基于PLC的太陽能清洗機(jī)系統(tǒng)控制

1、前 言4第1章 概 述61.1 PLC的發(fā)展歷程6 1.2 PLC的應(yīng)用6第2章 太陽能硅片清洗機(jī)介紹7第3章 太陽能硅片清洗機(jī)PLC的選擇73.1 PLC應(yīng)用可行性及優(yōu)越性73.2 PLC的分類8 3.3 PLC的結(jié)構(gòu)和工作原理93.4 PLC的工作方式103.5 PLC應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計(jì)步驟10第4章 太陽能硅片清洗機(jī)124.1 PLC的選型124.2 可編程控制器的輸入與輸出分配124.3 梯形圖與指令表15第5章 總結(jié)26致 謝2826前 言近年來我國太陽能電池生產(chǎn)量和市場(chǎng)銷售量分別以年均15%和20%的速度增長(zhǎng)，去年全國太陽能電池產(chǎn)量達(dá)到2.4兆瓦，創(chuàng)歷史新高。專家預(yù)測(cè)，未來3-5年內(nèi)全

2、國太陽能電池生產(chǎn)總量將猛增至15-20兆瓦。 太陽能是一種清潔、可再生能源，而太陽能電池因?yàn)閷?shí)現(xiàn)了直接將太陽能轉(zhuǎn)化為電能而受到世界各國的重視。去年全球太陽能電池生產(chǎn)量已達(dá)到200兆瓦，總裝機(jī)容量達(dá)到100萬千瓦。世界光伏界一般認(rèn)為，到2010年太陽能電池成本將降低到可以與常規(guī)能源競(jìng)爭(zhēng)。我國太陽能資源豐富，年日照數(shù)在2200小時(shí)以上的地區(qū)占國土面積的2/3以上。全國目前還有6000萬人口需要解決電視、通訊、照明及生產(chǎn)用電問題，光伏電池的市場(chǎng)前景十分廣闊。太陽能光伏產(chǎn)業(yè)的迅速發(fā)展，使得我國太陽能硅片清洗設(shè)備的發(fā)展舉世矚目，并呈現(xiàn)穩(wěn)定增長(zhǎng)勢(shì)頭。伴隨著硅片的大直徑化,器件結(jié)構(gòu)的超微小化、高集成化,對(duì)硅

3、片的潔凈程度、表面的化學(xué)態(tài)、微粗糙度等表面狀態(tài)的要求越來越高，主流工藝已經(jīng)在從90nm向65nm過渡。高集成化的器件要求硅片清洗必須減少給硅片表面帶來的破壞和損傷,減少溶液本身或工藝過程中帶來的玷污。而太陽能清洗設(shè)備也正向著小型化、非盒式化及一次完成化方向發(fā)展,以減少工藝過程中的玷污,滿足90nm乃至65nm級(jí)器件工藝的要求。這無論對(duì)清洗工藝還是對(duì)清洗設(shè)備都是一個(gè)極大的挑戰(zhàn),傳統(tǒng)的清洗方法已不能滿足要求。江蘇林洋新能源有限公司采用的是深圳捷佳創(chuàng)精密設(shè)備有限公司的硅片清洗設(shè)備，本設(shè)備是一個(gè)全自動(dòng)的處理設(shè)備，清洗過程由三菱FX2N系列PLC控制，操作員通過10.4英寸彩色觸摸屏控制生產(chǎn)。PLC控制

4、的清洗設(shè)備有如下的特點(diǎn)：1、可靠性高，由于采取了一系列的PLC高可靠性的措施，PLC的平均無故障時(shí)間（MTBF）一般可達(dá)35萬小時(shí)。而且PLC的環(huán)境適應(yīng)性也很強(qiáng)，它能在工業(yè)環(huán)境下可靠地工作；2、編程簡(jiǎn)單，PLC最常用的編程語言是梯形圖語言。這種編程語言形象直觀，容易掌握，不需要專門的計(jì)算機(jī)知識(shí)，便于廣大現(xiàn)場(chǎng)工程技術(shù)人員掌握。當(dāng)工作流程需要改變時(shí)，可以現(xiàn)場(chǎng)改變程序，使用方便、靈活；3、體積小、結(jié)構(gòu)緊湊、安裝、維修方便。PLC的體積小，重量輕，便于安裝。一般PLC都具有自診斷、故障報(bào)警、故障種類顯示等功能，便于操作和維修人員檢查，可以較容易通過更換模塊插件來迅速排除故障。PLC的結(jié)構(gòu)緊湊，它與被控

5、對(duì)象的硬件連接方式簡(jiǎn)單、接線少，便于維護(hù)。第1章 概 述1.1 PLC的發(fā)展歷程PLC是在集成電路、計(jì)算機(jī)技術(shù)基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種新型工業(yè)控制設(shè)備。由于它具有控制功能強(qiáng)、可靠性高、配置靈活、體積小、重量輕以及使用方便等優(yōu)點(diǎn)，目前在我國已廣泛地應(yīng)用于自動(dòng)化控制的各個(gè)領(lǐng)域。目前，隨著微電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)、容錯(cuò)控制技術(shù)、數(shù)字控制技術(shù)的飛速發(fā)展，PLC的數(shù)量、型號(hào)、品種的發(fā)展速度十分迅速。PLC的生產(chǎn)廠家眾多，產(chǎn)品型號(hào)、規(guī)格數(shù)不勝數(shù)，但主要分歐、日、美三大塊。在國內(nèi)市場(chǎng)上，歐洲的代表是西門子公司，日本的代表是三菱和歐姆龍公司，美國的代表羅克韋爾（ABB)與通用（GE）公司。目前，在中國市場(chǎng)

