使用结构紧凑的端子模块可将I/O接口从控制柜中移动到机器内,而无需增加设备的占地面积。为了进一步简化采购和设备建造过程,Festo公司在为重新设计的溅射系统供应零件时,以模块化方式提供。
CEVP是一家薄膜工程公司,它发运了第一台全现场总线控制的溅射设备,这台设备是为英国Cavendish实验室生产的,用于微型机电系统(MEMS)和巨型磁共振(GMR)生物传感器的开发。
溅射室内磁控管从金属源中轰击出原子,使其在水中淀积成薄膜
这台设备的设计结合了气动和电气I/O控制,由于使用了由Festo公司供应的名为CPX的模块化现场总线自动化系统,设计被大大简化。
对Gamma 1000M溅射设备进行优化处理后,实现了用途的多样化。与批量化半导体生产设备不同,这种设备具有先进的特性,例如温度范围更宽,真空能力更强。CEVP公司在这个系统上花费了多年的人力物力,系统以PLC为基础,使用尖端的程序设计语言替代常规梯形逻辑,控制方式也从集中控制改为分散控制,这些会对设备的实际尺寸产生影响,并且也是为什么CEVP公司长期以来一直采取网络控制的主要原因。公司仅仅是想在合适的现场总线I/O解决方案出现前做一个过渡。
CPX积木块
Festo公司的CPX积木块为公司提供了一套解决方案,它允许现场总线节点上用户定义的气动阀门控制与常规数/模远程I/O连接到一起,连接I/O数可多达数百个。模块是板式安装,轮廓高度只有60mm,满足溅射设备体积必须紧凑的要求,溅射设备经常安装在净室内,净室是寸土寸金的地方。尽管将I/O从控制柜内移动到设备内,重新设计过的Gamma 1000 M仍保持原来的大小。
协议选择是CEVP公司规范选定的最后一项内容。他们从CPX系统支持的现场总线系列协议中选择了Profibus-DP,因为这种方案的优点是软件配套简便。
Festo公司针对这种设备主要提供两种型号的自动化零部件:CPX终端提供远程电气或者气动阀门I/O,或者两者均提供,以及用于运动控制的一系列气缸旋转执行器。使用3个分散现场总线节点,提供200个左右的I/O通道。其中一个具有混合模拟和数字I/O,安装在控制台内,其余两个直接安装到设备上,即提供电气I/O和用于控制气动阀门的I/O以及用于传感器接口的模拟I/O组合。气动元件执行一系列系统运动功能,包括6个旋转执行器,控制磁控管前面的快门以及特殊定制的气缸用来控制处理室。所有气动零部件都是终身免润滑的密封装置,适合于在清洁环境中运行使用。
模块化供应方式
为了进一步简化采购和设备建造过程,Festo公司在为重新设计的溅射系统供应零件时,以模块化方式提供,与先前CEVP系统的供货方式相同,例如,供应气缸时配有支架和传感器。
为了执行网络化I/O,重新开发的控制结构体系有可能会增加设备的尺寸,但是,Festo公司采用的将电气I/O系统与气动元件结合起来的思路给CEVP 公司提供了紧凑化的解决方案。
改成远程I/O,与原有PLC集中控制系统相比,硬件费用增加了几个百分点,但是,在布线和系统建造中节省的费用完全可以补偿这种费用的微小增加。据CEVP公司有关人员估计,对新系统而言,电缆布线费用降低了50%,系统建造时间节省了30%。