OLED老化机的PLC程序设计

向欣

（四川虹视显示技术有限公司，四川成都　611731）

OLED老化机的PLC程序设计

向欣

（四川虹视显示技术有限公司，四川成都611731）

老化机是OLED生产制造中的重要工艺设备，论文基于老化工艺要求，分析了老化机系统的控制结构，设计出了适用于实际生产作业的PLC程序（梯形图）。该程序简洁实用，操作人员只需通过简单操作即可进行老化作业。此外在运行中的各种警示信号，确保了老化机在使用中安全可靠。

OLED；老化机；PLC；程序设计

0　引言

近年来随着有机电致发光显示器件（OrganicLight-Emitting Device，OLED）制造技术不断发展，消费者对OLED的稳定性要求越来越高，因此必须在器件封装后进行老化处理，通过老化处理可以使得有机材料的发光特性趋于稳定，从而保证器件在日后使用中的稳定性和可靠性［1］。实现这个过程的老化机是OLED生产制造中重要工艺设备，它的主要原理是通过在设定的温度下对OLED器件施加一定时间的特定电压或电流，使得器件内部的有机发光材料加速达到稳定状态，从而加速不良品的出现以便及时进行甄别筛选［2］。

1　老化机系统结构简介

本机器是一种半自动化设备，除OLED器件的装卸需要人工完成外，其他过程由机器完成。控制系统主要有上位PC机、老化信号发生器、PLC组成。其中上位PC机装有相应的应用软件，主要完成人机交互、老化信号的参数设定、接受PLC的状态指令；老化信号发生器用于输出特定的电流和电压信号；PLC用于控制老化机的机械运动、温度监控以及运行状态的输出。老化舱体内装有多个用于固定OLED器件的治具，其背面的PCB驱动板依靠多个气缸同时推动来实现与器件的电气连通。加热器位于舱体底部，用于舱体关闭后的内部加热。系统结构框图如图1所示。

在实施老化作业之前，操作员首先打开老化舱体大门，使用舱内的驱动治具固定OLED器件，然后使用手动按钮来驱动安装在治具背面的气缸推动PCB驱动板，并检测PCB驱动板与OLED器件的对位效果，之后关闭舱门方可开始进行老化作业。

图1　老化机系统结构框图Fig.1 The system configuration of aging machine

2　PLC程序设计

2.1老化机PLC的控制要求

程序采用自动和手动两种模式控制，自动模式用于正常操作状态，按下开始按钮后，气缸推动驱动PCB与OLED器件接通，舱体内开始加热升温。在达到设定温度后，程序发出指令，此时达到正常老化状态（即机械位置和温度都达到老化工艺要求），老化信号发生器向OLED器件发出特定电压或电流信号。在温控时间结束和老化信号停止输出后，系统发出警示信号，按下停止按钮结束老化作业。手动模式适用于操作人员确认器件与治具的固定状态和维修人员进行设备维修保养的情况，通过使用单一的手动按钮来控制气缸的前进和后退，且不受其它输入信号的影响。老化机PLC控制结构框图如图2所示。

图2　老化机PLC控制结构框图Fig.2 The structure block of PLC control system

2.2编程元件分配表

基于老化机系统设计的实际要求，本文选择FX3U-16MR/ES型PLC。端口I/ O点分配如表1所示；辅助继电器分配如表2所示；其他编程元件分配如表3所示。

表1　端口I/O分配表Tab.1 The distribution of I/O ports

表2　辅助继电器分配表Tab.2 The distribution of auxiliary relays

表3　其他编程元件分配表Tab.3 The distribution of other program elements

2.3PLC程序设计

（1）治具进退的控制。在OLED老化作业中，同一批次制造的OLED器件工艺状态相同，运行过程中所有气缸运动状态也相同（同时进退），因此仅需要两个继电器Y0、Y1来控制电磁阀的状态。所有电磁阀采用三位五通式，未通电时阀芯处于中间位置，线圈的通电时间设定为1.5秒。如图3所示：在自动模式下按下开始按钮X1，触发辅助继电器M0并自锁，进而通过辅助继电器M1形成1.5秒（T0）的执行时间给继电器Y0，进而通过电磁阀驱动气缸推进；在老化作业结束后按下停止按钮X2，通过辅助继电器M2形成1.5秒（T1）的执行时间给继电器Y1，进而通过电磁阀驱动气缸退回。当气缸保持在推进状态时，说明PCB驱动板与OLED器件接触，取其状态为M8。