6、上最具競(jìng)爭(zhēng)力的三菱公司、歐姆龍公司、西門子公司、AB公司所推出的PLC均為從小到大全系列的產(chǎn)品，可以滿足各種各樣的要求。可惜的是各廠家生產(chǎn)的PLC產(chǎn)品都不兼容，甚至同意廠家生產(chǎn)的產(chǎn)品也不兼容，但是各種PLC的工作原理和使用方法基本都是一樣的。 1.2 PLC的應(yīng)用在工業(yè)控制系統(tǒng)中，以可編程控制器（PLC）和工業(yè)控制計(jì)算機(jī)（IPC）為核心的綜合自動(dòng)化系統(tǒng)得到了廣泛應(yīng)用。利用PLC豐富的內(nèi)部資源及強(qiáng)大的功能指令，編制故障檢測(cè)報(bào)警程序，不僅可以替代繼電器實(shí)現(xiàn)相應(yīng)功能，還可以提高工作可靠性及其系統(tǒng)的靈活性。隨著控制規(guī)模的擴(kuò)大，自動(dòng)化復(fù)雜程度的提高，設(shè)備系統(tǒng)故障率也在增加，故障對(duì)生產(chǎn)影響的程度更是大幅度

7、上升。從目前統(tǒng)計(jì)的情況來看，設(shè)備系統(tǒng)故障停機(jī)的時(shí)間80%以上由于故障診斷，而實(shí)際維修只占用不到20%的時(shí)間。為了保證生產(chǎn)的正常運(yùn)行，除了不斷提高系統(tǒng)的可靠性外，須實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備的有效監(jiān)視，在故障發(fā)生時(shí)能準(zhǔn)確迅速的進(jìn)行診斷，以便及時(shí)排除故障。而PLC使用方便，可靠性高，通用性強(qiáng)，一般用于現(xiàn)場(chǎng)輸入輸出邏輯控制；工業(yè)控制計(jì)算機(jī)軟硬件資源豐富，一般用于工業(yè)過程的實(shí)時(shí)監(jiān)控及管理。兩者相互結(jié)合，從而達(dá)到工業(yè)控制系統(tǒng)遠(yuǎn)程監(jiān)視和故障自診斷的功能。工業(yè)控制系統(tǒng)的故障自診斷功能是智能化的一個(gè)重要標(biāo)志，對(duì)于工業(yè)控制現(xiàn)場(chǎng)具有較高的意義和實(shí)用價(jià)值。第2章 太陽能硅片清洗機(jī)介紹太陽能硅片清洗機(jī)的介紹太陽能硅片清洗機(jī)由槽體、移

8、栽機(jī)械手、抽風(fēng)裝置、人機(jī)界面和電控柜等五部分組成，其控制部分主要由三菱FX2N系列PLC控制，操作員通過10.4英寸彩色觸摸屏控制生產(chǎn)。其生產(chǎn)工藝流程如圖1所示，手動(dòng)將裝有硅片的提籃放入上料位，移載機(jī)械手抓取提籃，按設(shè)定程序?qū)⑻峄@轉(zhuǎn)移到各工藝槽進(jìn)行腐蝕或清洗，相關(guān)工藝槽具有加熱、超聲、噴淋、排液、溫度檢測(cè)、液位檢測(cè)等功能，完成處理過程后，機(jī)械手將提籃轉(zhuǎn)移至下料位，手動(dòng)取出提籃。 第3章 太陽能硅片清洗機(jī)PLC的選擇3.1 PLC應(yīng)用可行性及優(yōu)越性 PLC控制的清洗設(shè)備有如下的特點(diǎn)：1、可靠性高，由于采取了一系列的PLC高可靠性的措施，PLC的平均無故障時(shí)間（MTBF）一般可達(dá)35萬小時(shí)。而且P

9、LC的環(huán)境適應(yīng)性也很強(qiáng)，它能在工業(yè)環(huán)境下可靠地工作；2、編程簡(jiǎn)單，PLC最常用的編程語言是梯形圖語言。這種編程語言形象直觀，容易掌握，不需要專門的計(jì)算機(jī)知識(shí)，便于廣大現(xiàn)場(chǎng)工程技術(shù)人員掌握。當(dāng)工作流程需要改變時(shí)，可以現(xiàn)場(chǎng)改變程序，使用方便、靈活；3、體積小、結(jié)構(gòu)緊湊、安裝、維修方便。PLC的體積小，重量輕，便于安裝。一般PLC都具有自診斷、故障報(bào)警、故障種類顯示等功能，便于操作和維修人員檢查，可以較容易通過更換模塊插件來迅速排除故障。PLC的結(jié)構(gòu)緊湊，它與被控對(duì)象的硬件連接方式簡(jiǎn)單、接線少，便于維護(hù)。3.2 PLC的分類PLC種類很多，大致分為3類，但習(xí)慣以I/O點(diǎn)數(shù)分。1、 按I/O點(diǎn)數(shù)分類

