前言 (2)
第1章概述 (4)
1.1 PLC的发展历程 (4)
1.2 PLC的应用 (4)
第2章太阳能硅片清洗机介绍 (5)
第3章太阳能硅片清洗机PLC的选择 (5)
3.1 PLC应用可行性及优越性 (5)
3.2 PLC的分类 (6)
3.3 PLC的结构和工作原理 (7)
3.4 PLC的工作方式 (8)
3.5 PLC应用系统的设计步骤 (8)
第4章太阳能硅片清洗机 (10)
4.1 PLC的选型 (10)
4.2 可编程控制器的输入与输出分配 (10)
4.3 梯形图与指令表 (13)
第5章总结 (24)
致谢 (26)
前言
近年来我国太阳能电池生产量和市场销售量分别以年均15%和20%的速度增长，去年全国太阳能电池产量达到2.4兆瓦，创历史新高。专家预测，未来3-5年内全国太阳能电池生产总量将猛增至15-20兆瓦。
太阳能是一种清洁、可再生能源，而太阳能电池因为实现了直接将太阳能转化为电能而受到世界各国的重视。去年全球太阳能电池生产量已达到200兆瓦，总装机容量达到100万千瓦。世界光伏界一般认为，到2010年太阳能电池成本将降低到可以与常规能源竞争。我国太阳能资源丰富，年日照数在2200小时以上的地区占国土面积的2/3以上。全国目前还有6000万人口需要解决电视、通讯、照明及生产用电问题，光伏电池的市场前景十分广阔。
太阳能光伏产业的迅速发展，使得我国太阳能硅片清洗设备的发展举世瞩目，并呈现稳定增长势头。伴随着硅片的大直径化,器件结构的超微小化、高集成化,对硅片的洁净程度、表面的化学态、微粗糙度等表面状态的要求越来越高，主流工艺已经在从90nm向65nm过渡。高集成化的器件要求硅片清洗必须减少给硅片表面带来的破坏和损伤,减少溶液本身或工艺过程中带来的玷污。而太阳能清洗设备也正向着小型化、非盒式化及一次完成化方向发展,以减少工艺过程中的玷污,满足90nm乃至65nm级器件工艺的要求。这无论对清洗工艺还是对清洗设备都是一个极大的挑战,传统的清洗方法已不能满足要求。
江苏林洋新能源有限公司采用的是深圳捷佳创精密设备有限公司的硅片清洗设备，本设备是一个全自动的处理设备，清洗过程由三菱FX2N系列PLC控制，操作员通过10.4英寸彩色触摸屏控制生产。
PLC控制的清洗设备有如下的特点：1、可靠性高，由于采取了一系列的PLC 高可靠性的措施，PLC的平均无故障时间（MTBF）一般可达3~5万小时。而且PLC 的环境适应性也很强，它能在工业环境下可靠地工作；2、编程简单，PLC最常用的编程语言是梯形图语言。这种编程语言形象直观，容易掌握，不需要专门的计算机知识，便于广大现场工程技术人员掌握。当工作流程需要改变时，可以现场改变程序，使用方便、灵活；3、体积小、结构紧凑、安装、维修方便。PLC 的体积小，重量轻，便于安装。一般PLC都具有自诊断、故障报警、故障种类显
示等功能，便于操作和维修人员检查，可以较容易通过更换模块插件来迅速排除故障。PLC的结构紧凑，它与被控对象的硬件连接方式简单、接线少，便于维护。
第1章概述
1.1 PLC的发展历程
PLC是在集成电路、计算机技术基础上发展起来的一种新型工业控制设备。由于它具有控制功能强、可靠性高、配置灵活、体积小、重量轻以及使用方便等优点，目前在我国已广泛地应用于自动化控制的各个领域。
目前，随着微电子技术、计算机技术、通信技术、容错控制技术、数字控制技术的飞速发展，PLC的数量、型号、品种的发展速度十分迅速。PLC的生产厂家众多，产品型号、规格数不胜数，但主要分欧、日、美三大块。在国内市场上，欧洲的代表是西门子公司，日本的代表是三菱和欧姆龙公司，美国的代表罗克韦尔（ABB)与通用（GE）公司。目前，在中国市场上最具竞争力的三菱公司、欧姆龙公司、西门子公司、AB公司所推出的PLC均为从小到大全系列的产品，可以满足各种各样的要求。可惜的是各厂家生产的PLC产品都不兼容，甚至同意厂家生产的产品也不兼容，但是各种PLC的工作原理和使用方法基本都是一样的。1.2 PLC的应用
