上，液晶电视同步显示镀膜线的工作状态画面和动画。

2）操作台上一台工控机（另一台为远处监控），配通讯板卡与下位的PLC时实通讯。 3）实时监控镀膜线的全不生产过程，并记录运行状态和工艺参数。 4）显示各工艺曲线、存储、打印所需数据。 5）操作台各部尺寸比例合理，表面喷塑经久耐用。 6）触摸屏的高度要便于工艺员操作和数据观察。 （2）电气控制柜：

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1）低压380伏电源供电柜，208伏中频电源供电柜，主站PLC控制柜，操作台，压阻式、电阻式真空计和压强控制仪柜，变频器柜，中频电源柜，从站PLC柜，分子泵电源柜，外传输控制柜等。元器件：三菱PLC，三菱触摸屏，三菱FR-A700变频器（等速时工作频率在40-50Hz），三菱伺服控制部分，欧姆龙开关电源、欧姆龙旋转编码器、欧姆龙接近开关和光电开关，松下中间继电器，施耐德断路器、接触器、按钮、开关，靶水压、水温、断水传感器，中频电源水压、压缩空气压力传感器等控制器件，控制柜要留有一定空余空间，并装冷却风扇。每个中频电源柜体要在后侧，装轴流式风机，确保中频电源散热。所有接线端子均选万可品牌，所有接线号必须用打号机打印，线号要清楚。所有PLC输入备用点接到控制柜的接线端子上，所有PLC输出点接中间继电器和接触器再接到控制柜的接线端子上，线号要齐全准确。控制室和镀膜线进出管室分别各装一个塔式报警灯。控制室装一台无线电话总机，镀膜线配三台无线电话与控制室进行通讯联系。

2）PLC作为整条镀膜线的主控单元，用来实现对镀膜线的系统控制，既控制溅射电源、传动机构和各真空室，靶、泵、阀、水、工作气体、反应气体及真空度的监控，并实现与上位机进行实时通讯，同步存储镀膜线的工况参数和显示工作状态画面。 3）触摸屏作为整个系统控制、显示终端，可同时控制和显示系统状态，屏幕的画具有自动、半自动、手动控制模式转换功能；可以设定和显示：真空系统参数、传输系统参数（实时显示工件车位置画面和各段传输速度）、溅射电源参数（靶电压、靶电流和靶功率）、工作气体和反应气体的压强流量参数、各泵、阀和隔离门的启/停、具有各种故障报警和年月日、时间显示。液晶电视作为控制系统状态显示屏，同步显示镀膜线的实时工况。

4）进/出管室、进/出管过渡室、出管传输室分别用变频器和变频电动机作为传动系统的驱动装置（传输速度20-25米/分，频率40-50Hz确定后不变），配合光电开关和旋转编码器，控制传输按设定速度曲线启动、加速、等速、减速和停止，保证传输位置控制的准确。

5）进管过渡室到进管传输室，用伺服驱动控制，确保后工件车快速跟踪前工件车（跟踪速度30-35米/分），并且在后工件车达到镀膜速度时，后工件车的前端和前一个工件车后端距离为100mm；并保证快速跟踪的位置准确度要求，跟踪结束时前后工件车的间距误差 +/- 30mm。

6）镀膜区由一个电动机驱动，镀膜区额定速度1.1米/分，在0.4-1.6米/分可调，此 时变频器的频率对应在15-60Hz。

7）中间继电器、接触器等对最终执行器件的控制，如对各泵、阀及传动机构实现启/停控制。

（3）真空计、压强控制仪柜：

1）装有复合式真空计和复合式压强控制仪（清华大学），分别采集各真空室的真空度，将其采集的真空度信号通过RS-232转换成RS-485与PLC进行通讯、传输数据。

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压强控制仪（控制压电阀）和质量流量计接收PLC指令，对镀膜线各真空室的工作气体和反应气体的流量进行控制。