10、小型PLC ：小型PLC的I/O點(diǎn)數(shù)一般在128點(diǎn)以下，其特點(diǎn)是體積小、結(jié)構(gòu)緊湊，整個(gè)硬件融為一體，除了開關(guān)量I/O以外，還可以連接模擬量I/O以及其他各種特殊功能模塊。它能執(zhí)行包括邏輯運(yùn)算、計(jì)時(shí)、計(jì)數(shù)、算術(shù)運(yùn)算、數(shù)據(jù)處理和傳送、通訊聯(lián)網(wǎng)以及各種應(yīng)用指令。中型PLC ：中型PLC采用模塊化結(jié)構(gòu)，其I/O點(diǎn)數(shù)一般在2561024點(diǎn)之間。I/O的處理方式除了采用一般PLC通用的掃描處理方式外，還能采用直接處理方式，即在掃描用戶程序的過程中，直接讀輸入，刷新輸出。它能聯(lián)接各種特殊功能模塊，通訊聯(lián)網(wǎng)功能更強(qiáng)，指令系統(tǒng)更豐富，內(nèi)存容量更大，掃描速度更快。大型PLC ：一般I/O點(diǎn)數(shù)在1024點(diǎn)以上的稱為

11、大型PLC。大型PLC的軟、硬件功能極強(qiáng)。具有極強(qiáng)的自診斷功能。通訊聯(lián)網(wǎng)功能強(qiáng)，有各種通訊聯(lián)網(wǎng)的模塊，可以構(gòu)成三級(jí)通訊網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)工廠生產(chǎn)管理自動(dòng)化。大型PLC還可以采用三CPU構(gòu)成表決式系統(tǒng)，使機(jī)器的可靠性更高。2、按結(jié)構(gòu)形式分類根據(jù)PLC的結(jié)構(gòu)形式，可將PLC分為整體式和模塊式兩類。 （1）整體式PLC 整體式PLC是將電源、CPU、I/O接口等部件都集中裝在一個(gè)機(jī)箱內(nèi)，具有結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、價(jià)格低的特點(diǎn)。小型PLC一般采用這種整體式結(jié)構(gòu)。整體式PLC由不同I/O點(diǎn)數(shù)的基本單元（又稱主機(jī)）和擴(kuò)展單元組成。基本單元內(nèi)有CPU、I/O接口、與I/O擴(kuò)展單元相連的擴(kuò)展口，以及與編程器或EPROM寫入

12、器相連的接口等。擴(kuò)展單元內(nèi)只有I/O和電源等，沒有CPU?；締卧蛿U(kuò)展單元之間一般用扁平電纜連接。整體式PLC一般還可配備特殊功能單元，如模擬量單元、位置控制單元等，使其功能得以擴(kuò)展。 （2）模塊式PLC 模塊式PLC是將PLC各組成部分，分別作成若干個(gè)單獨(dú)的模塊，如CPU模塊、I/O模塊、電源模塊（有的含在CPU模塊中）以及各種功能模塊。模塊式PLC由框架或基板和各種模塊組成。模塊裝在框架或基板的插座上。這種模塊式PLC的特點(diǎn)是配置靈活，可根據(jù)需要選配不同規(guī)模的系統(tǒng)，而且裝配方便，便于擴(kuò)展和維修。大、中型PLC一般采用模塊式結(jié)構(gòu)。 還有一些PLC將整體式和模塊式的特點(diǎn)結(jié)合起來，構(gòu)成所謂疊裝

13、式PLC。疊裝式PLC其CPU、電源、I/O接口等也是各自獨(dú)立的模塊，但它們之間是靠電纜進(jìn)行聯(lián)接，并且各模塊可以一層層地疊裝。這樣，不但系統(tǒng)可以靈活配置，還可做得體積小巧。3、按功能分類根據(jù)PLC所具有的功能不同，可將PLC分為低檔、中檔、高檔三類。 （1）低檔PLC 具有邏輯運(yùn)算、定時(shí)、計(jì)數(shù)、移位以及自診斷、監(jiān)控等基本功能，還可有少量模擬量I/O、算術(shù)運(yùn)算、數(shù)據(jù)傳送和比較、通信等功能。主要用于邏輯控制、順序控制或少量模擬量控制的單機(jī)控制系統(tǒng)。 （2）中檔PLC 除具有低檔PLC的功能外，還具有較強(qiáng)的模擬量I/O、算術(shù)運(yùn)算、數(shù)據(jù)傳送和比較、數(shù)制轉(zhuǎn)換、遠(yuǎn)程I/O、子程序、通信聯(lián)網(wǎng)等功能。有些還可

