S7-200 SMART在SMT带复判缓存机中的应用

时间：2024-09-21

作者：上海腾希电气技术有限公司

指的是表面封装技术(Surface Mounted Technology)的缩写，是在PCB(印刷电路板)上进行加工组装的一种技术。

电子元器件的引脚通过SMT技术直接焊接在电路板的表面上，而不再需要通过穿孔走线的方式。该技术的优点包括小型化，性高，，便于自动化生产，在电子加工行业中被广泛采用。

而缓存机用于临时缓冲SMT生产线上生产节拍不一致的设备，其以多板堆叠的形式储存电路板，根据不同的使用场景可细分为带NG人工返检的缓存机以及带风冷冷却功能的缓存机。

缓存机设备广泛的应用在各种产线中。西门子SMART系列的PLC和SMART Line触摸屏在该设备中有广泛的应用。

小贴士

硬件及软件需求

1. 硬件要求

SIMATIC S7-200 SMART产品家族

SMART Panel V4产品家族

2. 软件要求

STEP 7-Micro/WIN SMART V2.8

WinCC Flexible Smart V4 SP1

PLC程序说明

控制工艺介绍

带复判缓存机主要分为三部分：上游进板轨道，返修及出料轨道，料箱升降机构。

其作用分别如下：

表2-1各机构作用

图2-1机构示意图

工艺流程

此设备的工艺流程分为四个分支以处理可能随机出现的四种状况；

进板流程

当料箱中有空槽时，请求并等待上游出板，上游出板后进板层输送来料到进板层轨道中，此时若料箱空闲则料箱将空槽定位到进板层，随后在进板层离合气缸与电机配合下将来料输送至料箱中并标记。

返修出板流程

当料箱中存在NG板并返修轨道无板时，若料箱空闲则料箱按设定的规则顺序将NG板定位到返修轨道层，随后在返修层离合气缸与电机配合下将NG板传输到返修轨道上，并等待人工确认，此时料箱可响应其他动作；当人工移除返修料并判定为NG时，修改返修轨道状态为无料，若人工判定为OK，则修改返修轨道状态为待返修进板。

返修进板流程

料箱中存在空槽且有返修轨道进板需求时，若料箱空闲则料箱将近的空槽定位到返修轨道，随后在返修层离合气缸与电机配合下将返修板传输到料箱中并标记。

出板流程

当收到下游出料请求时，若料箱中有OK料且料箱空闲，则按设定的规则顺序，将标记为OK的槽定位到出料轨道，随后在返修曾离合气缸与电机配合下将OK板传输至出料轨道，同时向下游发出出板信号。

图2-2工艺流程

辅助功能及其他：

当设备启动，或者在换产品时，会对进板/返修轨道与料箱进行调宽操作。在设备开始正常运行后，不再需要进行调宽操作。

同时，设备具有手动设置料槽状态的功能，可根据实际维护状态单修改各个料槽的状态。

控制程序

S7-200 SMART 程序包含以下库

针对行业机型通用的子程序lib_BufferDispatch_NG（料架升降调度库），子程序中调用lib_Inner_motionAdd、lib_Inner_SlotFind、lib_Inner_standby以内部子程序的形式实现所需功能，调用lib_SlotCtrl（自动分配槽状态）、lib_SlotStatus（统计各状态槽数量）、lib_SlotStatusSet（外部设置槽状态）以通用子程序的形式实现所需功能。

以上子程序包含于库“BufferWithNG”中，该库所占用的310个字节供以上子程序共用：

5个字节作为动作调度缓存用以应对多个料架动作需求并发

100个字节作为料槽状态缓存用于保存大100个料槽的状态（空槽、被占用、禁止使用、禁止放板）

100个字节作为OK槽队列缓存用于存料规则为先出(LILO)或后进先出(FILO)时保存OK出料的顺序

100个字节作为NG槽队列缓存用于存料规则为先出(LILO)或后进先出(FILO)时保存返修出料的顺序

后5个字节用于内部使用

此外，为针对特定客户的具体机型，另有子程序：自动控制、进板信号交互与处理、出板信号交互与处理、返修信号交互与处理、自动程序、轨道调宽轴、料架调宽轴、料架升降轴作为子程序实现特定的功能。

为便于初期调试与HMI观察，在调试阶段使用信号子程序特定设备中的交互信号，具体如下：

图2-3程序调用

图2-4程序调用关系

lib_BufferDispatch_NG

该子程序作为带复判缓存机的功能，起料架升降调度作用，使用时需按字输入指令信号、参数地址、料箱升降轴当前坐标、升降轴位于零点时的入板轨道/返修轨道/出板轨道相对坐标以及存料规则等参数。

运行时

当EN接通，则程序根据inputSignal中的指令信号规划需执行的动作；根据参数中的使用槽数量、每板占用槽数量以及原有的槽状态寄存器重新分配各槽状态。

执行入板动作时

根据入板/返修轨道相对坐标定位距离定位近的空槽到对应轨道，并根据升降轴当前坐标确认料箱升降轴是否到达目标点。

执行出板动作时

按照设定的存料规则，根据出板/返修轨道相对坐标定位目标料槽到对应轨道，并根据升降轴当坐标确认料箱升降轴是否到达目标点。

图2-5 lib_BufferDispatch_NG程序块

inputSignal

表2-2 引脚定义

进板信号交互与处理

本程序用于处理下游请求的信号以及出板轨道与返修板层离合气缸及离合电机的控制，可在下游请求出板时执行出板轨道出板动作，其内部与下游的交互信号（下游_请求出板、通知下游出板）可根据现场实际情况由通信置位或由IO置位/通过IO映射。

图2-7出板信号交互与处理

出板信号交互与处理

图2-7出板信号交互与处理

返修信号交互与处理

本程序用于处理料箱中存在NG板时需返修以及返修结果确认后的信号与动作处理，可在料箱中存在NG料时执行返修轨道返修出板动作，并在返修确认为OK后执行返修入板动作。

图2-8返修信号交互与处理

自动控制

本程序用于处理“lib_BufferDispatch_NG”子程序与“进板信号交互与处理”“出板信号交互与处理”“返修信号交互与处理”此三个子程序间的交互信号处理，起“lib_BufferDispatch_NG”的“inputSignal”正常生效的作用。

图2-9自动控制

lib_SlotStatusSet

本程序用于设置某个特定槽的状态，可将某个特定槽设置为：未使用、空槽、OK槽、NG槽、禁用、禁放中的一种，可供管理槽状态时使用。各引脚定义如下：

表2-3 引脚定义

图2-10 lib_SlotStatusSet程序块

自动流程

本程序用于处理进入自动运行前的检测与调宽确认流程，当启动过程中出现异常时，可编写对应异常状况下的报警响应措施，起保证“自动控制”子程序正常运行的作用。自动启动流程入下图所示

图2-11自动流程图

图2-12 自动流程程序块

基于精彩触摸屏的画面样例

上板机画面样例基于7寸精彩触摸屏，通过触摸屏与PLC程序的通讯，实现复判缓存机的状态显示和操作。

本画面样例基于SMART LINE V4画面模板套件，可以实现统一的画面风格和操作习惯。

画面介绍

系统状态显示复判缓存机各机构状态和交互信号的反馈，同时可通过该界面观察料箱存料状态。

图3-1 系统状态

在参数设置界面，可对系统中使用到的参数进行设置。

图3-2 参数设置

在料箱管理界面，可对单个料槽状态进行选中后修改。

图3-3 料箱状态

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词条
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