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深度解讀:PLC開啟電子制造設備的智能之路

深度解讀:PLC開啟電子制造設備的智能之路

分類:
行業資訊
發布時間:
2020/04/03
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近年來,中國電子制造設備行業走過了一條從國進到消化吸收,以及再創新的曲折之路。對電子制造設備生產商而言,盡管設備種類繁多,但設計和制造符合越來越高端的模塊化、網絡化和數字化的電子設備產品,追求更高的加工檢測效率和更加智能的生產線,一直是這一行業矢志不渝的愿景目標。
 
其中,PLC(可編程邏輯控制器)作為基礎的設備自動化控制核心技術之一,隨著自身技術的快速發展,勢必將在越來越多的電子制造設備中,到整個電子自動化產線/裝配線上,乃至全廠的自動化系統方面發揮極其關鍵的作用,也最終將幫助電子制造設備制造商的工業4.0目標邁進一大步。
 
 
PLC:技術驅動智能創新
 
從50多年前第一臺PLC誕生以來,PLC從未停止過技術革命的步伐,其品種越來越豐富,功能越來越強大,應用也越來越廣泛,無論是生產、制造還是管理、檢驗,無不可以看到PLC的身影。
 
目前,隨著大規模和超大規模集成電路等微電子技術的發展,PLC已由最初一位機發展到現在的以16位和32位微處理器構成的微機化PC,而且實現了多處理器的多通道處理。如今,PLC技術已非常成熟,不僅控制功能增強,功耗和體積減小,成本下降,可靠性提高,編程和故障檢測更為靈活方便,而且隨著遠程I/O和通信網絡、數據處理以及圖象顯示的發展,使PLC向用于連續生產過程控制的方向發展,成為實現工業生產自動化的一大支柱。如今在各個行業的智能制造時代,PLC技術的發展呈現出產品規模兩極發展、通信網絡化、模塊化與智能化、編程語言/工具的多樣化和標準化等新的特點,并與新興技術結合,將進一步賦能數字化企業和智能工廠。
 
例如2018年底,PLC傳統巨頭西門子推出一款用于SIMATICS7-1500控制器和ET 200MP I/O系統,集成了人工智能芯片的全新模塊:SIMATIC S7-1500 TMNPU(Neural Processing Unit-神經網絡處理單元),配有人工智能芯片英特爾Movidius Myriad X Vision處理單元,因此能實現神經網絡的高效處理。此外,SIMATIC S7-1500 TMNPU配有USB3.1接口和千兆以太網端口,能夠以神經網絡為基礎處理所連接的傳感器的數據或來自CPU程序的數據。例如使用機器學習算法,可以高效實現對生產工廠或圖像控制的機器人系統進行質量控制。
 
 
西門子針對Simatic控制系統的人工智能模塊,圖片來源于西門子官網
 
而三菱電機FX產品則因其良好的性能及豐富的產品線備受小型PLC市場用戶歡迎。新一代iQ-FX5UJ,程序容量為48K Step,控制規模達256點,并具有簡單CPU通信、數據記錄等內置功能。iQ-F系列安全擴展模塊是該系列重要的組成部分,產品規格主要分為安全主模塊和安全輸入擴展模塊兩種,安全主模塊執行安全控制,可連接到iQ-F的總線,安全擴展模塊可與一般控制的電源分離單獨運轉。在實際應用中,安全模塊會根據不同的機械類型設定不同的安全控制模式,以確保操作員的安全。
 
 
圖片來源于三菱電機官網
 
PLC:打造電子智能制造未來
 
電子制造行業種類繁雜,其加工需要的設備涉及各種電子器件的加工。電子制造設備包括半導體設備,光電子設備,電子元器件設備,SMT設備,PCB設備,環境試驗設備,防靜電裝備,超聲波設備,凈化設備,激光設備以及其它電子通用設備。
 