在工业控制系统中，以可编程控制器（PLC）和工业控制计算机（IPC）为核心的综合自动化系统得到了广泛应用。利用PLC丰富的内部资源及强大的功能指令，编制故障检测报警程序，不仅可以替代继电器实现相应功能，还可以提高工作可靠性及其系统的灵活性。
随着控制规模的扩大，自动化复杂程度的提高，设备系统故障率也在增加，故障对生产影响的程度更是大幅度上升。从目前统计的情况来看，设备系统故障停机的时间80%以上由于故障诊断，而实际维修只占用不到20%的时间。为了保证生产的正常运行，除了不断提高系统的可靠性外，须实现对设备的有效监视，在故障发生时能准确迅速的进行诊断，以便及时排除故障。
而PLC使用方便，可靠性高，通用性强，一般用于现场输入输出逻辑控制；工业控制计算机软硬件资源丰富，一般用于工业过程的实时监控及管理。两者相互结合，从而达到工业控制系统远程监视和故障自诊断的功能。工业控制系统的故障自诊断功能是智能化的一个重要标志，对于工业控制现场具有较高的意义和实用价值。
第2章太阳能硅片清洗机介绍
太阳能硅片清洗机的介绍
太阳能硅片清洗机由槽体、移栽机械手、抽风装置、人机界面和电控柜等五部分组成，其控制部分主要由三菱FX2N系列PLC控制，操作员通过10.4英寸彩色触摸屏控制生产。其生产工艺流程如图1所示，手动将装有硅片的提篮放入上料位，移载机械手抓取提篮，按设定程序将提篮转移到各工艺槽进行腐蚀或清洗，相关工艺槽具有加热、超声、喷淋、排液、温度检测、液位检测等功能，完成处理过程后，机械手将提篮转移至下料位，手动取出提篮。
硅片检验
喷淋漂洗
喷淋
去损伤层制绒面
漂洗
上料硅片插合
HF酸
HD酸漂洗
检测干燥
慢拉
第3章太阳能硅片清洗机PLC的选择
3.1 PLC应用可行性及优越性
PLC控制的清洗设备有如下的特点：
1、可靠性高，由于采取了一系列的PLC高可靠性的措施，PLC的平均无故障时间（MTBF）一般可达3~5万小时。而且PLC的环境适应性也很强，它能在工业环境下可靠地工作；
2、编程简单，PLC最常用的编程语言是梯形图语言。这种编程语言形象直观，容易掌握，不需要专门的计算机知识，便于广大现场工程技术人员掌握。当工作流程需要改变时，可以现场改变程序，使用方便、灵活；
3、体积小、结构紧凑、安装、维修方便。PLC的体积小，重量轻，便于安装。一般PLC都具有自诊断、故障报警、故障种类显示等功能，便于操作和维修人员检查，可以较容易通过更换模块插件来迅速排除故障。PLC的结构紧凑，它
与被控对象的硬件连接方式简单、接线少，便于维护。
3.2 PLC的分类
PLC种类很多，大致分为3类，但习惯以I/O点数分。
1、按I/O点数分类
小型PLC ：小型PLC的I/O点数一般在128点以下，其特点是体积小、结构紧凑，整个硬件融为一体，除了开关量I/O以外，还可以连接模拟量I/O以及其他各种特殊功能模块。它能执行包括逻辑运算、计时、计数、算术运算、数据处理和传送、通讯联网以及各种应用指令。
中型PLC ：中型PLC采用模块化结构，其I/O点数一般在256~1024点之间。I/O的处理方式除了采用一般PLC通用的扫描处理方式外，还能采用直接处理方式，即在扫描用户程序的过程中，直接读输入，刷新输出。它能联接各种特殊功能模块，通讯联网功能更强，指令系统更丰富，内存容量更大，扫描速度更快。大型PLC ：一般I/O点数在1024点以上的称为大型PLC。大型PLC的软、硬件功能极强。具有极强的自诊断功能。通讯联网功能强，有各种通讯联网的模块，可以构成三级通讯网，实现工厂生产管理自动化。大型PLC还可以采用三CPU 构成表决式系统，使机器的可靠性更高。
2、按结构形式分类
根据PLC的结构形式，可将PLC分为整体式和模块式两类。
（1）整体式PLC 整体式PLC是将电源、CPU、I/O接口等部件都集中装在一个机箱内，具有结构紧凑、体积小、价格低的特点。小型PLC一般采用这种整体式结构。整体式PLC由不同I/O点数的基本单元（又称主机）和扩展单元组成。基本单元内有CPU、I/O接口、与I/O扩展单元相连的扩展口，以及与编程器或EPROM写入器相连的接口等。扩展单元内只有I/O和电源等，没有CPU。基本单元和扩展单元之间一般用扁平电缆连接。整体式PLC一般还可配备特殊功能单元，如模拟量单元、位置控制单元等，使其功能得以扩展。