图3　控制治具进退的梯形图Fig.3 Ladder diagram for jig controlling

手动模式仅靠手动按钮X3单独控制气缸进退，程序通过INCP指令对寄存器D0赋值，使其对应不同的控制状态，同样达到控制气缸的效果。寄存器D0的初始值为K0（D0=K0），当手动按钮触发，D0的值自加（D0=K1），此时通过电磁阀驱动气缸推进的同时输出时间继电器T2，T2持续1.5秒（电磁阀执行时间）后将K2赋值给D0（D0=K2）；当再次按下手动按钮后，INCP指令使寄存器D0自加（D0=K3），此时通过电磁阀驱动气缸退回的同时输出时间继电器T3，T3持续1.5秒后将K0赋值给D0（D0=K0），此时完成了一个程序循环，D0恢复到初始状态，即手动模式完成了复位。

（2）老化温度的控制。如图4所示，在舱门关闭的信号X4输入的前提下，按下始按钮X1时即开始加热，当达到设定温度时，来至温控器的信号X005接通，取该信号的上升沿为M3，下降沿为M5，老化温度的维持状态为M4，并锁定老化温度的启动状态M6。程序根据输入的温度状态来控制固态继电器Y2，进而控制加热器的工作状态以维持舱内处于老化温度。

在OLED器件与治具处于正常接通（M8），舱内处于老化温度（M6）且老化时间未结束（X6）的情况下，PLC向上位PC机反馈舱体内部处于正常老化运行的信号Y3。此时上位机即刻发出指令，启动老化信号发生器通过PCB板输出特定电压或电流给OLED器件。

图4　控制老化温度的梯形图Fig.4 Ladder diagram for aging temperature

图5　控制警示信号的梯形图Fig.5 Ladder diagram for warning signals

（3）警示信号的控制。如图5所示，当发生事故或操作人员按下急停开关X0时，红色警示灯Y4处于常亮状态；当老化机处于运行状态时，舱门中途就被打开，红色警示灯处于闪烁亮状态。当系统处于老化停止状态且未按下急停开关X0时，黄色警示灯Y5处于常亮状态；在老化机处于运行状态且在设定温度下运行时，黄色警示灯处于闪烁亮状态。当老化机一旦处于开启状态且舱体内在加热升温中时，绿色警示灯Y6处于闪烁状态；在达到正常老化状态且收到上位PC机发出电控老化信号输出时，绿色警示灯就会停止闪烁并一直处于常亮状态。

在设定的老化温度时间结束后，蜂鸣器Y7发出持续5秒的脉冲报警（M7），提示操作人员本批次器件的老化作业已经完成；当舱体内处于正常老化状态（Y3）但老化信号发生器（X7）并未输出，蜂鸣器会一直发出脉冲报警直到这个异常情况被处理；如果在老化作业中出现异常状况，操作人员按下急停键X0，蜂鸣器即一直处于报警状态直到操作者按下停止开关X2。

3　结束语

本文基于OLED的老化工艺要求，分析了老化机系统的控制结构，设计出适用于实际生产作业的PLC程序（梯形图）。该程序简洁实用，操作人员只需通过简单操作即可完成对老化机的机械、温度、电信号输出的控制，并且对设备各种状态均有警示输出，确保了设备使用的安全性。

［1］张新稳，胡琦.有机电致发光器件的稳定性［J］.物理学报，2012，20.

［2］向欣，任海，黄俊，等.一种OLED老化扩展系统［P］.中国：2014201 14805，4.2014/10/22.

［3］宋伯生.PLC编程实用指南［M］.北京：机械工业出版社，2006.

［4］张还.三菱FX系列PLC控制系统设计与应用实例［M］.北京：中国电力出版社，2011.

PLC Program Design for OLED Aging Machine

XIANG Xin
（Sichuan CCO Display Technology Co.，Ltd.，Chengdu Sichuan 611731，China）

Aging machine is a key processing equipment in OLED manufacturing.In this paper，the control structure of aging system is analyzed and the PLC program（Ladder）is designed on the base of the aging technology.This program is simple，practical and the aging work can be completed with easy operation.Besides，those different kinds of alarm signals can be used for the safe running of the machine.

OLED；aging machine；PLC；program design

TB47

A

10.3969/j.issn.1002-6673.2015.06.044

1002-6673（2015）06-123-03

2015-09-16

向欣（1981－），男，在职研究生，工程师。主要研究方向：机械自动化、工业工程，申请专利四十余项。