作為典型的OEM行業,電子制造設備行業涉及的產品類型較多。整體而言,在半導體器件和集成電路專用設備和電子整機裝聯設備兩個子行業自動化應用程度較高,使用到的自動化產品包括PLC,低壓變頻器,HMI,以及伺服產品等都具有廣泛的應用。
 
貝加萊最新推出的控制器Power Panel C70是集成PLC的終端產品,適合于處理中小型機器的控制,它繼承了貝加萊的傳統機器控制架構,能夠勝任智能制造更為復雜的控制、計算任務能力,它將將HMI和PLC集成于一體,特別適應于OEM的機器控制架構。Intel Atom處理器提供了足夠高的性能,使應用程序可實現低至0.4ms的循環周期。Automation Runtime可提供最多8個任務級別,從而構成了該性能基礎。Power Panel C70擁有廣泛的集成接口:POWERLINK、Ethernet、X2X Link、USB以及可選的CAN。其設計緊湊,無風扇、無電池、無硬盤,完全免維護,面板正面提供IP65的防護等級,特別適用于惡劣工況。
 
 
圖片來源于貝加萊官網
 
PLC作為控制系統在電子制造設備行業運用比較多,在智能硬件產品整體市場表現強勢,特別是智能手機、智能手環、兒童手表等,帶動了電子設備制造業快速發展。PLC在電子產品制造設備中的應用主要用來實現自動控制功能。PLC在電子元器件加工、制造設備中作為控制中心,使元器件的傳輸定位驅動電機、加工深度調整電機、旋轉電機和輸出電機能夠協調運轉,相互配合實現自動化工作。
 
隨著電子產品的小型化及多樣化的發展,以及人力成本的大幅上漲,未來電子制造設備自動化程度會更高,對目標產品的需求會繼續上升。電子元件及機電組件設備、清洗機和焊接機等整機裝聯設備則會應用比較多的PLC。
 
由于半導體器件、集成電路專用設備行業的電子整機裝聯設備自動化程度比較高,電真空器件專用設備以及例行試驗和可靠性試驗設備包含力學環境試驗設備、氣候環境試驗設備、可靠性試驗設備等也會涉及到。電真空器件專用設備中近幾年發展比較快的是LCD設備,基本都用PLC控制,每臺設備上配置主機一臺,擴展單元4-5套。LCD設備包含了數個工藝流程,不同的設備應用的PLC有很大的差異。大部分工藝過程應用到PLC的IO點數不超過80,但也有大型設備超過300點的情況。
 
據統計,2017年電子制造設備行業涉及的自動化產品市場比重中,PLC占比高達19.1%,主要包括小型PLC和中大型PLC,尤其是小型PLC的應用更加廣泛,在電子制造行業PLC市場占比高達69.8%?,F在,世界上有200多家PLC生產廠家,400多品種的PLC產品,按地域可分成美國、歐洲、和日本等三個流派產品,各流派PLC產品都各具特色。而全球領先的電子制造PLC技術提供商均來自全球的自動化控制系統巨頭,諸如三菱電機、西門子、貝加萊、倍福、易福門和研華等國際自動化提供商,均擁有全線的PLC產品,能夠很好地覆蓋眾多的電子制造設備控制需求。
 
搭載全球先進的PLC控制技術的先進電子制造設備將于2020年3月18-20日,在上海新國際博覽中心舉辦的慕尼黑上海電子生產設備展(productronica China 2020)上全面得以現場展現。作為電子智能制造全產業鏈應用解決方案的展示平臺,慕尼黑上海電子生產設備展順勢提出“融合創新,智造未來”新口號,旨在激發行業的創新靈感,積極推動并加速電子全行業智能制造發展升級。展品范圍包括SMT表面貼裝技術、線束加工和連接器制造、電子制造自動化、運動控制、點膠注膠、焊接、電子和化工材料、EMS電子制造服務、測試測量、PCB制造、電磁兼容、元器件制造(繞線機、沖壓、灌裝、涂敷、分選、打標等)和組裝工具等。
來源:PCBSMT網
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