2）装压阻真空计和电阻真空计的输出接点，进PLC输入点，实现对所需要的真空值

的保护。

3）压阻式真空计型号ZDY-I型12台。电阻式真空计型号ZDR-I-LED 8台。复合式真空计型号HY9940-1B型4台。压强控制仪型号HY9940C-PC型15台。传感器到仪器的导线长度按镀膜线总图测量确定，并略有余量。

4)压电陶瓷阀型号：MV-112 （美国品牌，深圳利方达经营），流量：0-500SCCM 15个（工作气体）。传感器到仪器的导线长度按镀膜线总图测量确定，并略有余量。 5）装PCU04 PID调节器9台，PCU04控制配套的压电陶瓷阀，传感器到仪器的导线长度按镀膜线总图测量确定，此项由镀膜研发中心负责采购，并略有余量。 7）质量流量控制器型号：D07-18A/ZM，3台（DM1、DM2 、DM4）；质量流量计型号：D07-18AM/ZM量程0—500SCCM 26台；质量流量显示仪型号：D08-4B 7 台；工作气体、反应气体和电离规的气路，加电磁截止阀型号：DJ2B-301 39 台(增加40个开关点)；传感器到仪器的导线长度按镀膜线总图测量确定，并略有余量。 8）所有工作气体、反应气体的压电阀与气瓶之间装电磁截止阀，电离规管与真空箱体之间装电磁截止阀，电磁截止阀用DC24V独立电源控制。 （4）分子泵电源柜：

分子泵电源柜6个，装分子泵42台电源； PLC分别控制每台分子泵的启/停，并接收分子泵的运行信号和故障信号，全部运行状态在触摸屏上显示和报警。 （5）中频电源柜：

中频电源柜9个，装550KW/55台（AE）中频电源；PLC分别控制每组中频电源的启/停，并接收中频电源的运行信号和故障信号，全部运行状态在触摸屏上显示和报警。 （6）变频器柜：

变频器柜1个，装镀膜线主驱动8台变频器（镀膜区电机7.5KW，其余传动电机2.2KW）；PLC分别控制每台变频器的启/停，并接收变频器的运行信号和故障信号；设变频电机的冷却风机过热保护；全部运行状态在触摸屏上显示和报警。 （7）气缸到位检测：所有的气动阀门设开、关到位检测开关，进PLC输入。

（8）三十六个靶，全部装靶旋转停止检测开关，进PLC控制、故障报警，接近开关型号：

欧姆龙E2E-X14MD1。其它接近开关用欧姆龙E2E-X20MD1。 （9）装加热器及控制：

1）装管区二装两组加热器，每组6KW（三相），分别用固态继电器控制，有车时加热。 2）进管室装两组加热器（由箱体提供安装，由控制部分接线和控制），每组6KW（三相），设温度检测，分别用固态继电器控制，有车时加热。 3）两个加热分别用温控表控制，PLC只给有车或无车信号。 （10）外传输部分：

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1）外传输两个横车、一个纵车，用三菱PLC三个（FX1N-40M）、无线传输模块、三菱变频器六台（底车电机3KW，上车电机2.2KW）、欧姆龙旋转编码器和松下中间继电器，施耐德的低压电器，控制底车和上车按程序预定的方式进行传输。 2）横车行走距离大约10米，纵车行走距离大约56米，要求纵车行走速度50-60米/分，对应变频器的工作频率在40-50Hz，确保外传输工件架传输全过程比镀膜线的节拍要快。

3）横车和纵车控制装设无线通讯装置（发射接收机），与主系统的PLC的通讯装置（发射接收机）进行通讯，达到主控系统实时监控外传输的工况，并实现上车、下车传输过程画面的动态显示和故障报警。

4）外传输能实现远方控制、本地控制两种控制方式，远方控制既在主控制室监视和控制；本地控制既在外传输控制柜上控制，并具有点动、手动、自动工作模式，本地控制时，不受主控制室控制，而独立的实现自动传输运行。

