OMRONCompoBus/D器件网络及可编程终端在全自动清洗机中的应用

一 概述
在彩色显像管电子枪用金属零部件清洗工艺中要用到全自动超声清洗机。其主要特点是：
1． 清洗零件品种多，需要不同参数设置；
2． 工艺参数设置时需要口令保护，以限制操作权限。
3． 控制点，检测点多且分散，其中有18个槽加热控制，6个循环泵控制，3个机械臂运动电机，4个传送带电机，3个抛动电机，4个转篮电机，8个槽超声控制，34个传感器，40多个手动开关，状态指示灯。这些控制点都分散在不同位置。
4． 设备运行环境差，可靠性要求高。
5． 在传统的集中控制方式中，传输电缆很多，安装、调试、维修、使用都很不方便。

二 系统总体方案
近年来，现场总线控制系统以其巨大的技术优势，在工业现场中得到了广泛应用，在许多系统中将逐步取代传统的PLC点对接线的控制方式。CompoBus/D是OMRON公司生产的一种开放型器件网络，符合DeviceNet现场总线标准，配线时可以自由地使用T分歧或菊花链方式进行组合，只需一根4芯屏蔽电缆即可连接各节点，从而省去大量配线，节约了安装时间和费用，更重要的是对运行的维护更为方便。CompoBus/D有丰富的从单元，只要符合DeviceNet标准的各厂商从单元都可以接到网上，可以自由选择包括远程I/O终端，模拟量终端，温度传感器终端等各种用途的从单元。所以在这次设计时，选用CompoBus/D器件网络来实现各个点的分散控制。
可编程终端（PT）又称触摸式人机界面，是一种工控新产品，通过其上的触摸开关和液晶显示可以进行包括参数设置，手动操作，状态指示等操作，可替代按钮，定时器，计数器，指示灯等外部元件，用一根电缆可完成和PLC的通讯，节省PLC输入输出点，简化配线。这次选择OMRON公司可编程终端NT631C-ST141，来替代操作面板上繁多的操作按钮，和指示灯，主要完成以下功能：
1．通过屏幕上设置的触摸开关完成手动操作和各种功能选择；
2．显示设备的各种状态；
3．显示，设定和选择各种工艺参数；
4．显示报警及帮助信息。