14、增設(shè)中斷控制、PID控制等功能，適用于復(fù)雜控制系統(tǒng)。 （3）高檔PLC 除具有中檔機(jī)的功能外，還增加了帶符號(hào)算術(shù)運(yùn)算、矩陣運(yùn)算、位邏輯運(yùn)算、平方根運(yùn)算及其它特殊功能函數(shù)的運(yùn)算、制表及表格傳送功能等。高檔PLC機(jī)具有更強(qiáng)的通信聯(lián)網(wǎng)功能，可用于大規(guī)模過程控制或構(gòu)成分布式網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)工廠自動(dòng)化3.3 PLC的結(jié)構(gòu)和工作原理PLC主要有中央處理單元(CPU)、存儲(chǔ)器(RAM、ROM)、輸入/輸出部件(I/O)、電源和編程器幾大部分組成。PLC是以微機(jī)處理器為核心的數(shù)值式電子、電氣自動(dòng)控制裝置,也可以說是一種專用微型計(jì)算機(jī)。各種PLC的具體結(jié)構(gòu)雖然多種多樣,但組成的一般原理基本相同，即都是以微處理

15、器為核心，并輔以外圍電路和I/O單元等硬件所構(gòu)成的。正像通用的微機(jī)一樣,PLC的各種功能的實(shí)現(xiàn),不僅基于其硬件的作用,而且要靠其軟件的支持。實(shí)際上，PLC就是一種工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，其系統(tǒng)組成、工作原理、操作使用原理都與計(jì)算機(jī)相同。PLC的操作是按其程序要求進(jìn)行的，而程序是用程序語言表達(dá)的。表達(dá)方式有多種多樣，不同的PLC生產(chǎn)廠家，不同的機(jī)種，采用的表達(dá)方式也不相同。但基本上可歸納為字符表達(dá)式(即用文字符號(hào)來表達(dá)程序,如語句表程序表達(dá)方式)和圖形符號(hào)表達(dá)方式(即用圖形符號(hào)來表達(dá)程序,如梯形圖程序表達(dá)方式)這兩大類。也有將這兩種方式結(jié)合起來表示PLC的程序。（1）梯形圖 PLC的梯形圖編程語言與傳統(tǒng)

16、的“繼電、接觸”控制原理圖十分相似，它形象、直觀、實(shí)用,為廣大電氣技術(shù)人員所熟知。這種變成語言繼承了傳統(tǒng)的繼電器控制邏輯中使用的框架結(jié)構(gòu)、邏輯運(yùn)算方式和輸入輸出形式，使得程序直觀易讀。當(dāng)今世界各國的PLC制造家所生產(chǎn)的PLC大都采用梯形圖語言編程。（2）指令表 用指令表所描述的編程方式是一種與計(jì)算機(jī)匯編語言相類似的助記符編程方式。由于不同型號(hào)的PLC的表識(shí)符和參數(shù)表示方法不一，所以無千篇一律的格式。（3）邏輯符號(hào)圖 采用邏輯符號(hào)圖表示控制邏輯時(shí),首先要定義某些邏輯符號(hào)的功能和變量函數(shù)，它類似于“與”、“或”、“非”邏輯電路結(jié)構(gòu)的編程方式。一般來說，用這三種邏輯能夠表達(dá)所有的控制邏輯。這是國際電

17、工委員會(huì)(IEC)頒布的PLC編程語言之一。（4）高級(jí)語言編程 隨著軟件技術(shù)的發(fā)展，近年來推出的PLC，尤其是大型的PLC，已開始用高級(jí)語言進(jìn)行編程。許多PLC采用類似PASCAL語言的專用語言，系統(tǒng)軟件具有這種專用語言編程的自動(dòng)編譯程序。采用高級(jí)語言編程后，用戶可以像使用普通微型計(jì)算機(jī)一樣操作PLC。除了完成邏輯控制功能外，還可以進(jìn)行PID調(diào)節(jié)、數(shù)據(jù)采集和處理以及與計(jì)算機(jī)通信等。3.4 PLC的工作方式通常把PLC看作是由等效的繼電器、計(jì)時(shí)器、計(jì)數(shù)器等元件組成的裝置。PLC采用循環(huán)掃描的工作方式，其工作過程可分為:內(nèi)部處理、通信服務(wù)、輸入處理、程序執(zhí)行、輸出處理幾個(gè)階段，整個(gè)過程掃描一次所需

18、的時(shí)間稱為掃描周期。在內(nèi)部處理階段,PLC檢查CPU模塊內(nèi)部硬件是否正常，復(fù)位監(jiān)視計(jì)時(shí)器，以及完成其他一些內(nèi)部處理。在通信處理階段，PLC與帶微處理器的智能裝置通信，響應(yīng)編程器鍵入的命令，更新編程器的顯示內(nèi)容。在PLC處于停止運(yùn)行狀態(tài)時(shí)，只完成內(nèi)部處理和通信服務(wù)工作。在PLC處于運(yùn)行狀態(tài)時(shí)，除完成上述操作外，還要完成輸入處理、程序執(zhí)行、輸出處理工作。3.5 PLC應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計(jì)步驟PLC應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計(jì)一般按下述幾個(gè)步驟進(jìn)行：（1）熟悉被控對(duì)象 首先要全面詳細(xì)地了解被控對(duì)象的機(jī)械結(jié)構(gòu)和生產(chǎn)工藝過程，了解機(jī)械設(shè)備的運(yùn)動(dòng)要求、運(yùn)動(dòng)方式和步驟,歸納出工作循環(huán)圖或狀態(tài)(功能)圖。（2）明確控制任務(wù)與設(shè)計(jì)

