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基于软PLC的真空灌胶控制系统
钱小云1 王富东2 2021/2/23 21:22:06
(苏州大学机电工程学院，江苏 苏州 215000)
摘要: 真空灌胶在电子行业的使用越来越广泛。研究一套基于软PLC的真空灌胶控制系统，为电子行业的电子元器件的质量提供保证。本文将重点阐述真空部分的自动控制系统的设计，并且在硬件的基础上, 使用PID控制实现设备内真空。为了控制系统的调试和使用的便利，设计了真空控制系统的界面。通过对灌注产品的性能分析来验证真空灌胶的可行性。
关键词: 软PLC；PID；真空灌胶
Vacuum potting control system based on soft-PLC
Qian Xiaoyun
(department of Mechanical and Electrical Engineering,Soochow University, Suzhou 215000 China)
Abstract: Vacuum potting is becoming more and more widely used in the electronics industry. Research a set of soft-PLC based vacuum glue filling control system to provide guarantee for the quality of electronic components in the electronic industry. This article will focus on the design of the automatic control system of the vacuum part, and on the basis of hardware, PID control is used to realize the vacuum in the equipment cabinet. Verify the feasibility of vacuum filling by analyzing the performance of the filling product.
Keywords: soft-PLC; PID; vacuum potting
1 系统概述
当下许多电子零部件拥有越来越多的功能，必须符合功能耐用且严格可靠的要求，一旦安装以后，通常难以替换。通常情况下，电子零部件设计的初衷就不应该被更换，而是在整个使用寿命内工作。为了延长电子零部件的使用寿命，通常会用灌胶机对电子零部件进行灌装，以实现电子零件防水、防尘、防腐蚀的要求。而且随着越来越多的企业对电子产品可靠性要求的提供，电子零件的灌胶已经成为一道必不可少的工序。
在标准大气压下，由于电子零部件的形状规则不一，在边角和切口部位会形成缝隙，所以这些缝隙会在灌胶的过程中聚集气泡，而这些气泡可能会导致缺陷甚至组件完全失效。这种情况在变压器中的线圈、电机等同样存在，可以聚集非常小的气泡。 在这种情况下，需要确保可重复的优异灌装质量，真空环境下灌胶就成了唯一的选择。
1.1 真空灌胶的原理
真空灌胶系统[1]是在普通灌胶机的基础上，通过控制真空泵的抽吸，使密封设备内的气压达到生产产品所设定的负压值，然后开始灌胶，在灌胶的过程中进行分步灌胶，即不断的泄压注胶再泄压再注胶，这个过程可以把注入到产品里的胶水气泡都挤压出来，从而实现真空环境下灌胶的方案。
1.2 控制系统的设计思想
控制器设计的硬件思路为根据灌胶设备空间的大小和真空度等工艺要求选择合适的真空泵，还有控制真空抽吸的阀，以及泄压是的控制阀等。其中真空泵的选型尤为关键，如果真空泵选型不对，将无法实现真空灌胶的目的。真空泵的选型主要考虑一下几个方面：
工艺要求达到真空度。真空泵的工作压力应该满足工艺工作压力，选型时真空度要高于真空设备真空度的半个到一个数量级。
工艺要求的抽气速率。抽气速率S的表达式为式1：
S= (V/t)×ln(p1/p2)
式中，S为真空泵抽气速率(L/s),V为真空室容积，t为达到真空度所需要的时间(s),P1为初始压强(Pa), P2为要求压强(Pa),
真空泵的噪音，震动。长时间的噪声影响，会给操作员的身体健康带来危害。
通过对以上几个方面的因素的计算和考量，可以为真空灌胶系统选择合适的真空泵，以此实现真空量的工艺指标[1] 。
在生产过程中真空泵以及真空阀和泄压阀协同工作，实现真空灌注的环境。系统可手动或自动模式切（未完，下一页）
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