（11）中频电源到靶的射频电缆型号：SYV-50-12（天津六0九电缆公司），长度：2500米,

每10KW中频电源，用 +/- 各两根电缆，利用电缆的屏蔽线尽量短的两端接地。另外全部的380V和控制的电线、电缆和线槽的配置和安装。

（12）电缆槽从中频电源柜水平穿过控制室的墙，然后升到和镀膜箱体的高度，再到镀膜

箱体，要求电缆槽横平竖直，美观大方，并设横梁和支撑立柱。 3、系统的功能：

（1）根据工艺要求对各个泵、阀、传输、溅射等设备启、停进行逻辑控制。

（2）工作气体流量控制：压强控制仪采集对应真空室的压强信号，经通讯传送给PLC，再经PLC处理去控制相应压强控制仪，用压电阀改变气体流量，实现各镀膜室工作气体压强的稳定控制，根据工艺要求可随时设定气体流量。压电阀气路的前端加质量流量计，气体流量在流量显示仪上显示，并在压电阀气路的前端加电磁截止阀。

（3）反应气体流量控制：DM1、DN2、DN4的质量流量控制器，按触摸屏的设定值，经PLC的模拟量输入和模拟量输出信号，控制质量流量控制器，并显示气体流量，实现对应镀膜室反应气体流量稳定的控制；根据工艺要求可随时设定的气体流量，气体流量在流量显示仪上显示，

（4）电压闭环控制：DM5-DN13的电源在恒功率或恒电流模式下，反应气体的设定值与靶电压的反馈值，经PLC处理后，控制PCU04，PCU04的输出驱动压电阀，改变反应气体的输入量，来稳定溅射电压；压电阀气路的前端加质量流量计，气体流量在流量显示仪上显示，并在压电阀气路的前端加电磁截止阀。

采用PLC查表法实现电压反馈控制。

? 反应气体被控制的范围 +/- 10 SCCM,跨步级差0~2 SCCM可调。 ? 靶电压反馈控制范围 +/- 20V超出此范围不再反馈。

（5）触摸屏上中频电源的电压、电流和功率显示与中频电源显示的实际电压、电流和功率值要一致。

（6）触摸屏上显示的其它参数值要与实际参数值一致。

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（7）溅射电源控制：PLC可以对溅射电源实现远控，可根据工艺的变化控制靶的启/停，并可进行电压、电流、功率参数的设定，中频电源可选择恒电流/恒电压/恒功率输出模式。

（8）设有工艺存储功能，工艺参数画面可以调用已存储的工艺参数。 （9）真空系统的安全互锁保护要求：

1）放气阀开，挡板阀必关；挡板阀开，放气阀不得打开；放气阀关不影响挡板阀动作。 2）压差阀与机械泵联动，停机械泵时压差阀关闭。

3）罗茨泵、分子泵、门阀的启、停和开、闭，与相关的真空度要设有闭锁保护。 （10）各种保护：

1）总电源缺相、错相报警；分子泵电源、中频电源、变频器等故障报警。

2）设压缩空气气压报警，报警压力值可设定，初步设定管路气压小于0.4MPa报警。 3）所有进水总管路分别设水压报警，报警压力值可设定，初步设定水压小于0.2MPa,大于0.5MPa，报警。

4）每支靶的回水管路装断水开关，断水或水流量不足时报警，并停止靶工作。 5）每支靶的回水管路设水温报警（温度传感器选一体化温度变送器，温度0-100℃变换后输出DC 0-10V），报警和保护值可在屏上设定，暂定靶的回水温度超过40℃时报警、50℃时靶停止保护。

6）门阀的开闭故障、工件车传输出现故障时要报警，并停止故障点以前的动作，将故障点动作转到手动。

7）气动阀设开、关未到位报警保护。

8）报警要有声、光警示，并在屏幕上显示故障点的位置，系统存储故障发生的时间。 9）出管和控制室分别设塔式镀膜线工作状态指示灯。 4、主要工控硬件选择：

（1） 选择两台工控机：上位机选研华工控机IPC 610 P IV CPU 2.4G Hz 512M内存

/80G硬盘，集成显卡/52倍光驱，显示器选25寸液晶显示器。一台工控机在操作台上监控，另一台工控机做为远处监控，同步与下位的PLC时实通讯。 （2） 选用一台52寸液晶电视及相关的部件构成，同步显示镀膜线的运行状况。 （3） 监控中心由两台研华工控机和正版工控组态（用组态王）软件、通讯网络、通讯