19、要求 要了解工藝過程和機(jī)械運(yùn)動(dòng)與電氣執(zhí)行元件之間的關(guān)系和對(duì)控制系統(tǒng)的要求，歸納出電氣執(zhí)行元件的動(dòng)作節(jié)拍表。PLC控制系統(tǒng)的根本任務(wù)就是正確實(shí)現(xiàn)這個(gè)節(jié)拍表。（3）指定電器控制方案 根據(jù)生產(chǎn)工藝和機(jī)械運(yùn)動(dòng)的控制要求，確定控制系統(tǒng)的工作方式，還要確定系統(tǒng)應(yīng)有的其它功能。（4）確定控制系統(tǒng)的輸入輸出信號(hào) 通過研究工藝過程或機(jī)械運(yùn)動(dòng)的各個(gè)步驟、各種狀態(tài)、各種功能的發(fā)生、維持、結(jié)束、轉(zhuǎn)換和其它的相互關(guān)系，來確定各種控制信號(hào)和檢測(cè)反饋信號(hào)、相互的轉(zhuǎn)換和聯(lián)系信號(hào)。并且確定哪些信號(hào)需要輸入PLC，哪些信號(hào)要由PLC輸出或者哪些外部負(fù)載要由PLC驅(qū)動(dòng)，分類統(tǒng)計(jì)出各輸入輸出量的性質(zhì)及參數(shù)。（5）PLC的選型與硬件配

20、置 根據(jù)以上步驟得到的結(jié)果，選擇合適的PLC型號(hào)并確定各種硬件配置。（6）PLC元件的編號(hào)分配 對(duì)各種輸入輸出信號(hào)占用PLC輸入、輸出端點(diǎn)及其它PLC元件進(jìn)行編號(hào)分配，并設(shè)計(jì)出PLC的外部線路圖。（7）程序設(shè)計(jì) 程序設(shè)計(jì)是PLC系統(tǒng)應(yīng)用中最關(guān)鍵的問題，也是整個(gè)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的核心，其主要工作就是要設(shè)計(jì)出梯形圖和語句表程序。（8）模擬運(yùn)行與調(diào)試程序 將設(shè)計(jì)好的程序通過編程器或微機(jī)傳送至PLC內(nèi)部之后，首先要逐條進(jìn)行檢查和驗(yàn)證，改正程序設(shè)計(jì)中的邏輯、語法、數(shù)據(jù)錯(cuò)誤或輸入過程中的按鍵及傳輸錯(cuò)誤，然后，可以在實(shí)驗(yàn)室里進(jìn)行模擬運(yùn)行與調(diào)試程序，觀察在可能的情況下個(gè)輸入量、輸出量之間的變化關(guān)系是否符合設(shè)計(jì)要求

21、，發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)修改設(shè)計(jì)，并改正傳送到PLC 中去的程序，直到完成滿足工作循環(huán)圖或狀態(tài)流程圖的要求。在進(jìn)行程序設(shè)計(jì)和模擬運(yùn)行調(diào)試的同時(shí)，可以進(jìn)行平行地進(jìn)行控制系統(tǒng)的其它部分的設(shè)計(jì)、裝配、安裝和接線工作。（9）現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行調(diào)試 完成以上各種工作之后，即可將已初步調(diào)試好的程序傳送到現(xiàn)場(chǎng)使用的PLC存儲(chǔ)器中，PLC接入實(shí)際輸入信號(hào)與實(shí)際負(fù)載，進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行調(diào)試，即解決調(diào)試中發(fā)現(xiàn)的問題，直到完全滿足設(shè)計(jì)要求，即可交付使用。PLC按結(jié)構(gòu)可分為整體型和模塊型兩類。整體型PLC的I/0點(diǎn)數(shù)較少且相對(duì)固定，因此用戶選擇的余地較小，通常于小型控制系統(tǒng)。這一類PLC的代表有：西門子公司的S7-200系列、三菱公司的FX系

22、列、歐姆龍公司的CPM1A系列等。模塊型PLC提供多種I/O模塊，可以在PLC基板上插接，方便用戶根據(jù)需要合理地選擇和配置控制系統(tǒng)的I/O點(diǎn)數(shù)。因此，模塊型PLC的配置比較靈活，一般用于大中型控制系統(tǒng)。例如西門子公司的S7-300系列和S7-400系列、三菱公司的Q系列、歐姆龍公司的CVM1系列等。第4章 太陽能硅片清洗機(jī)4.1 PLC的選型選擇日本三菱FX2N系列小型模塊按I/O點(diǎn)數(shù)分類，一般小于512點(diǎn)為小型PLC，5122048點(diǎn)為中型,2048點(diǎn)以上為大型PLC。此清洗機(jī)輸入輸出點(diǎn)小于256點(diǎn)應(yīng)選小型PLC，即選FX2N-128MR加擴(kuò)展單元FX2N-48ER。表1-1 FX2N系列P