三 系统设计与选型
    1．系统主机选用OMRON公司C200HG-CPU43，安装在主控制柜中。   
       CompoBus/D主单元选用C200HW-DRM21，安装在PLC底板上。
       另外通过安装在底板上的输出单元来完成机械臂电机，抛动电机，  
       的控制，转篮电机用变频器控制转速，由PLC的通讯板       C200HW-COM06-V1串口A 和变频器RS485串口进行通讯，完成变频器参数设置。
    2．选用5个温度传感器输入单元DRT1-TS04P来完成温度信号的输入。1个单元可输入4路温度信号，它将温度输入信号转换为二进制数据，用BCD（24）指令将其转化为BCD码存入DM区，可在触摸屏上直接显示。如果对温度控制精度要求不高时，可以直接把温度值和设定的上，下限来比较，通过远程输出终端DRT1-OD08控制加热。当对温度精度要求高时，可以编一个简易PID控制程序来完成对加热的控制。因清洗机加热控制较多，我们用宏指令来编写温度控制程序，可以反复调用，其控制水温可达到!1°C 。
    3．选用7个远程输出终端DRT1-ID08来输入液位信号，其他检测信号，手动开关，用4个DRT1-OD08来完成加热，循环泵，超声的控制。
    4．为保证系统安全性，设备的急停和启动，停止，复位，手动/自动选择等4个按钮用传统的按钮开关，不通过触摸屏，在操作盒上布置1个DRT1-IDO8单元来输入这些信号。
   所有从单元都根据排列需要分别就近安装在各个分控制盒中，避免了复杂的布线，安装，检修非常方便。
四 网络连接，设定要点
    1．主单元安装：主单元C200HW-DRM21作为PLC的一个特殊I/O单元，只要单元号不与另1个特殊I/O单元号冲突就可安装在CPU或者扩展I/O机架底版的任何槽中，本次设计时安装在靠近CPU的槽中。
    2．从单元安装：从单元可根据设计需要安装在设备的不同部位，本设计中共使用各种从单元15个，分别安装在7个控制柜和接线盒中。
    3．通讯连接：CompoBus/D通讯通过1根4芯屏蔽电缆来完成，可以用OMRON 公司提供的专用电缆，也可以使用普通4芯屏蔽电缆RVVP  4x0.75，但一定要在网络干线的末端使用终端电阻，以减少信号衰减，建立稳定的通讯。比较方便的办法是在干线的末端附近配T型分支器，T型分支器上直接带有终端电阻；另外也有排型终端电阻,如果在干线的末端6米内没有T型分支器时，可以在这个位置上安装排型终端电阻，从接点到终端电阻的电路长度尽量小于1米。
    4．地址分配：CompoBus/D  I/O分配可以用系统缺省分配，也可以由用户设定分配。用户设定分配时需要配置器，它能按接点地址任意顺序在输出区域和输入区域分配地址。使用缺省分配时，地址是按照接点地址的顺序从接点00开始按顺序分配，分配字的规定依赖于PLC的型号。节点地址可通过单元上的DIP开关来设定。
五 触摸屏通讯和画面设计
    触摸屏NT631C，有A和B两个串口，A口是RS-232C口，可用于连接支持工具和上位机。B口只能用于连接上位机，它可以由系统菜单中的内存开关的设置来选择RS-232C（9针接口）或RS-422/485（端子板）通讯。两个串口的通讯方法有：
                上位机链接 （HOST  LINK）  
                NT链接 （1：1）
                NT链接 （1：N）
连接支持工具时将串口A设置成 Host  Link 或None。
连接上位机时可用上述三种通讯方法中的一种，具体链接方法可根据需链接的上位机的类型来选择。笔者建议使用NT链接，它可以以位为单位读写PC内存区。
    屏幕画面主要采用OMRON公司提供的NTST软件来完成。因为清洗机需显示 操作内容太多，必须分屏显示。本次设计采用的是菜单式分屏显示。开机时直接显示画面1，主要显示设备型号，公司名称，标志等静态信息。触压屏幕的左下脚[主菜单]按钮可进入主菜单显示。主菜单的中间显示整个设备的平面图，通过图象灯，灯功能以动画形式实现对泵，风机，加热，转篮的监控。屏幕上部显示设备运行的状态，包括定时器，清洗零件名称，日期，传感器状态，报警等信息。当设备异常时，报警指示闪烁，押[报警]按钮后可进入报警画面，该画面上做有报警列表和报警历史。当设备报警时，在报警列表中显示报警名称，触压其可显示详细报警内容，包括帮助信息。报警历史表中按报警发生的顺序显示报警名称及相关信息。
    在屏幕的下部做一排按钮开关，可选择不同子菜单，包括机械臂操作，加热控制，循环泵控制，超声控制，参数设定，维修信息等内容。每一子菜单根据需要再设置子菜单，限于篇幅，其它画面不一一列举。下面列出几个典型的画面供大家参考。

图1.  主监控画面

图2.  加热控制画面

图3.  参数设置菜单
结束语
    按以上方案设计的全自动超声波清洗机已制造2台，应用在彩色显像管金属零件清洗工艺中。自运行以来，系统运行可靠，极大的方便了使用，维护和工艺管理，提高了设备整体性能。
     OMRON公司另外一种产品CompoBus/S是一种高速ON/OFF总线，和 CompoBus/D 比较，没有温度单元，不能和其他公司产品联网，但价格经济一点。在西安兄弟标准公司工业缝纫机清洗机中得到了应用了两套CompoBus/S总线系统，与传统的集中控制相比有明显的优点。