Giải Pháp Kết Nối Internet Cho Các Thiết Bị PCB
31/07/2019
Giới thiệu
Đơn đặt hàng khẩn cấp và tùy biến đang là xu hướng phổ biến trong ngành công nghiệp bo mạch (PCB). Để rút ngắn thời gian sản xuất, các dây chuyền sản xuất phải rất linh hoạt mà vẫn đáp ứng các yêu cầu kiểm soát chất lượng của khách hàng. Phổ biến đối với các nhà máy bo mạch PCB truyền thống là các hệ thống kem hàn, lấy mẫu, hàn nóng chảy, v.v., tất cả đều lưu trữ thông tin liên quan cho từng trạm tương ứng. Thông tin thiết bị cấp thấp, chẳng hạn như từ các máy tính (PCs), Điều khiển Logic Lập trình (PLC) và cảm biến, thường không được tích hợp, do đó hạn chế các quy trình bảo trì và quá trình quản lý yêu cầu dữ liệu sản xuất, khiến các nhà sản xuất không thể làm rõ kịp thời mọi vấn đề phát sinh.
Các hệ thống sản xuất thông minh cung cấp một giải pháp cho vấn đề này và chúng chỉ có thể được thực hiện bằng cách thiết lập kết nối giữa các thiết bị với nhau. Những lợi thế rõ ràng của các hệ thống như vậy là lịch sử sản xuất hoàn chỉnh có thể được ghi lại và giám sát năng suất, từ đó có thể được đánh giá trong lúc tích hợp dữ liệu trong phòng điều khiển.
Yêu cầu hệ thống
Khách hàng này có dây chuyền sản xuất PCB hoàn chỉnh và thiết bị tương ứng, với việc quản lý và bảo trì từng trạm dựa trên kiểm tra thủ công và hồ sơ viết tay của nhân viên. Các vấn đề về kết nối đã phát sinh do việc mở rộng dây chuyền sản xuất và tăng số lượng thiết bị tại các thời điểm khác nhau và thiết bị từ các thương hiệu khác khiến cho việc giao tiếp kém hiệu quả. Điều này kết hợp với nhu cầu kiểm tra trực quan và khiến việc tích hợp các PLC cấp thấp trở nên khó khăn hơn.
Trong một vài trường hợp, mặc dù quá trình hàn là giai đoạn quan trọng nhất trong việc duy trì năng suất sản xuất PCB, khách hàng có công nghệ hàn khác nhau (ví dụ, thiết bị hàn sóng và hàn buồng nhiệt) hoạt động cùng một thời điểm sẽ khiến việc kết nối trở nên khó khăn hơn. Do đó, khách hàng đã tìm kiếm một đề xuất phù hợp để đạt được sự kết nối trong lúc hàn. Mục tiêu ngắn hạn là thực hiện điều khiển động cơ và tích hợp ứng dụng trực quan cũng như thu thập dữ liệu thời gian thực từ PLC, chỉ báo và cảm biến đầu vào vật liệu PCB. Dòng dữ liệu này sau đó có thể được giám sát và tích hợp vào cơ sở dữ liệu doanh nghiệp hiện có của khách hàng.
Mô tả hệ thống
Hệ thống kết nối thiết bị của Avantech đề xuất bao gồm bốn phần:
- Thu thập dữ liệu quá trình hàn sóng/ hàn buồng nhiệt;
- Tự động chuyển động PCB và tích hợp hệ thống thị giác;
- Nền tảng điện toán thiết bị cuối và tích hợp thông tin nội địa;
- Gửi dữ liệu lên đám mây và kết nối với cơ sở dữ liệu.
Việc thu thập dữ liệu đạt được bằng cách sử dụng thiết bị ADAM-6250 để thu thập các bản ghi trạng thái từ cảm biến phun, máy xoay lật và các tháp chỉ báo thiết bị chính (tín hiệu tới TCP); và thiết bị ADAM-4570 để nắm giữ dữ liệu tham số PLC của Mitsubishi (RS-485 tới TCP). Chuyển động phân tán và vận chuyển các tấm PCB trong quá trình hàn đã đạt được bằng cách kết nối trình điều khiển / động cơ của thiết bị qua một mô-đun điều khiển nối tiếp PCI-1202U / AMAX-1240.
