Վակուումային ծածկույթների սարքավորումների ավտոմատացված կառավարման զարգացման միտումները

Asվակուումային ծածկույթի տեխնոլոգիաշարունակում է ընդլայնվել կիսահաղորդիչների, ֆոտովոլտային էներգիայի, ավտոմոբիլային բաղադրիչների, օպտիկական սարքերի, էկրանների, ճշգրիտ գործիքների, դեկորատիվ սարքավորումների և առաջադեմ ֆունկցիոնալ նյութերի ոլորտում, ծածկույթային սարքավորումների նկատմամբ պահանջները զգալիորեն փոխվում են: Հաճախորդներին այլևս չի հետաքրքրում միայն այն, թե արդյոք մեքենան կարող է որոշակի թաղանթ նստեցնել: Նրանք ավելի ու ավելի են գնահատում, թե արդյոք սարքավորումները կարող են պահպանել գործընթացի կայունությունը, ապահովել խմբաքանակի համապատասխանությունը, աջակցել արտադրության հետագծելիությանը, ինտեգրվել գործարանի կառավարման համակարգերի հետ և հուսալիորեն աշխատել երկարացված արտադրական ցիկլերի ընթացքում:

Այս ֆոնի վրա, ավտոմատացված կառավարումը դարձել է վակուումային ծածկույթների սարքավորումների ընդհանուր աշխատանքը որոշող հիմնական տեխնոլոգիաներից մեկը: Զարգացման ուշադրությունը աստիճանաբար տեղափոխվում է հիմնական հաջորդականության կառավարումից դեպի ինտեգրված գործընթացների կառավարում, տվյալների վրա հիմնված օպտիմալացում, ինտելեկտուալ շահագործում և սպասարկում, ինչպես նաև գործարանային մակարդակի կապակցվածություն:

Անկախ հաջորդականության կառավարումից մինչև ինտեգրված համակարգի համակարգում

Վակուումային ծածկույթների վաղ շրջանի սարքավորումները հիմնականում հիմնված էին ծրագրավորվող տրամաբանական կարգավորիչների, ռելեների և անկախ կառավարման մոդուլների վրա՝ կատարելու հիմնական գործողություններ, ինչպիսիք են վակուումային պոմպը, փականների անջատումը, հիմքի պտույտը, տաքացումը, գազի մուտքը և էլեկտրամատակարարման ակտիվացումը: Այս ճարտարապետությունը կարող էր բավարարել համեմատաբար պարզ արտադրական պահանջները, սակայն առանձին ենթահամակարգերը հաճախ կառավարվում էին առանձին, ինչը հանգեցնում էր տվյալների սահմանափակ փոխանակման և գործընթացի պարամետրերի միջև անբավարար համակարգման:

Ժամանակակից վակուումային ծածկույթների համակարգերը ավելի ու ավելի են ընդունում բաշխված կառավարման ճարտարապետություն, որը համատեղում է PLC-ները, արդյունաբերական համակարգիչները, շարժման կարգավորիչները, ինտելեկտուալ գործիքները և մարդ-մեքենա ինտերֆեյսները: Վակուումային համակարգը, ծածկույթի սնուցման աղբյուրները, զանգվածային հոսքի կարգավորիչները, հիմքի թեքման միավորները, ջեռուցման մոդուլները, սառեցման սխեմաները, փոխանցման մեխանիզմները և թաղանթի հաստության մոնիթորինգի սարքերը ինտեգրված են միասնական կառավարման հարթակում:

Սա թույլ է տալիս համակարգին համակարգել պոմպային հաջորդականությունները, գազի հոսքը, խցիկի ճնշումը, նպատակային հզորությունը, հիմքի ջերմաստիճանը, շեղման լարումը, նստեցման ժամանակը և տեղափոխման արագությունը՝ համաձայն նախապես սահմանված գործընթացի բաղադրատոմսերի: Մեկուսացված հրամաններ կատարելու փոխարեն, կառավարման համակարգը կառավարում է ամբողջ ծածկույթի ցիկլը որպես փոխկապակցված գործընթաց:

Անվտանգության կողպեքները նույնպես դառնում են ավելի համապարփակ: Համակարգը անընդհատ վերահսկում է խցիկի ճնշումը, սառեցնող ջրի հոսքը, էլեկտրամատակարարման վիճակը, դռան դիրքը, գազի ճնշումը, նպատակային ջերմաստիճանը, շարժիչի ծանրաբեռնվածությունը և աննորմալ աղեղային իրադարձությունները: Երբ պարամետրը գերազանցում է թույլատրելի աշխատանքային միջակայքը, սարքավորումները կարող են ավտոմատ կերպով կասեցնել գործընթացը, անջատել համապատասխան էլեկտրամատակարարումը, անջատել գազի մատակարարումը կամ մտնել անվտանգ աշխատանքային վիճակի: Սա նվազեցնում է սարքավորումների վնասման, ծածկույթի թերությունների և օպերատորի սխալի ռիսկը:

Փակ ցիկլի կառավարումը դառնում է գործընթացների կայունության բանալին

Քանի որ ծածկույթների կիրառությունները տեղափոխվում են դեպի ավելի բարակ թաղանթներ, ավելի բարդ բազմաշերտ կառուցվածքներ և ավելի խիստ աշխատանքային հանդուրժողականություններ, միայն ֆիքսված գործընթացի ժամանակի և նախապես սահմանված հզորության վրա հիմնված բաց ցիկլի կառավարումը այլևս բավարար չէ: Ավտոմատացման զարգացման հաջորդ փուլը կենտրոնացած է փակ ցիկլի գործընթացի կառավարման վրա:

Փակ ցիկլային համակարգում այնպիսի պարամետրեր, ինչպիսիք են խցիկի ճնշումը, ռեակտիվ գազի մասնակի ճնշումը, նստեցման արագությունը, թաղանթի հաստությունը, օպտիկական կատարողականությունը, հիմքի ջերմաստիճանը և նպատակային լարումը, կարող են վերահսկվել իրական ժամանակում: Այնուհետև կառավարման համակարգը ավտոմատ կերպով կարգավորում է գազի հոսքը, փոշիացման հզորությունը, գոլորշիացման արագությունը, հիմքի թեքությունը կամ տեղափոխման արագությունը՝ չափված արդյունքների համաձայն:

Օրինակ՝ ռեակտիվ մագնետրոնային փոշիացման դեպքում գործընթացը պետք է մնա կայուն աշխատանքային պատուհանի սահմաններում՝ թիրախի մետաղական ռեժիմի և թունավորված ռեժիմի միջև: Ռեակտիվ գազի հոսքի, պոմպի արագության, թիրախի վիճակի կամ խցիկի պատի վիճակի փոքր տատանումները կարող են զգալի փոփոխություններ առաջացնել նստեցման արագության, թաղանթի կազմի, օպտիկական հատկությունների և էլեկտրական կատարողականության մեջ: Համատեղելով ճնշման կառավարումը, պլազմային արտանետումների մոնիթորինգը, էլեկտրամատակարարման հետադարձ կապը և բարձր ճշգրտությամբ զանգվածային հոսքի կարգավորումը՝ համակարգը կարող է դինամիկ կերպով փոխհատուցել գործընթացի տատանումները և բարելավել ծածկույթի կրկնելիությունը:

Օպտիկական ծածկույթների սարքավորումներում քվարցային բյուրեղների մոնիթորինգը, օպտիկական մոնիթորինգը և նստեցման արագության հետադարձ կապը կարող են ինտեգրվել գոլորշիացման աղբյուրի կամ փոշիացման էլեկտրամատակարարման հետ: Սա հնարավորություն է տալիս ավելի ճշգրիտ կառավարել առանձին շերտերի հաստությունները բազմաշերտ օպտիկական կույտերում: Անընդհատ գծային ծածկույթների համակարգերում թաղանթի հաստությունը և միատարրությունը կարող են նաև կարգավորվել կաթոդի հզորության, գազի բաշխման, հիմքի փոխադրման արագության և թիրախից հիմք երկրաչափության համակարգված կառավարման միջոցով:

Փակ ցիկլով կառավարման նպատակը պարզապես համակարգն ավելի ավտոմատացնելը չէ։ Դրա հիմնարար արժեքն է նվազեցնել օպերատորի փորձից կախվածությունը և գործընթացի վերաբերյալ գիտելիքները վերածել չափելի, կրկնվող և հետևելի կառավարման տրամաբանության։

Բաղադրատոմսերի կառավարումը և տվյալների հետևողականությունը շարժվում են դեպի գործարանային մակարդակի ինտեգրում

Գործընթացի բաղադրատոմսի կառավարումը դարձել է ժամանակակից վակուումային ծածկույթների սարքավորումների էական գործառույթ: Ամբողջական բաղադրատոմսը կարող է պարունակել տասնյակ կամ նույնիսկ հարյուրավոր պարամետրեր, ներառյալ պոմպային փուլերը, հիմքի ճնշման պահանջները, գազի հոսքի կարգավորումները, հզորության աճի կորերը, հիմքի տաքացման պրոֆիլները, շեղման ծրագրերը, նստեցման ժամանակը, շերտերի հաջորդականությունը, սառեցման պայմանները և բեռնաթափման չափանիշները:

