【正文】 ??????? 1533 第 3 章 回顧與展望 ?????????????????? 3334 致 謝 ??????????????????????? 3435 參考文獻(xiàn) ????????? ?????????????? 35 附圖 ????????????????????????? 36 畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 3 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，去年全國太陽能電池產(chǎn)量達(dá)到 兆瓦，創(chuàng)歷史新高。 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。世界光伏界一般認(rèn)為， 到 2021年太陽能電池成本將降低到可以與常規(guī)能源競(jìng)爭(zhēng)。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。 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。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。 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 英寸彩色觸摸屏控制生產(chǎn)。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； 編程簡(jiǎn)單， PLC 最常用的編程語言是梯形圖語言。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； 體積小、結(jié)構(gòu)緊湊、安裝、維修方便。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。 畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 5 第 1 章 概 述 PLC 的由來 20 世紀(jì) 60 年代末，美國最大的汽車制造商通用汽車公司（ GM）為了適應(yīng)汽車型號(hào)不斷更新的需要，試圖尋找一種新的生產(chǎn)線控制方法，使之盡可能地減少重新設(shè)計(jì)繼電器控制系統(tǒng)的工作量以及盡量減少控制系統(tǒng)硬連接線的數(shù)量，以降低生產(chǎn)成本，縮短制造周期，減少生產(chǎn)線的故障率，從而有效地提高生產(chǎn)效率。 1969 年，第一臺(tái) PLC 在 GM 公司汽車生產(chǎn)上首次運(yùn)行，成功地取代了沿用多年的繼電器控制器系統(tǒng)，盡管當(dāng)時(shí)的 PLC 功能僅具有邏輯控制、定時(shí)、計(jì)數(shù)等功能 ,但卻標(biāo)志著一種新型的工業(yè)控制裝置問世。 1980 年美國電器制造商協(xié)會(huì)(NEMA)正式將其命名為可編程控制器 (Programmable Controller)簡(jiǎn)稱 PC。按 I/O 點(diǎn)數(shù)可分為小型、中型和大型幾類。 512～ 2048 點(diǎn)為中型， 2048 點(diǎn)以上為大型 PLC。整體式 PLC 又稱為單元式或箱體式。模塊式 PLC 是將 PLC 各部分 分成若干個(gè)單獨(dú)的模塊 ,如 CPU 模塊、 I/O 模塊、電源模塊和各種功能模塊。它除基本單元和擴(kuò)展畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 6 單元外 ,還有擴(kuò)展模塊和特殊功能模塊 ,配置比較合理。 PLC 的應(yīng)用領(lǐng)域與發(fā)展趨勢(shì) PLC 已廣泛應(yīng)用于國內(nèi)外的機(jī)械、冶金、化工、汽車、輕工等行業(yè)中。 開關(guān)邏輯控制 閉環(huán)構(gòu)成控制 位置控制 監(jiān)控系統(tǒng) 分布式系 統(tǒng)。 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。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，即都是以微處理器為核心，并輔以外圍電路和 I/O 單元等硬件所構(gòu)成的。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。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。也有將這兩種方式結(jié)合起來表示 PLC 的程序。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)算方式和畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 7 輸入輸出形式，使得程序直觀易讀。 （ 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。 （ 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。這是國際電工委員會(huì) (IEC)頒布的 PLC 編程語言之一。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。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。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)過程掃描一次所需的時(shí)間稱為掃描周期。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。 （ 2）明確控制任務(wù)與設(shè)計(jì)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。 （ 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。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)。 （ 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。 （ 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)畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 9 系是否符合設(shè)計(jì) 要求，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。 （ 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。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