基于PLC和触摸屏的XUV-5000光固化炉控制系统

王建雄，刘永立

(中国电子科技集团公司第二研究所，山西太原 030024)

固化炉是用于灌液后对ITO(Indium-Tin Oxide)玻盒灌液口UV胶的固化。UV紫外光是一种先进的光学能源，其作用是利用UV光与UV感光涂料聚合照射的反应，使其UV涂料在瞬息之间完成干燥、固化的目的。

1 系统设计原理

本控制系统采用三菱公司FX1N PLC作为上位机，配以EasyView的MT06S触摸屏，二者通过RS-485接口互连，传输速率通常选择115 200 bps，8位偶校验，1位停止位。RS-485的PLC站号为0，触摸屏端通信口为COM 1。触摸屏的监控及参数设置界面在计算机上使用配套的EasyBuilder编程软件进行编制，通过这些图形和图形按钮实现系统现场监控和动作控制。

系统中，触摸屏用来对PLC发出操作命令，再由PLC根据预先存储在其中的控制程序发出控制信号，来控制各个气缸和电机的动作。传感器用于采集一些动作状态，电磁阀用于驱动气缸的运动和运动方向。固化前用触摸屏打开UV灯，选择固化中UV灯要停止的位置，然后根据自动或手动操作来实现固化过程的操作。系统结构见图1，整机设备外观见图2。

图1 系统结构图

图2 设备外观

2 触摸屏界面设计

本设备触摸屏由4个界面组成，首页、自动模式、手动模式和提示信息。为了便于操作，4个介面之间可以随意切换。

2.1 首页设计

本界面显示了本设备的铭牌、型号、外观和各个界面切换按钮，使操作人员对本设备有个大概认识（见图3）。

2.2 自动模式界面设计

在“自动模式界面”上，设计有对自动操作全过程的监控指示灯，随时监控自动过程中的各个动作。“启动”按钮打开将开启PLC中的自动操作程序，等待自动操作的开始。“半蓝曝光”按钮控制自动或手动操作中曝光位置是否满蓝具。“UV灯”按钮控制UV灯的开关（见图4）。

图3 首页界面

图4 自动模式界面

2.3 手动模式界面设计

在“手动模式”界面上，设计有设备各个动作和条件的控制按钮，触动按钮控制相应的动作单位，其中“半蓝曝光”和“UV灯”按钮的设计等同于“自动模式”界面（见图5）。

图5 手动模式界面

2.4 提示信息界面设计

“提示信息”界面，主要用于报警提示。不管手动或自动操作，该界面所显示的内容会提示操作人员正在进行的操作，或者误操作。当操作不当时，该界面会显示报警信息，并伴有蜂鸣声，引起现场人员的注意，排除故障（见图6）。

图6 提示信息界

该界面所显示的所有内容，在“自动模式”界面和“手动模式”界面的顶端，都有滚动的信息条，以便操作人员随时了解操作过程中存在的问题。

3 PLC控制程序设计注意点

XUV-5000光固化炉自动流程图如图7所示。

PLC自动过程控制程序严格按照图7所示自动流程图编写。UV固化设备需要用到大功率UV灯对ITO玻盒照射，UV光一旦大量泄露，将破坏周围环境，产生大量臭氧，同时人体暴露在如此强的UV光下，会烧伤皮肤，更甚至使皮肤细胞产生变异。这就需要在各个动作之间运用互锁盒连锁程序，来控制UV灯不直接暴露在环境中。具体如下：

当UV灯打开，且UV灯快门开启时，不能打开腔体门；

图7 自动流程图

当UV灯打开，且腔体门开启时，不能打开UV灯快门；

当UV灯关闭时，所有动作都能进行。

4 本控制系统与传统控制方式的优势比较

我国液晶显示器生产行业内，大多数已有的UV光固化炉采用传统的操作面板，用大量按钮和指示灯手动操作，操作繁琐，可靠性不高，更谈不上自动化程度。介于这种情况，XUV-5000光固化炉的研制，采用PLC控制系统配以触摸屏人机界面，可实现设备的自动化。更主要的是，PLC控制程序的编写，可消除误操作对设备盒环境带来的负面影响。

照射工艺的改进是本UV光固化炉的又一优点。旧式UV光固化炉采用传送带，调速电机带动传送带，将待固化ITO玻盒蓝具放在传送带送入炉体内。在开门将蓝具送入炉体时，UV光会大量外泄，破坏环境。XUV-5000光固化炉采用调速电机带动UV灯罩扫描式照射ITO玻盒，用一支较大功率UV灯管。XUV-5000光固化炉使用了灯罩快门盒炉体门，PLC对其有序连锁的动作控制，有效地降低了UV光的外泄，对人体和环境起到一定的防护作用。

5 总 结

本设备属于升级型设备，在原有UV固化设备的基础上增加了PLC控制器和触摸屏人机界面，大大提高了设备的整机性能和自动化程度。PLC和触摸屏配合使用，触摸屏取代了传统控制面板，大大提高了系统的可靠性，改善PLC控制系统的操作性能，设计更加人性化。与上位工控机构成的监控系统相比，具有体积小、功耗低、投资少、安装方便等优点。

笔者参与开发该UV固化设备，主持设计电控系统。在此，向在工作中给予极大帮助和对论文编写给予指导的冯彬主任和金美华工程师、张建军副主任表示衷心的感谢。

[1]胡寿松.自动控制原理[M].北京：科学出版社，2001

[2]廖常初.PLC基础及应用[M].北京：机械工业出版社，2003