Առաջադեմ կառավարման համակարգերը ապահովում են բաղադրատոմսի տարբերակի կառավարում, օգտատիրոջ լիազորում, պարամետրերի փոփոխության գրառումներ և արտադրության խմբաքանակի կապում: Օպերատորները կարող են անմիջապես կանչել հաստատված բաղադրատոմսը, մինչդեռ կարևոր պարամետրերի չարտոնված փոփոխությունը կարող է սահմանափակվել: Գործընթացի ցանկացած փոփոխություն կարող է գրանցվել օգտատիրոջ անունով, ժամանակով, փոփոխված արժեքով և փոփոխության պատճառաբանությամբ:

Միևնույն ժամանակ, սարքավորումների տվյալները ավելի ու ավելի են կապվում արտադրական կատարողական համակարգերի, վերահսկողական կառավարման համակարգերի և ձեռնարկությունների տվյալների հարթակների հետ։ Հաղորդակցության մեթոդները աստիճանաբար անցում են կատարում սեփական ինտերֆեյսներից դեպի ստանդարտացված արդյունաբերական արձանագրություններ։

OPC UA-ն ապահովում է հարթակից անկախ շրջանակ՝ սարքավորումների, կառավարման համակարգերի և ձեռնարկությունների ծրագրերի միջև անվտանգ և հուսալի հաղորդակցության համար: Այն աջակցում է կառուցվածքային տեղեկատվության մոդելավորմանը, նույնականացմանը, կոդավորմանը և տվյալների ամբողջականության պաշտպանությանը, ինչը այն հարմար է դարձնում սարքավորումներից սարքավորումներ և սարքավորումներից գործարան ինտեգրման համար:

Կիսահաղորդիչների և առաջադեմ էլեկտրոնային արտադրության մեջ SECS/GEM, GEM300 և սարքավորումների տվյալների ձեռքբերման ստանդարտները լայնորեն օգտագործվում են սարքավորումների հաղորդակցությունը, հեռակառավարման հրամանների կատարումը, նյութերի հետևումը, տագնապի մասին հաղորդագրությունները և մեծ ծավալի գործընթացային տվյալների ձեռքբերումը ապահովելու համար: Էլեկտրոնային ադապտացիայի (ԷԴԱ) զարգացումը, որը հայտնի է նաև որպես Interface A, արտացոլում է արդյունաբերության աճող պահանջարկը կառուցվածքային և բարձր թողունակությամբ սարքավորումների տվյալների նկատմամբ՝ ավանդական իրադարձությունների և կարգավիճակի հաղորդակցությունից այն կողմ:

Վակուումային ծածկույթների սարքավորումների արտադրողների համար այս հաղորդակցման ստանդարտների հետ համատեղելիությունը գնալով ավելի կարևոր կդառնա, մասնավորապես ավտոմատացված կիսահաղորդչային, ֆոտովոլտային, էկրանային, մարտկոցային և բարձրակարգ օպտիկական արտադրական գծերում։

Տվյալների վրա հիմնված գործընթացների օպտիմալացում և ինտելեկտուալ սպասարկում

Վակուումային ծածկույթի սարքավորումների մեջ ավելի շատ սենսորների ինտեգրման շնորհիվ, կառավարման համակարգը կարող է հավաքել մեծ ծավալի գործառնական տվյալներ, ներառյալ պոմպի իջեցման կորերը, ճնշման տատանումները, գազի սպառումը, հզորության ալիքային ձևերը, աղեղի հաճախականությունը, նպատակային օգտագործումը, հիմքի ջերմաստիճանը, սառեցման ջրի պայմանները, փականի արձագանքման ժամանակը, շարժիչի հոսանքը և ծածկույթի ցիկլի տևողությունը։

Այս տվյալների արժեքը կայանում է ոչ միայն պահպանման մեջ, այլև դրանց՝ խափանումների հայտնաբերմանը, գործընթացների օպտիմալացմանը և սարքավորումների վիճակի գնահատմանը նպաստելու կարողության մեջ։

Պատմական շահագործման տվյալները վերլուծելով՝ համակարգը կարող է հայտնաբերել աննորմալ միտումները՝ նախքան խափանումը տեղի ունենալը: Պոմպի անջատման ժամանակի աստիճանական աճը կարող է վկայել խցիկի աղտոտման, կնքման վատթարացման, վակուումային պոմպի աշխատանքի անկման կամ փոքր արտահոսքի կետի մասին: Աղեղի հաճախականության աճը կարող է կապված լինել թիրախի թունավորման, մակերեսային աղտոտման, անկայուն ռեակտիվ գազի կառավարման կամ աննորմալ էլեկտրամատակարարման պայմանների հետ: Շարժիչի հոսանքի կամ թրթռման փոփոխությունները կարող են վկայել փոխանցման տուփի բաղադրիչների կամ հիմքի ամրակների մաշվածության մասին:

Սա հնարավորություն է տալիս անցում կատարել պլանային սպասարկումից վիճակի վրա հիմնված և կանխատեսողական սպասարկման: Բաղադրիչները միայն ֆիքսված ժամանակային ընդմիջումներով փոխարինելու փոխարեն, սպասարկումը կարող է կազմակերպվել սարքավորումների իրական վիճակի, գործընթացի կայունության և բաղադրիչների կատարողականի միտումների հիման վրա:

Խելացի արտադրության հետազոտությունները գնալով ավելի շատ են համատեղում գործընթացների կառավարումը կանխատեսումների, ախտորոշման, սարքավորումների առողջության կառավարման, արդյունաբերական արհեստական ​​բանականության և անվտանգ միացված համակարգերի հետ։ Այնուամենայնիվ, վակուումային ծածկույթների ոլորտում արդյունաբերական արհեստական ​​բանականությունը չպետք է ընկալվի որպես գործընթացների ինժեներներին ամբողջությամբ փոխարինող։ Դրա ավելի գործնական դերը պարամետրերի կորելյացիայի վերլուծությանը, անոմալիաների հայտնաբերմանը, սպասարկման առաջարկություններին, գործընթացի պատուհանի նույնականացմանը և որակի կանխատեսմանը նպաստելն է։

Առավել արժեքավոր կիրառությունները կլինեն այն կիրառությունները, որոնք համատեղում են ծածկույթի գործընթացի վերաբերյալ գիտելիքները հուսալի սարքավորումների տվյալների հետ: Առանց հստակ սահմանված գործընթացային մեխանիզմների, տրամաչափված սենսորների և ստանդարտացված տվյալների, զուտ ալգորիթմային օպտիմալացումը կարող է հանգեցնել անկայուն կամ դժվար բացատրելի արդյունքների:

Թվային երկվորյակներ և վիրտուալ շահագործում

Ակնկալվում է, որ թվային երկվորյակների տեխնոլոգիան կդառնա վակուումային ծածկույթների սարքավորումների ավտոմատացման մեկ այլ կարևոր ուղղություն: Թվային երկվորյակը պարզապես եռաչափ սարքավորումների մոդել չէ: Այն վիրտուալ ներկայացում է, որը համատեղում է սարքավորումների կառուցվածքը, կառավարման տրամաբանությունը, գործընթացի պարամետրերը, շահագործման տվյալները և սիմուլյացիոն մոդելները:

Սարքավորումների մշակման ընթացքում ինժեներները կարող են օգտագործել վիրտուալ շահագործման հանձնումը՝ պոմպային հաջորդականությունները, փականների տրամաբանությունը, շարժման ուղիները, անվտանգության կողպեքները, բաղադրատոմսերի կատարումը և աննորմալ պայմանների կառավարումը ստուգելու համար, նախքան ֆիզիկական սարքավորումների լրիվ հավաքումը: Սա օգնում է բացահայտել կառավարման կոնֆլիկտները և նախագծային սխալները նախագծի վաղ փուլում:

Արտադրության ընթացքում թվային երկվորյակը կարող է իրական ժամանակի տվյալներ ստանալ ֆիզիկական սարքավորումներից և արտացոլել դրա աշխատանքային վիճակը: Գործընթացային մոդելների և պատմական տվյալների հետ համատեղ այն կարող է աջակցել հեռակա ախտորոշմանը, կատարողականի վերլուծությանը, սպասարկման պլանավորմանը, օպերատորների վերապատրաստմանը և գործընթացների օպտիմալացմանը: Թվային երկվորյակները ավելի ու ավելի հաճախ են օգտագործվում արդյունաբերական ակտիվների և արտադրական համակարգերի մոդելավորման, կանխատեսման, վերահսկման և օպտիմալացման համար իրենց ողջ կյանքի ցիկլի ընթացքում:

Բարդ վակուումային ծածկույթների համակարգերի, մասնավորապես բազմախցիկ գծային արտադրական գծերի, գլանափաթեթային ծածկույթների համակարգերի, կիսահաղորդչային ծածկույթների հարթակների և բազմաշերտ օպտիկական ծածկույթների սարքավորումների համար, թվային երկվորյակները կարող են օգնել համակարգել վակուումային աշխատանքը, նյութի հոսքը, նստեցման գործընթացները և արտադրության ժամանակը մեկ վիրտուալ միջավայրում։