线等构成，其功能可监控镀膜线工作，设置工艺参数、采集系统运行数据。 （4） 控制系统配置:

1) 一台触摸屏（三菱TFT真彩 12.1英寸，带存储卡）。 2) 三菱PLC(可编程控制器)：

其中包括Q06HCPU带存储卡；

MELSEC/H 网络模块： 主站1块，两个从站各一块； 三菱PLC RS485/422通讯模块（QJ71C24）1块；

以太网模块 1块； 位控模块（QD75M1）1块；

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高数计数模块（QD62）5块；

模拟量输入模块（A/D）Q68ADV （8路/块） 共计 18块 144路； 模拟量输出模块（D/A）Q68DAV （8路/块），共计 9块 72路； 输入模块 QX42 （64点/块）， 共计9个模块576点； 输出模块 QY42P（64点/块），共计7个模块448点； 通讯模块 严华：ADAM4520)2块 ， ADAM4521 17块；

装无线通讯传输模块（用于外传输两个横车和一个纵车和主控PLC通讯），系统模拟量等弱信号采用屏蔽导线连接。

3) 三菱FR-A700变频器（7.5KW 1台，3KW 3台，2.2KW 10台）；交流伺服系统一套（三菱 HC-SFS502B/MR-J2S-500B，5KW）：包括伺服放大器、伺服变压器、制动电阻和配套所需的全部附件（注：伺服电动机和伺服减速机由机械的传输部分选型购置）；光电开关用欧姆龙E3Z-T61对射式光电开关；旋转编码器用欧姆龙E6C-CW2ZGH 500P/R 旋转编码器。开关电源用欧姆龙品牌。

4) 外传输采用三菱FX1N PLC，要能连接无线通讯模块，并能接收旋转编码器的输入；两个横车和一个纵车各一套控制系统。

5) 控制系统配置 A、要确保品牌的选择；B、供方要确保系统元件的配置数量，能够实现镀膜线的最佳控制功能；C、PLC输入、输出备用点数，为使用点数的15%。

（5）低压电器元件选施耐德产品（中间继电器可用松下产品）。 5、操作台及正面板设计要达到如下要求：

（1）操作台各部尺寸比例合理，表面喷塑经久耐用。

（2）能正确指示镀膜线的工作状态，指示灯亮度合适，各个元件摆放合理。 （3）触摸屏与工作指示区比例协调，高度便于工艺员观测数据及操作。 （4）操作台及正面板的设计要美观大方，制作前经需方同意。 6、联络功能：

为方便工艺调试和方便生产的联系，在控制室内装一台无线电话总机，控制室、镀膜线进出管侧和中间部位各配一台无线电话，实现控制室和镀膜线之间互相进行通讯联系。 7、需方负责采购的物品：

中频电源（550KW/55台），变压器 380V/208V 1000VA， PCU04，分子泵电源,接地极、

接地铜皮，由需方采购。除以上物品均由供方提供，所提供的元件根据系统要求按规范选购和配置，控制系统的全部安装工作由供方负责。 8、软件开发：

供方负责上位工控机组态程序、PLC程序和触摸屏程序及RS-232、RS-422、RS-485通讯程序的开发和编制，并且确保根据工艺和控制要求，在现场及时进行修改和技术服务，以达到需方的工艺要求。 9、供方提供的技术资料：

