PLC 在8.5代TFT-LCD项目FMCS中的应用

□杨峰 安徽省合肥市合肥京东方显示技术有限公司

一、 FMCS 概述 传统的石油、化工、冶金等行业，自动化控制系统一般都是各自车间配备专门一套 DCS、PLC控制系统；而在 TFT-LCD行业，由于控制区域广、调节系统多、管理方式 集中等原因，需要利用成熟的 PLC系统在同一个系统平台下 满足大型电子工业厂房集中监控的要求，于是FMCS便由传 统的 PLC扩展而来。 二、 FMCS 功能介绍 FMCS（Facility Management Control System）-厂务监控系统，主要功能包括两个方面： 1、PLC 控制功能 a、洁净室控制系统维持无尘室的洁净度、 温度、湿度、 压力、新风量等参数，为生产提供安全可靠的环境。监控对 象有空调新风机组、排风机组、 洗涤塔、干盘管、 FFU、 FAB 内的压力、温度、湿度等。 b、冷冻水控制系统为空调、 盘管、 热交换器等一系列 设施提供冰水。它主要监控对象为冷冻机、 水泵、 水温、【摘要】 本文以国内最大的8.5代TFT-LCD工厂FMCS为实列，介绍传统PLC产品在建造超大型电子工厂厂务系统中的整合应用。 【关键词】 PLC FMCS TFT-LCD 厂务系统，如：电力监控SCADA系统、工艺真空系统、清扫真空系统、压缩空气系统、纯水制备系统、废水处理系 统、大宗气体系统、特气系统、化学品供应系统、酸碱毒废 气处理系统、有机废气处理系统、一般排风、工艺冷却水、 POU、特气侦测系统、以及重要单机设备参数的采集监控。 三、FMCS 的特点 通过上面的介绍，可以看出FMCS在完成常规PLC控制以外，需要集成众多子系统，所以此系统要求具有稳定性强、 数据吞吐量大、集成度高的特点，以实现传统工业自动化到 适应未来电子制造控制的提升，其主要特点如下： 1、自身控制系统：本项目TFT-LCD 8.5代线的生产工 艺相当先进，厂房的规模大，对生产环境求愈加苛刻，需保证洁净间环境以保证产品良率，厂务系统所控制的洁净室的 温湿度（设计要求无尘室的温度变化在±2℃，相对湿度的 变化在 ±5%），水系统的温度、压力、流量要求也极为严 格，不允许任何大的波动，因此此次采用了罗克韦尔高端的 ControlLogix-1756 系列PLC来完成洁净间、水系统的控制。图 1 网络系统架构 流量、管道压力、 阀门、 及其它设 备。 c、冷却水控制 系 统 包 括 冷 却 塔 通 过 冷 却 水 的 循 环 将 冷 冻 机 与 压 缩 机 产 生 的 热 量 排 放 到 外 部 环 境中。为确保生产 要求，要对供水压力与流量、冷却水 水温进行控制。 d、热水控制 系 统 对 热 水 系 统 监 控 主 要 涉 及 空 压 机热 回 收 利 用 温 度 控 制 和 燃 气 锅 炉 的 通 信、 水 温、水泵、热水的 压力监控。 2、其它子系统的接入 基 于 PLC 光 纤 环 网 接 入 其 他

控制器采用传统的电源、PLC 控制器、通讯等硬冗余，以确保高可靠性。

2、网络结构：FMCS 依托PLC 固有网络采用分层分布式结构的监控系统，按控制级别分为四层：

a、第一层为现场设备层，包括各类温度、压力、流量、物位、成份等仪表及调节阀、变频器，实现对现场仪表数据的采集和执行机构的闭环控制。

b、第二层为控制层，采用罗克韦尔设计的ControlNet 网络，用以连接PLC 控制器到远程IO 站，此主干网设计为双线冗余，A、B 网同时传送实时可靠的现场设备层数据。当故障发生时，网络可实现无扰动、无滞后的自动切换，同时产生诊断信息显示通道故障。ControlNet 的千米传输速率为5Mbps。该层包括可完成单元层操作的软件和硬件，实现对底层设备的数据采集，下发控制命令，监视现场控制情况的功能。控制网ControlNet 的冗余配置，采用不同路径的冗余网络配置，ControlLogix 同时侦听两条网络上的信息，而选择其中信息质量更好的网络信息，极大地提高了网络的可靠性，其具有以下特点：

c、第三层为信息层：采用EtherNet/IP 工业以太网，为环形拓扑结构，网络的传输速率设计为 1000Mbps，此网络不但接入控制层所有PLC 控制器以外，还利用网络余量接入第三方子系统，此层网络的稳定性和扩展性极为重要，主要用单模光纤与管理级交换机构成。

d、第四层为管理层：该层分为现场子系统管理和全厂管理，管理层包括操作站、工程师站、冗余主服务器、冗余OPC 服务器、数据库服务器等，全厂管理是监视和管理中心， 负责整个系统协调运行和综合管理。（图1）

四、FMCS 配置说明

FMCS 系统采用罗克韦尔自动化公司的14 套冗余的ControlLogix 控制器、配套121 台Remote ControlLogix IO 站、冗余机架及冗余I/O 电源、冗余的控制网络ControlNet、9785 个I/O 信号硬点来实现；在各个分厂配有14 套PLC 控制盘柜的VersaView 触摸屏上设置1 台操作员站；FMCS 控制室设6 台冗余的HMI 服务器，2 台冗余OPC 服务器、1 台HISTORIAN 实时历史数据库服务器，1 台PEMS 能源管理服务器，2 台工程师站、11 台操作员站，其中6 台操作员站作为自身洁净间、水系统的控制，另外5 台操作员站兼做工艺冷却水、酸碱有毒排气、有机排气、一般工艺设备排气、POU 这五套独立控制子系统的工程师站，其它子系统与重要单机设备参数皆由OPC、Modbus 完成数据采集。

五、结语