（2）模块式PLC 模块式PLC是将PLC各组成部分，分别作成若干个单独的模块，如CPU模块、I/O模块、电源模块（有的含在CPU模块中）以及各种功能模块。模块式PLC由框架或基板和各种模块组成。模块装在框架或基板的插座上。这种模块式PLC的特点是配置灵活，可根据需要选配不同规模的系统，而且装配方便，便于扩展和维修。大、中型PLC一般采用模块式结构。
还有一些PLC将整体式和模块式的特点结合起来，构成所谓叠装式PLC。叠装式PLC其CPU、电源、I/O接口等也是各自独立的模块，但它们之间是靠电缆进行联接，并且各模块可以一层层地叠装。这样，不但系统可以灵活配置，还可做得体积小巧。
3、按功能分类
根据PLC所具有的功能不同，可将PLC分为低档、中档、高档三类。
（1）低档PLC 具有逻辑运算、定时、计数、移位以及自诊断、监控等基本功能，还可有少量模拟量I/O、算术运算、数据传送和比较、通信等功能。主要用于逻辑控制、顺序控制或少量模拟量控制的单机控制系统。
（2）中档PLC 除具有低档PLC的功能外，还具有较强的模拟量I/O、算术运算、数据传送和比较、数制转换、远程I/O、子程序、通信联网等功能。有些还可增设中断控制、PID控制等功能，适用于复杂控制系统。
（3）高档PLC 除具有中档机的功能外，还增加了带符号算术运算、矩阵运算、位逻辑运算、平方根运算及其它特殊功能函数的运算、制表及表格传送功能等。高档PLC机具有更强的通信联网功能，可用于大规模过程控制或构成分布式网络控制系统，实现工厂自动化
3.3 PLC的结构和工作原理
PLC主要有中央处理单元(CPU)、存储器(RAM、ROM)、输入/输出部件(I/O)、电源和编程器几大部分组成。
PLC是以微机处理器为核心的数值式电子、电气自动控制装置,也可以说是一种专用微型计算机。各种PLC的具体结构虽然多种多样,但组成的一般原理基本相同，即都是以微处理器为核心，并辅以外围电路和I/O单元等硬件所构成的。正像通用的微机一样,PLC的各种功能的实现,不仅基于其硬件的作用,而且要靠其软件的支持。实际上，PLC就是一种工业控制计算机，其系统组成、工作原理、操作使用原理都与计算机相同。
PLC的操作是按其程序要求进行的，而程序是用程序语言表达的。表达方式有多种多样，不同的PLC生产厂家，不同的机种，采用的表达方式也不相同。但基本上可归纳为字符表达式(即用文字符号来表达程序,如语句表程序表达方式)和图形符号表达方式(即用图形符号来表达程序,如梯形图程序表达方式)这两大类。也有将这两种方式结合起来表示PLC的程序。
（1）梯形图 PLC的梯形图编程语言与传统的“继电、接触”控制原理图十分相似，它形象、直观、实用,为广大电气技术人员所熟知。这种变成语言继承了传统的继电器控制逻辑中使用的框架结构、逻辑运算方式和输入输出形式，使得程序直观易读。当今世界各国的PLC制造家所生产的PLC大都采用梯形图语言编程。
（2）指令表用指令表所描述的编程方式是一种与计算机汇编语言相类似的助记符编程方式。由于不同型号的PLC的表识符和参数表示方法不一，所以无千篇一律的格式。
（3）逻辑符号图采用逻辑符号图表示控制逻辑时,首先要定义某些逻辑符号的功能和变量函数，它类似于“与”、“或”、“非”逻辑电路结构的编程方式。一般来说，用这三种逻辑能够表达所有的控制逻辑。这是国际电工委员会(IEC)颁布的PLC编程语言之一。
（4）高级语言编程随着软件技术的发展，近年来推出的PLC，尤其是大型的PLC，已开始用高级语言进行编程。许多PLC采用类似PASCAL语言的专用语言，系统软件具有这种专用语言编程的自动编译程序。采用高级语言编程后，用户可以像使用普通微型计算机一样操作PLC。除了完成逻辑控制功能外，还可以进行PID调节、数据采集和处理以及与计算机通信等。