（1）控制系统使用说明手册。

（2）工控机、PLC、触摸屏及其它相关硬件产品的开发软件，和齐全的操作手册、硬件

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说明。

（3）提供上位机组态、触摸屏和PLC带注释的完整应用程序。

（4）完整、准确的控制原理图、接线图、元器件名细表各三套。 （5）随机备品（包括PLC编程线、触摸屏编程线）。 10、双方任务分配原则：

（1）供方对控制系统的配置负全面责任，供方必须确保控制系统的配置，能够实现镀

膜线的最佳控制功能；供方要按电器技术规范选择电线电缆，并略留有余量，元器件的选择不得低于技术协议要求的配置。

（2）电控柜的结构和颜色方案，经需方确认后开始生产。

（3）电缆槽根据需方要求，由供方完成图纸设计、制造和安装。

（4）控制过程由需方提供，供方按需方提供的技术要求完成相应的控制过程；控制系 统安装、调试完成后，无故障运行一个月后开始最终验收，一个月期间若发生故障在故障排除一个月后最终验收。

（5）需方提供给供方带控制点的系统图作参考。 （6）需方提供给供方电缆沟和电缆槽的走向示意图。

（7）供方负责控制系统满足镀膜线实现镀膜工艺的控制的全部工作，本电气控制系统为交钥匙项目。

本技术协议是合同的附件，与合同具有同等法律效力。

供方： 需方：

单位名称： 单位名称：德州XX太阳能真空管有限公司 法定代表人（签字）： 法定代表人（签字）： 委托代理人（签字）： 委托代理人（签字）： 签字（盖章）： 签字（盖章）

时间： 年 月 日 时间： 年 月 日

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真空管二厂二期比一期电控系统增加部分

在总结真空管二厂一期镀膜线的基础上，对二期镀膜线的电控系统，进行了部分修改，具体增加的部分如下：

1、溅射功率增加110KW中频电源，即增加一个中频电源柜。 2、增加十五台真空计（压阻计、电阻计），即增加一个真空检测柜。 3、增加十台分子泵，即增加两个分子泵电源柜。 4、增加一台工控机。

5、增加外传输两个横车、一个纵车的无线通讯、全部控制（含三菱FX1N PLC三个 、三菱变频器六台、旋转编码器、开关电源、断路器、接触器、接近开关等。）、编制程序和安装调试。

6、操作台由1200毫米增大到1500毫米。

7、增加两个镀膜室的控制、接线和程序编制及调试。

增加加热器及控制：

装管区二装两组加热器，每组6KW（三相），分别用故态继电器控制，有车时加热。 8、进管室装两组加热器，每组6KW（三相），设温度检测，分别用固态继电器控制，有车时加热。 8、增加两个固定架控制元件、安装和调试。

9、压阻式真空计型号ZDY-I型12台。电阻式真空计型号ZDR-I-LED 8台。成都正华电子

周祖政 电话：13808198484

10、复合式真空计型号HY9940-1B型4台。压强控制仪型号HY9940C-PC型15台。传感器

到仪器的导线，长度略有余量。（就是申老师电话）

11、压电陶瓷阀型号：MV-112 （美国品牌，深圳利方达经营），流量：0-500SCCM 15个（工

作气体）。传感器到仪器的导线，长度略有余量。深圳利方达公司电话：0755-2606939

12、质量流量控制器型号：D07-18A/ZM，量程0—500SCCM 3台（DM1、DM2）。质量流量

计型号：D07-18AM/ZM，量程0—500SCCM 26台。质量流量显示仪型号：D08-4B 7 台。电磁截止阀型号：DJ2B-301(增加40个开关点)。传感器到仪器的导线长度，长度略有余量。 北京七星华创 电话：010-64362939 01064369878

13、中频电源到靶的射频电缆型号：SYV-50-12（天津六0九电缆公司，上网查以下电话

号码），长度：2500米。

14、增加了开关量和模拟量的总数，增加了PLC、外传输、触摸屏、和上位机的编程工作

量。

15、增加六台机械泵的控制和电缆。增加六个隔离门开到位接近开关，欧姆龙产品。 16、增加了电缆和控制线的长度。

17、增加组态王组态软件。增加触摸屏和PLC存储卡。 18、增加线槽

张工：请详细审阅，若有不当可修改，使形成的正式文件，尽量少出遗漏。 杨春学6月20日

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本文来源：https://www.bwwdw.com/article/yih2.html