Ngoài ra, vị trí trực quan và kiểm tra hình ảnh được thực hiện thông qua kết nối PoE bằng cách sử dụng thẻ thu nhận hình ảnh PCIE-1674E với dữ liệu được chuyển đến nền tảng máy tính công nghiệp ACP-4020 để phân tích. Sự tích hợp của thông tin đầu cuối cục bộ thu được từ các mô-đun ADAM đã được thực hiện bằng cách cài đặt máy tính công nghiệp ACP-4020 trong hệ thống thiết bị buồng nhiệt. Thiết bị IPC này cũng đóng vai trò điều khiển chính và là nền tảng tính toán trực quan, cung cấp các đơn đặt hàng để tái định vị lại các bảng PCB thông qua PCI-1202U / AMAX-1240, đồng thời lập kế hoạch các sơ đồ mạch dựa trên hình ảnh do PCI-1674 cung cấp. Dữ liệu tải lên đám mây đã thu được bằng trình quản lý IoT ARK1123, được kết nối với thiết bị ACP-4020. Hệ thống được phát triển bằng các công cụ thuộc nền tảng WISE-PaaS; cụ thể, WISE-Agent (để thu thập thông điệp ở khoảng cách lớn), Node-RED Designer (để quản lý thông tin) và API RESTful (để chuyển đổi dữ liệu).
Cuối cùng, dữ liệu được tích hợp với cơ sở dữ liệu doanh nghiệp hiện tại của khách hàng.
Triển khai dự án
ACP-4020: Máy tính công nghiệp dạng Rack 4U (4U Short Depth Intelligent Rackmount Chassis)
PCE-3029: Bảng mạch máy tính Half-size có vi xử lý Intel®Core™ i7/i5/i3 đời 6/ 7 (LGA 1151 6th / 7th Gen Intel®Core™ i7/i5/i3 Half-size SHB)
PCE-3B12-08: Bảng nối đa năng Haft-size PICMG 1.3 (PICMG 1.3 Half-size Mainstream SHB Backplanes)
PCI-1202U: Card 2-port AMONet RS-485 (2-port AMONet RS-485 PCI Master Card)
AMAX-1240: Card chuyển động loại 4-axis AMONet (Open Frame Type 4-axis AMONet Motion Slave Module)
PCIE-1674E: Card Vision Frame Grabber hỗ trợ 4-Port PCI Express GigE (4-Port PCI Express GigE Vision Frame Grabber)
ADAM-6250: Module thu thập dữ liệu 15 đầu vào, đầu ra số (15-ch Isolated Digital I/O Modbus TCP Module)
ADAM-4570: Thiết bị chuyển đổi giao thức 2-Port RS-232/422/485 (2-Port RS-232/422/485 Serial Device Server)
Kết luận
Khả năng kết nối thiết bị PCB này cho thấy hoạt động của các sản phẩm của Advantech là các thành phần chính trong mỗi lớp của hệ thống, bao gồm thu thập dữ liệu từ các lớp thấp hơn, chuyển đổi các định dạng dữ liệu PLC khác nhau và điều khiển động cơ cấu trúc phân tán và thu nhận hình ảnh trực quan; nền tảng điện toán giữa lớp và tích hợp dữ liệu; và là bước quan trọng của quản lý định dạng dữ liệu đám mây và tích hợp cơ sở dữ liệu doanh nghiệp.
Ngoài việc tương thích lẫn nhau, các lớp này rất dễ phát triển. Liên quan đến lớp tính toán, WISE-PaaS là vô giá trong việc cung cấp nền tảng phát triển linh hoạt và sự hỗ trợ của Advantech trong việc hỗ trợ phát triển cho phép khách hàng làm việc với từng trình xử lý và định dạng dữ liệu API RESTful, do đó hoàn thành tùy chỉnh cao tại chỗ tích hợp thông tin với cơ sở dữ liệu còn tồn tại.
Khách hàng đã có thể hoàn thành một cuộc thử nghiệm sản phẩm trong vòng chưa đầy một năm và sau đó nhân rộng hệ thống này trong các dây chuyền sản xuất hàng loạt khác ở Thượng Hải và Thiên Tân, do đó họ đã có thể tăng hiệu quả sản xuất thông qua hệt thống kết nối thiết bị tiên tiến hơn.
/ADAM-6251_03_S20190730122942.jpg)
/ADAM-6250_03_S20190730122849.jpg)
/ACP-4010_front_right_G20100826114716.gif)
/ACP-4320_front_right_G20120704145951.gif)
/ACP-4000_G20120704140045.gif)