3.4 PLC的工作方式
通常把PLC看作是由等效的继电器、计时器、计数器等元件组成的装置。PLC 采用循环扫描的工作方式，其工作过程可分为:内部处理、通信服务、输入处理、程序执行、输出处理几个阶段，整个过程扫描一次所需的时间称为扫描周期。在内部处理阶段,PLC检查CPU模块内部硬件是否正常，复位监视计时器，以及完成其他一些内部处理。在通信处理阶段，PLC与带微处理器的智能装置通信，响应编程器键入的命令，更新编程器的显示内容。在PLC处于停止运行状态时，只完成内部处理和通信服务工作。在PLC处于运行状态时，除完成上述操作外，还要完成输入处理、程序执行、输出处理工作。
3.5 PLC应用系统的设计步骤
PLC应用系统的设计一般按下述几个步骤进行：
（1）熟悉被控对象首先要全面详细地了解被控对象的机械结构和生产工艺
过程，了解机械设备的运动要求、运动方式和步骤,归纳出工作循环图或状态(功能)图。
（2）明确控制任务与设计要求要了解工艺过程和机械运动与电气执行元件之间的关系和对控制系统的要求，归纳出电气执行元件的动作节拍表。PLC控制系统的根本任务就是正确实现这个节拍表。
（3）指定电器控制方案根据生产工艺和机械运动的控制要求，确定控制系统的工作方式，还要确定系统应有的其它功能。
（4）确定控制系统的输入输出信号通过研究工艺过程或机械运动的各个步骤、各种状态、各种功能的发生、维持、结束、转换和其它的相互关系，来确定各种控制信号和检测反馈信号、相互的转换和联系信号。并且确定哪些信号需要输入PLC，哪些信号要由PLC输出或者哪些外部负载要由PLC驱动，分类统计出各输入输出量的性质及参数。
（5）PLC的选型与硬件配置根据以上步骤得到的结果，选择合适的PLC型号并确定各种硬件配置。
（6）PLC元件的编号分配对各种输入输出信号占用PLC输入、输出端点及其它PLC元件进行编号分配，并设计出PLC的外部线路图。
（7）程序设计程序设计是PLC系统应用中最关键的问题，也是整个控制系统设计的核心，其主要工作就是要设计出梯形图和语句表程序。
（8）模拟运行与调试程序将设计好的程序通过编程器或微机传送至PLC内部之后，首先要逐条进行检查和验证，改正程序设计中的逻辑、语法、数据错误或输入过程中的按键及传输错误，然后，可以在实验室里进行模拟运行与调试程序，观察在可能的情况下个输入量、输出量之间的变化关系是否符合设计要求，发现问题及时修改设计，并改正传送到PLC 中去的程序，直到完成满足工作循环图或状态流程图的要求。在进行程序设计和模拟运行调试的同时，可以进行平行地进行控制系统的其它部分的设计、装配、安装和接线工作。
（9）现场运行调试完成以上各种工作之后，即可将已初步调试好的程序传送到现场使用的PLC存储器中，PLC接入实际输入信号与实际负载，进行现场运行调试，即解决调试中发现的问题，直到完全满足设计要求，即可交付使用。
PLC按结构可分为整体型和模块型两类。整体型PLC的I/0点数较少且相对固
定，因此用户选择的余地较小，通常于小型控制系统。这一类PLC的代表有：西门子公司的S7-200系列、三菱公司的FX系列、欧姆龙公司的CPM1A系列等。
模块型PLC提供多种I/O模块，可以在PLC基板上插接，方便用户根据需要合理地选择和配置控制系统的I/O点数。因此，模块型PLC的配置比较灵活，一般用于大中型控制系统。例如西门子公司的S7-300系列和S7-400系列、三菱公司的Q系列、欧姆龙公司的CVM1系列等。
第4章太阳能硅片清洗机
4.1 PLC的选型
选择日本三菱FX2N系列小型模块按I/O点数分类，一般小于512点为小型PLC，512～2048点为中型,2048点以上为大型PLC。此清洗机输入输出点小于256点应选小型PLC，即选FX2N-128MR加扩展单元FX2N-48ER。
表1-1 FX2N系列PLC技术指标
电源AC110~120V/220~240V单相50~60Hz
电源波动范围AC99~132V/198~264V，电源可瞬间失效10ms
环境温度0~55℃
