PLC—HaiwellPLC在智能电源控制上的应用

一、应用背景：

磁控溅射是一种磁控运行模式的二次溅射。此种技术广泛应用于镀膜设备上，它不仅适用于广泛的镀膜靶材（如：铜、钛、铬、不绣钢、镍等金属材料），而且镀膜时还可大幅度提高膜层的附着力、重复性、致密度和均匀度。

磁控溅射镀膜设备主要是使用直流磁控溅射，常需要2路输出稳定的直流电源，设定一个电压值后，要求快速响应到电压的设定值。电源使用过程中必须保持稳定性，电压数值不能受负载影响。然而，市面上常用的开关电源为开环控制，无法确保稳定输出，而一个稳定的电压对镀膜好坏至关重要，因此设想通过PLC的PID算法，利用现有的直流开关电源，实现电源的快速调节和闭环管理。

如下图所示，在智能电源控制系统上需要4AI来检测两路直流稳压电源的电流信号和电压信号，作为智能电源的反馈信号；需要使用2AO来控制电压输出，使电源具有良好的负载特性，保持恒压输出。

综合上述需求，PLC选择海为的S20M0T的开关量与模拟量混合型主机，主机自带4路AI模拟量线性输入，2路AO模拟量线性输出，模拟量支持工程量转换,AI\AQ寄存器可直接访问，在模拟量信号处理时非常方便，节省了不少编程时间；主机还支持32路的PID指令；更重要的是一个主机就搞定了，不需额外添加扩展模块，经济实惠。

导读： 市面上常用的开关电源为开环控制，无法确保稳定输出，而一个稳定的电压对镀膜好坏至关重要，因此设想通过PLC的PID算法，利用现有的直流开关电源，实现电源的快速调节和闭环管理。

图1机箱正面图

图2内部电路

图3PLC

图4触摸屏界面

导读： 市面上常用的开关电源为开环控制，无法确保稳定输出，而一个稳定的电压对镀膜好坏至关重要，因此设想通过PLC的PID算法，利用现有的直流开关电源，实现电源的快速调节和闭环管理。

图5触摸屏界面

图6机箱背面

图7模拟负载电阻

PID指令，即特殊控制指令里的PID指令，海为全系列PLC都支持。本系统根据负载的变化，在线监控时结合软件自带的实时曲线表调整参数，逐一调整PID三个参数使之达到最好的效果。参数经过调试整定之后，实现了电压的快速调节和稳定输出，实现了电源的闭环管理，为更好地磁控溅射镀膜提供了良好的基础。