23、LC技術(shù)指標(biāo)電 源AC110120V/220240V單相5060Hz電源波動(dòng)范圍AC99132V/198264V，電源可瞬間失效10ms環(huán)境溫度055環(huán)境濕度4596%（無凝露）防震性能1055Hz，0.5mm（最大：2G）抗沖擊性能10G，在x，y，z三個(gè)方向定時(shí)抗噪聲能力X504V 峰-峰值，1s，30100Hz（噪聲模擬器）擊穿電壓（絕緣耐壓）AC1500V，1min（接地端與其它端子間）絕緣電阻5M，500VDC（接地端與其它端子間）接地電阻小于100（如接地有困難可不接地）環(huán)境無腐蝕性氣體，無導(dǎo)電粉末，微粒4.2 可編程控制器的輸入與輸出分配PLC I/O接口分配表：X0臂停止Y0X

24、1自動(dòng)/手動(dòng)Y1X2自動(dòng)起動(dòng)Y2X3自動(dòng)停止Y3X4蜂鳴停止Y4運(yùn)行指示X5緊急停止Y5原點(diǎn)指示X6電機(jī)過載Y6故障指示X7變頻報(bào)警Y7蜂鳴器X101槽水位儀Y101槽水泵X112槽水位儀Y112槽水泵X123槽水位儀Y123槽水泵X134槽水位儀Y134槽水泵X145槽水位儀Y145槽循環(huán)水泵X157槽水位儀Y155槽補(bǔ)水泵X168槽水位儀Y168槽水泵X179槽水位儀Y1710槽循環(huán)水泵X201#機(jī)上升到位Y201#機(jī)橫移左行X211#機(jī)上減速位Y211#機(jī)橫移右行X221#機(jī)下減速位Y221#機(jī)橫移慢速X231#機(jī)下降到位Y231#機(jī)橫移快速X241#機(jī)上升Y241#機(jī)提拉上升X251#

25、機(jī)下降Y251#機(jī)提拉下降X261#機(jī)左移Y261#機(jī)提拉慢速X271#機(jī)右移Y271#機(jī)提拉快速X30上料位Y301#后蓋開X311#槽位Y311#后蓋閉X322#槽位Y322#后蓋開X333#槽位Y332#后蓋閉X344#槽位Y343#后蓋開X355#槽位Y353#后蓋閉X366#槽位Y361#機(jī)橫移剎車X371#機(jī)下鉤位Y371#機(jī)提拉剎車X401#后蓋開位Y4010槽補(bǔ)水泵X411#后蓋閉位Y41上料電機(jī)X422#后蓋開位Y42下料電機(jī)X432#后蓋閉位Y43干燥抽風(fēng)機(jī)X443#后蓋開位Y44酸槽抽風(fēng)機(jī)X453#后蓋閉位Y45堿槽抽風(fēng)機(jī)X464#后蓋開位Y46爐1風(fēng)機(jī)X474#后蓋閉位

26、Y47爐2風(fēng)機(jī)X506#后蓋開位Y501槽自動(dòng)加熱X516#后蓋閉位Y512槽自動(dòng)加熱X5211#后蓋開位Y523槽自動(dòng)加熱X5311#后蓋閉位Y534槽自動(dòng)加熱X5413#后蓋開位Y54予交換槽加熱X5513#后蓋閉位Y55熱交換槽加熱X5614#后蓋開位Y56爐1自動(dòng)加熱X5714#后蓋閉位Y57爐2自動(dòng)加熱X602#機(jī)上升到位Y602#機(jī)橫移左行X612#機(jī)上減速位Y612#機(jī)橫移右行X622#機(jī)下減速位Y622#機(jī)橫移慢速X632#機(jī)下降到位Y632#機(jī)橫移快速X642#機(jī)上升Y642#機(jī)提拉上升X652#機(jī)下降Y652#機(jī)提拉下降X662#機(jī)左移Y662#機(jī)提拉慢速X672#機(jī)右移Y

27、672#機(jī)提拉快速X70空Y704#后蓋開X717#槽位Y714#后蓋閉X728#槽位Y721#排放閥X739#槽位Y73補(bǔ)風(fēng)機(jī)X7410#槽位Y742#排放閥X7510#槽水位Y7511槽噴淋X7612#槽水位Y762#機(jī)橫移剎車X772#下鉤位Y772#機(jī)提拉剎車X100上料位檢測(cè)1Y1006#后蓋開X101上料位檢測(cè)2Y1016#后蓋閉X102下料位檢測(cè)1Y10211#后蓋開X103下料位檢測(cè)2Y10311#后蓋閉X104預(yù)熱槽水位Y104爐1后蓋開X105儲(chǔ)水槽1水位Y105爐1后蓋閉X106儲(chǔ)水槽2水位Y106爐2后蓋開X107熱交換槽水位Y107爐2后蓋閉X1103#機(jī)上升到位Y1

28、103#機(jī)橫移左行X1113#機(jī)上減速位Y1113#機(jī)橫移右行X1123#機(jī)下減速位Y1123#機(jī)橫移慢速X1133#機(jī)下降到位Y1133#機(jī)橫移快速X1143#機(jī)上升Y1143#機(jī)提拉上升X1153#機(jī)下降Y1153#機(jī)提拉下降X1163#機(jī)左移Y1163#機(jī)提拉慢速X1173#機(jī)右移Y1173#機(jī)提拉快速X1201-2交錯(cuò)開關(guān)Y1203#排放閥X1213-4交錯(cuò)開關(guān)Y1214#排放閥X12211#槽位Y1227#排放閥X12312#槽位Y1239#排放閥X12413#槽位Y1246槽噴淋X12514#槽位Y125超聲波X126下料位Y1263#機(jī)橫移剎車X1273#機(jī)下鉤位Y1273#機(jī)提