环境湿度45~96%（无凝露）
防震性能10~55Hz，0.5mm（最大：2G）
抗冲击性能10G，在x，y，z三个方向定时
抗噪声能力X504V 峰-峰值，1μs，30~100Hz（噪声模拟器）
击穿电压（绝缘耐压）AC1500V，1min（接地端与其它端子间）
绝缘电阻5MΩ，500VDC（接地端与其它端子间）
接地电阻小于100Ω（如接地有困难可不接地）
环境无腐蚀性气体，无导电粉末，微粒
4.2 可编程控制器的输入与输出分配
PLC I/O接口分配表：
X0 臂停止Y0
X1 自动/手动Y1
X2 自动起动Y2
X3 自动停止Y3
X4 蜂鸣停止Y4 运行指示
X5 紧急停止Y5 原点指示
X6 电机过载Y6 故障指示
X7 变频报警Y7 蜂鸣器
X10 1槽水位仪Y10 1槽水泵
X11 2槽水位仪Y11 2槽水泵
X12 3槽水位仪Y12 3槽水泵
X13 4槽水位仪Y13 4槽水泵
X14 5槽水位仪Y14 5槽循环水泵X15 7槽水位仪Y15 5槽补水泵
X16 8槽水位仪Y16 8槽水泵
X17 9槽水位仪Y17 10槽循环水泵X20 1#机上升到位Y20 1#机横移左行X21 1#机上减速位Y21 1#机横移右行X22 1#机下减速位Y22 1#机横移慢速X23 1#机下降到位Y23 1#机横移快速X24 1#机上升Y24 1#机提拉上升X25 1#机下降Y25 1#机提拉下降X26 1#机左移Y26 1#机提拉慢速X27 1#机右移Y27 1#机提拉快速X30 上料位Y30 1#后盖开
X31 1#槽位Y31 1#后盖闭
X32 2#槽位Y32 2#后盖开
X33 3#槽位Y33 2#后盖闭
X34 4#槽位Y34 3#后盖开
X35 5#槽位Y35 3#后盖闭
X36 6#槽位Y36 1#机横移刹车X37 1#机下钩位Y37 1#机提拉刹车X40 1#后盖开位Y40 10槽补水泵X41 1#后盖闭位Y41 上料电机
X42 2#后盖开位Y42 下料电机
X43 2#后盖闭位Y43 干燥抽风机
X44 3#后盖开位Y44 酸槽抽风机
X45 3#后盖闭位Y45 碱槽抽风机
X46 4#后盖开位Y46 炉1风机
X47 4#后盖闭位Y47 炉2风机
X50 6#后盖开位Y50 1槽自动加热X51 6#后盖闭位Y51 2槽自动加热X52 11#后盖开位Y52 3槽自动加热X53 11#后盖闭位Y53 4槽自动加热X54 13#后盖开位Y54 予交换槽加热X55 13#后盖闭位Y55 热交换槽加热X56 14#后盖开位Y56 炉1自动加热X57 14#后盖闭位Y57 炉2自动加热X60 2#机上升到位Y60 2#机横移左行
X61 2#机上减速位Y61 2#机横移右行X62 2#机下减速位Y62 2#机横移慢速X63 2#机下降到位Y63 2#机横移快速X64 2#机上升Y64 2#机提拉上升X65 2#机下降Y65 2#机提拉下降X66 2#机左移Y66 2#机提拉慢速X67 2#机右移Y67 2#机提拉快速X70 空Y70 4#后盖开
X71 7#槽位Y71 4#后盖闭
X72 8#槽位Y72 1#排放阀
X73 9#槽位Y73 补风机
X74 10#槽位Y74 2#排放阀
X75 10#槽水位Y75 11槽喷淋
X76 12#槽水位Y76 2#机横移刹车X77 2#下钩位Y77 2#机提拉刹车X100 上料位检测1 Y100 6#后盖开
X101 上料位检测2 Y101 6#后盖闭
X102 下料位检测1 Y102 11#后盖开
X103 下料位检测2 Y103 11#后盖闭
X104 预热槽水位Y104 炉1后盖开X105 储水槽1水位Y105 炉1后盖闭X106 储水槽2水位Y106 炉2后盖开X107 热交换槽水位Y107 炉2后盖闭X110 3#机上升到位Y110 3#机横移左行X111 3#机上减速位Y111 3#机横移右行X112 3#机下减速位Y112 3#机横移慢速X113 3#机下降到位Y113 3#机横移快速X114 3#机上升Y114 3#机提拉上升X115 3#机下降Y115 3#机提拉下降X116 3#机左移Y116 3#机提拉慢速X117 3#机右移Y117 3#机提拉快速X120 1-2交错开关Y120 3#排放阀