Կիբերանվտանգությունը և հեռավար սպասարկումը կդառնան սարքավորումների հիմնական հնարավորություններ

Քանի որ վակուումային ծածկույթների սարքավորումները դառնում են ավելի կապված, կիբերանվտանգությունը այլևս չի կարող դիտարկվել որպես լրացուցիչ տեղեկատվական տեխնոլոգիական գործառույթ: Հեռակա սպասարկումը, ամպային տվյալների վերլուծությունը, գործարանային ցանցը և սարքավորումներից MES կապը մեծացնում են հնարավոր մուտքի կետերի քանակը:

Ապագա կառավարման համակարգերը կարիք կունենան ավելի հստակ սահմանված օգտատիրոջ դերերի, մուտքի թույլտվությունների, հաղորդակցության կոդավորման, վկայականների կառավարման, շահագործման գրանցամատյանների, անվտանգ հեռակա միացումների, ծրագրային ապահովման տարբերակների կառավարման և պահուստավորման մեխանիզմների: Կառավարման ցանցը պետք է նաև պատշաճ կերպով առանձնացված լինի գրասենյակային և հանրային ցանցերից:

Արդյունաբերական կառավարման համակարգի անվտանգությունը կենտրոնանում է սարքավորումների մատչելիության, գործընթացների ամբողջականության, գործառնական անընդհատության և արտադրական տվյալների պաշտպանության վրա: Անվտանգ ներդրումը պահանջում է ինչպես տրամաբանական մուտքի վերահսկողություն, այնպես էլ ֆիզիկական պաշտպանություն, ինչպես նաև արդյունավետ հայտնաբերման և արձագանքման մեխանիզմներ:

Հեռակա ծառայությունը կշարունակի զարգանալ, սակայն այն կանցնի էկրանի պարզ համատեղ օգտագործումից դեպի անվտանգ ախտորոշիչ հարթակներ: Սարքավորումների մատակարարները կկարողանան հեռակա կարգով վերանայել տագնապի գրառումները, գործընթացների միտումները, համակարգի կարգավիճակը և բաղադրիչների առողջության տվյալները, մինչդեռ մուտքը կմնա լիազորված, ժամանակի սահմանափակմամբ և հետևելի:

Վակուումային ծածկույթների սարքավորումների ավտոմատացված կառավարումը զարգանում է մեքենայի հիմնական շահագործումից դեպի գործընթացների, տվյալների, որակի և սարքավորումների կյանքի ցիկլի արդյունավետության համապարփակ կառավարում։

Ապագայի համակարգերը ավելի մեծ շեշտադրում կդնեն մոդուլային ծրագրային ճարտարապետության, ստանդարտացված հաղորդակցման ինտերֆեյսների, փակ ցիկլի գործընթացների կարգավորման, բարձր հաճախականության տվյալների ձեռքբերման, ինտելեկտուալ խափանումների ախտորոշման, թվային երկվորյակների, էներգիայի կառավարման և կիբերանվտանգության վրա: Կառավարման հարթակը ոչ միայն կորոշի, թե արդյոք սարքավորումները կարող են աշխատել ավտոմատ կերպով, այլև արդյոք դրանք կարող են պահպանել կայուն թաղանթի որակը, հարմարվել բազմաթիվ ապրանքների, ինտեգրվել ավտոմատացված գործարաններում և աջակցել արտադրության երկարաժամկետ օպտիմալացմանը:

Վակուումային ծածկույթների սարքավորումների արտադրողների համար մրցունակությունն ավելի ու ավելի կախված կլինի մեխանիկական նախագծման, վակուումային տեխնոլոգիայի, ծածկույթների գործընթացների, էլեկտրական կառավարման, ծրագրային ապահովման ինժեներիայի, տվյալների վերլուծության և արդյունաբերական հաղորդակցության ստանդարտների ինտեգրման ունակությունից։

Հետևաբար, ավտոմատացումը այլևս չի լինի վակուումային ծածկույթների սարքավորումների միայն օժանդակ գործառույթ: Այն կդառնա հիմնական հնարավորություն, որը կապում է ծածկույթների տեխնոլոգիան ինտելեկտուալ արտադրության հետ և որոշում, թե արդյոք առաջադեմ ծածկույթների գործընթացները կարող են լաբորատոր մշակումից տեղափոխվել կայուն, արդյունավետ և հետևելի զանգվածային արտադրության:

- Այս հոդվածը հրապարակվել էվակուումային ծածկույթների սարքավորումների արտադրողՉժենհուա Վակուում