Solução Advantech fornece monitoramento de parâmetros de processo em tempo real para motores de passo de plantas de painel

Introdução

No entanto, os motores de passo são propensos a variações de parâmetros após um tempo de execução prolongado. Sem um sistema de feedback em tempo real para responder aos parâmetros do processo, os fabricantes que produzem painéis 24 horas por dia estarão sempre ocupados com problemas como defeitos de retrabalho ou em colocar a produção em espera para solução de problemas.

Além disso, embora os motores de passo possam ser configurados com instrumentos de medição para verificar sinais e parâmetros, esses osciloscópios só podem fornecer dados de forma de onda como imagens, o que é inadequado para usuários em análise de parâmetros e otimização de processos. Se amplamente instalados em fábricas, os caros instrumentos de medição também aumentarão muito os custos de fabricação.

A solução completa da Advantech, com software e hardware, oferece monitoramento de parâmetros de processo em tempo real para motores de passo. Com uma placa de captura de dados precisa, um computador industrial estável e software de monitoramento sem necessidade de codificação, os fabricantes de painéis podem instalar sistemas de monitoramento em tempo real com ótima relação entre preço versus desempenho e encontrar variações de parâmetros o mais rápido possível para melhorar a taxa de rendimento do produto e eficiência de produção.

Requisitos de sistema

Como ninguém monitora durante a produção, qualquer variação de parâmetro que ocorra nesse período será freqüentemente negligenciada até a inspeção do produto acabado ou semiacabado. O resultado é invariavelmente uma grande quantidade de defeitos que requerem reprocessamento ou sucateamento, aumentando o custo de fabricação. A reputação da empresa pode até ser severamente afetada se a entrega atrasar.

Considerando o alto preço dos instrumentos de medição, o fabricante do painel decidiu adquirir software e hardware para construir sozinho um sistema de monitoramento em tempo real para reduzir custos. O sistema captura os principais parâmetros que afetam o processo por meio dos sensores de passo e descobre problemas de variação de parâmetro mais cedo por meio do monitoramento constante.

Descrição do sistema

• Software de visualização de dados simples para apoiar a carga de trabalho de desenvolvimento dos designers de sistema e acelerar a implementação.
• Exibição dos dados capturados como imagens de forma de onda, com todos os dados do canal na mesma figura.
• Oferecer configuração de alarme de limite superior e inferior e envio de alerta para informar quaisquer anomalia de parâmetro imediatamente.
• Fazer upload de dados para o banco de dados diariamente para análise por sistemas de TI superiores para melhorar o processo de manufatura.
• Placa de captura de dados multicanal para coletar os 40 sinais de cada passo. 
• Taxa de coleta de 1.000 S / s para garantir a precisão dos dados.
• Computador industrial compacto para caber em um espaço de instalação limitado.

Implementação de projeto

A solução funciona instalando o MIC-7500, contendo o DAQNavi/MCM e placa PCI-1747U, ao lado dos motores de passo da linha de produção, onde os sinais dos sensores são coletados de forma rápida e contínua. Os dados são armazenados temporariamente no computador e podem ser carregados diariamente para o banco de dados conforme necessário, onde o sistema de gerenciamento de processos da planta pode usá-los para análise. Os dados coletados serão calculados e os principais parâmetros que afetam o processo exibidos como formas de onda. Os gerentes podem então comparar os dados com os limites de alarme predefinidos e saber se os parâmetros foram alterados, notificando a linha de produção para o ajuste em tempo hábil. 

O produto principal de toda a solução é o DAQNavi/MCM, que permite ao usuário coletar e analisar os sinais do sensor sem codificação e que exibe os dados como uma forma de onda dinâmica, igual a um osciloscópio. Os usuários também podem escolher como os dados visualizados são apresentados de acordo com seus próprios requisitos. Neste projeto, por exemplo, todos os dados do canal estão na mesma imagem para facilitar o monitoramento. Além disso, a ferramenta de medição do cursor pode exibir as medições na posição do cursor do mouse, auxiliando o gerente a observar as mudanças de sinal. 

A função de extração de recursos do DAQNavi/MCM oferece vários algoritmos de pré-processamento de dados que transformam grandes quantidades de dados em informações úteis. Por exemplo, este projeto requer valores máximos, valores médios e valores mínimos para definir os limites de alarme, mas os engenheiros podem concluir isso facilmente por meio da configuração do software. O software também envia constantemente notificações para informar os gerentes sobre ocorrências anormais.

Além dos dados de visualização, o DAQNavi/MCM oferece funções de armazenamento de dados, pesquisa, comparação e exibição de reprodução que auxiliam na análise de otimização do processo. A função de interpretação permite ao usuário programar expressões lógicas simples para posterior tomada de decisão com os autovalores extraídos. 

Quanto ao hardware, os 64 canais fornecidos pela PCI-1747U-AE são mais do que adequados para os 40 sinais a serem coletados neste projeto. Taxas de amostragem de até 250 kS / s também recriam formas de onda mais precisas e reduzem a distorção. O MIC-7500 possui processadores de alto desempenho que fornecem amplo desempenho de computação. Seu design compacto ocupa pouco espaço, facilitando a instalação em áreas com espaço limitado. As tecnologias Advantech i-Modules e iDoor são suportadas para uma expansão flexível da interface de I/O. Neste projeto, o módulo MIC-75M11 foi selecionado para slots PCI adicionais para instalar placas de captura de dados.

• DAQNavi/MCM: Software de monitoramento de condição da máquina
• PCI-1747U: Placa PCI universal de entrada analógica de 250 kS / s, 16 bits, 64 canais
• MIC-7500: Sistema sem ventilador compacto com processador Intel Core i de 6ª geração

Diagrama do sistema

Conclusão

A solução de monitoramento em tempo real da Advantech para motores de passo de planta de painel é uma solução abrangente com ótima relação de preço versus desempenho que fornece todo o software e hardware necessários, desde a coleta de sinal básico até a computação e upload de dados. Além de capturar sinais com precisão, o projeto pode ser configurado em um curto espaço de tempo com apenas algumas etapas com o conveniente DAQNavi/MCM e é facilmente aplicado a outros equipamentos para implementação em massa.

Depois de concluir a prova de conceito (PoC), o cliente do projeto apresentou a solução da Advantech para todas as zonas de fotolitografia e até mesmo duplicou a aplicação em suas três fábricas de painéis em Taiwan. Com o monitoramento e gerenciamento dos parâmetros do processo de fotolitografia em tempo real, a taxa de rendimento e a eficiência da fabricação de painel aumentaram significativamente.

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