29、拉剎車X1301#臂上保護(hù)Y1301#補(bǔ)水閥X1311#臂下保護(hù)Y1312#補(bǔ)水閥X1321#臂橫移保護(hù)Y1323#補(bǔ)水閥X1332#臂上保護(hù)Y1334#補(bǔ)水閥X1342#臂下保護(hù)Y1347#補(bǔ)水閥X1352#臂橫移保護(hù)Y1359#補(bǔ)水閥X1363#臂上保護(hù)Y136空X1373#臂下保護(hù)Y137空X1403臂#橫移保護(hù)Y140總補(bǔ)水泵X1411#手動(dòng)補(bǔ)水Y141空X1422#手動(dòng)補(bǔ)水Y142空X1433#手動(dòng)補(bǔ)水Y143空X1444#手動(dòng)補(bǔ)水Y144空X1457#手動(dòng)補(bǔ)水Y145空X1469#手動(dòng)補(bǔ)水Y146空X147空Y147空4.3 梯形圖與指令表(1) 時(shí)間設(shè)定指令表序號(hào)指令數(shù)據(jù)0LDM

30、80001MULD411K60D4408MOVD440D511D511 = 1#設(shè)定時(shí)間13MULD412K60D44220MOVD442D512D512 = 2#設(shè)定時(shí)間25MOVD512D513D512 = 2#設(shè)定時(shí)間D513 = 3#設(shè)定時(shí)間30MOVD512D514D512 = 2#設(shè)定時(shí)間D514 = 4#設(shè)定時(shí)間35MULD415K60D44842MOVD448D515D515 = 5#設(shè)定時(shí)間47MULD416K60D45054MOVD450D516D516 = 6#設(shè)定時(shí)間當(dāng)PLC執(zhí)行程序時(shí)M8000為ON，數(shù)據(jù)寄存器D411的內(nèi)容乘以數(shù)值60送D440數(shù)據(jù)寄存器中，然后執(zhí)行

31、傳送指令將D440的內(nèi)容傳送到D511中(D411為人為設(shè)定時(shí)間、D511為人機(jī)界面顯示時(shí)間，設(shè)定時(shí)間以分鐘為單位顯示時(shí)間以秒為單位)。執(zhí)行乘法指令，將D412的數(shù)值乘以數(shù)值60送D442中，然后執(zhí)行傳送指令將D442的內(nèi)容送到D512中(D512為2槽設(shè)定時(shí)間)。再執(zhí)行傳送指令將D512的數(shù)值傳送到D513中(D513為3槽設(shè)定時(shí)間)。執(zhí)行傳送將D512的數(shù)值傳送到D514中(D514為4槽設(shè)定時(shí)間，二、三、四槽時(shí)間一致)。執(zhí)行傳送將D415中的數(shù)值乘以數(shù)值60送D448中，傳送將D448的數(shù)值送D515中(D515為5槽設(shè)定時(shí)間)。執(zhí)行乘法指令將D416的數(shù)值乘以數(shù)值60送D450中，傳送

32、將D450的數(shù)值送D516中(D516為6槽設(shè)定時(shí)間)。(2)機(jī)械手提料、放料梯形圖機(jī)械手提料、放料梯形圖X101（上料位檢測(cè)）得電，即輔助繼電器M510得電，M510觸點(diǎn)閉合，時(shí)間繼電器T10開始計(jì)時(shí)(時(shí)間數(shù)值D510為人為設(shè)定時(shí)間)。T10時(shí)間到1號(hào)槽內(nèi)無料(M511常閉時(shí)為1#槽無料)、1號(hào)、2號(hào)、3號(hào)、4號(hào)、5號(hào)槽沒有料要提的情況下上料有貨開始提籃，1號(hào)機(jī)械手在上料位提料完畢上升到位時(shí)，上料位有貨復(fù)位。1號(hào)機(jī)械手移動(dòng)到1號(hào)槽位開始下降，下降到位時(shí)放料完成1號(hào)槽M511置位顯示1號(hào)槽有料同時(shí)時(shí)間繼電器對(duì)1槽設(shè)定的時(shí)間開始計(jì)時(shí)。執(zhí)行下一步指令，在2、3、4#槽只要有一個(gè)槽無料時(shí)同時(shí)2、3、

33、4、5槽沒有料要提的情況下，1號(hào)槽設(shè)定時(shí)間到機(jī)械手開始在1號(hào)位處提籃。機(jī)械手在1號(hào)槽位X31得電，升降馬達(dá)運(yùn)行到X20上升到位點(diǎn)，1號(hào)槽有料復(fù)位，機(jī)械手將提取的料放到2號(hào)槽內(nèi)，同時(shí)T12開始計(jì)時(shí)。2號(hào)槽設(shè)定時(shí)間到，在5號(hào)槽沒有料的情況下同時(shí)其他各槽沒有提籃請(qǐng)求，機(jī)械手提取花籃運(yùn)行到5號(hào)槽放料。其他各槽提放料的具體動(dòng)作同上料位提籃運(yùn)行到1號(hào)槽放料的過程一樣。（3）取料、放料、開蓋梯形圖取料、放料、開蓋梯形圖S110或S120得電，即1號(hào)機(jī)械臂在左移或右移狀態(tài)時(shí)，1號(hào)槽有貨提M411得電，取1號(hào)開蓋保持。2號(hào)槽無料時(shí)取料放2號(hào)槽，2號(hào)槽開蓋保持；2號(hào)槽有料、3號(hào)槽無料時(shí)取料放3號(hào)槽，3號(hào)槽開蓋保持

34、；2號(hào)、3號(hào)槽有料、4號(hào)槽無料時(shí)取料放4號(hào)槽，4號(hào)槽開蓋保持。執(zhí)行下一步指令，1號(hào)機(jī)械臂在左移或右移狀態(tài)時(shí)，2號(hào)槽有貨提，M412得電，取2號(hào)開蓋保持。1號(hào)機(jī)械臂在左移或右移狀態(tài)時(shí)，3號(hào)槽有貨提，M413得電，取3號(hào)開蓋保持。1號(hào)機(jī)械臂在左移或右移狀態(tài)時(shí)，4號(hào)槽有貨提，M414得電，取4號(hào)開蓋保持。1號(hào)機(jī)械臂在左移或右移狀態(tài)時(shí)，5號(hào)槽有貨提，M415得電，放6號(hào)開蓋保持。（4）機(jī)械手取料、放料梯形圖機(jī)械手取料、放料梯形圖上料有貨提，M410得電，M441在失電狀態(tài)即機(jī)械手停止動(dòng)作，M451得電，1號(hào)機(jī)械手在待機(jī)狀態(tài)，同時(shí)M199得電，機(jī)械手在上位原點(diǎn)傳送數(shù)值1到數(shù)值存儲(chǔ)器D611中，傳送數(shù)值2

35、到數(shù)值存儲(chǔ)器D612中(D611為1號(hào)機(jī)取料位、D612為1號(hào)機(jī)放料位)；1號(hào)槽有貨提，M411得電， M441在失電狀態(tài)即機(jī)械手停止動(dòng)作，M451得電，1號(hào)機(jī)械手在待機(jī)狀態(tài)，同時(shí)M199得電，機(jī)械手在上位原點(diǎn)傳送數(shù)值2到數(shù)值存儲(chǔ)器D611中；2號(hào)槽無料時(shí)傳送數(shù)值3到D612中；2號(hào)槽有料、3號(hào)槽無料時(shí)傳送數(shù)值4到D612中；2號(hào)槽有料、3號(hào)槽有料、4號(hào)槽無料時(shí)傳送數(shù)值5到D612；2號(hào)槽有貨提，M412得電， M441在失電狀態(tài)即機(jī)械手停止動(dòng)作，M451得電，1號(hào)機(jī)械手在待機(jī)狀態(tài)，同時(shí)M199得電，機(jī)械手在上位原點(diǎn)時(shí)傳送數(shù)值3到數(shù)值存儲(chǔ)器D611中，傳送數(shù)值6到數(shù)值存儲(chǔ)器D612中；3號(hào)槽有

36、貨提，M413得電， M441在失電狀態(tài)即機(jī)械手停止動(dòng)作，M451得電，1號(hào)機(jī)械手在待機(jī)狀態(tài)，同時(shí)M199得電，機(jī)械手在上位原點(diǎn)時(shí)傳送數(shù)值4到數(shù)值存儲(chǔ)器D611中，傳送數(shù)值6到數(shù)值存儲(chǔ)器D612中；4號(hào)槽有貨提，M414得電，M441在失電狀態(tài)，即機(jī)械手停止動(dòng)作，M451得電，1號(hào)機(jī)械手在待機(jī)狀態(tài)，同時(shí)M199得電，機(jī)械手在上位原點(diǎn)時(shí)傳送數(shù)值5到數(shù)值存儲(chǔ)器D611中，傳送數(shù)值6到數(shù)值存儲(chǔ)器D612中；5號(hào)槽有貨提，M415得電， M441在失電狀態(tài)即機(jī)械手停止動(dòng)作，M451得電，1號(hào)機(jī)械手在待機(jī)狀態(tài)，同時(shí)M199得電，機(jī)械手在上位原點(diǎn)時(shí)傳送數(shù)值6到數(shù)值存儲(chǔ)器D611中，傳送數(shù)值7到數(shù)值存儲(chǔ)器D612中。（5）1號(hào)機(jī)械手手動(dòng)控制梯形圖1號(hào)機(jī)械手手動(dòng)控制梯形圖M9得電，1#機(jī)械手進(jìn)入手動(dòng)狀態(tài)。X24得電時(shí)，1號(hào)機(jī)械手上升，輸出Y24(1號(hào)機(jī)械手提拉上升)，上升到位或1號(hào)機(jī)械手保護(hù)動(dòng)作時(shí)，機(jī)械手停止工作。X25得電時(shí)，1#機(jī)械手提拉上升Y24互鎖,輸出Y25(1號(hào)機(jī)械手提拉下降)，下降到位或1號(hào)機(jī)械手