X121 3-4交错开关Y121 4#排放阀
X122 11#槽位Y122 7#排放阀
X123 12#槽位Y123 9#排放阀
X124 13#槽位Y124 6槽喷淋
X125 14#槽位Y125 超声波
X126 下料位Y126 3#机横移刹车X127 3#机下钩位Y127 3#机提拉刹车X130 1#臂上保护Y130 1#补水阀
X131 1#臂下保护Y131 2#补水阀
X132 1#臂横移保护Y132 3#补水阀
X133 2#臂上保护Y133 4#补水阀
X134 2#臂下保护Y134 7#补水阀
X135 2#臂横移保护Y135 9#补水阀
X136 3#臂上保护Y136 空
X137 3#臂下保护Y137 空
X140 3臂#横移保护Y140 总补水泵
X141 1#手动补水Y141 空
X142 2#手动补水Y142 空
X143 3#手动补水Y143 空
X144 4#手动补水Y144 空
X145 7#手动补水Y145 空
X146 9#手动补水Y146 空
X147 空Y147 空
4.3 梯形图与指令表
(1) 时间设定指令表
序号指令数据
0 LD M8000
1 MUL D411 K60 D440 8 MOV D440 D511
D511 = 1#设定时间
13 MUL D412 K60 D442 20 MOV D442 D512
D512 = 2#设定时间
25 MOV D512 D513
D512 = 2#设定时间
D513 = 3#设定时间
30 MOV D512 D514
D512 = 2#设定时间
D514 = 4#设定时间
35 MUL D415 K60 D448 42 MOV D448 D515
D515 = 5#设定时间
47 MUL D416 K60 D450
54 MOV D450 D516
D516 = 6#设定时间
当PLC执行程序时M8000为ON，数据寄存器D411的内容乘以数值60送D440数据寄存器中，然后执行传送指令将D440的内容传送到D511中(D411为人为设定时间、D511为人机界面显示时间，设定时间以分钟为单位显示时间以秒为单位)。执行乘法指令，将D412的数值乘以数值60送D442中，然后执行传送指令将D442的内容送到D512中(D512为2槽设定时间)。再执行传送指令将D512的数值传送到D513中(D513为3槽设定时间)。执行传送将D512的数值传送到D514中(D514为4槽设定时间，二、三、四槽时间一致)。执行传送将D415中的数值乘以数值60送D448中，传送将D448的数值送D515中(D515为5槽设定时间)。执行乘法指令将D416的数值乘以数值60送D450中，传送将D450的数值送D516中(D516为6槽设定时间)。
(2)机械手提料、放料梯形图
机械手提料、放料梯形图
X101（上料位检测）得电，即辅助继电器M510得电，M510触点闭合，时间继电器T10开始计时(时间数值D510为人为设定时间)。T10时间到1号槽内无料(M511常闭时为1#槽无料)、1号、2号、3号、4号、5号槽没有料要提的情况下上料有货开始提篮，1号机械手在上料位提料完毕上升到位时，上料位有货复位。1号机械手移动到1号槽位开始下降，下降到位时放料完成1号槽M511置位显示1号槽有料同时时间继电器对1槽设定的时间开始计时。执行下一步指令，在2、3、4#槽只要有一个槽无料时同时2、3、4、5槽没有料要提的情况下，1号槽设定时间到机械手开始在1号位处提篮。机械手在1号槽位X31得电，升降马达运行到X20上升到位点，1号槽有料复位，机械手将提取的料放到2号槽内，同时T12开始计时。2号槽设定时间到，在5号槽没有料的情况下同时其他各槽没有提篮请求，机械手提取花篮运行到5号槽放料。其他各槽提放料的具体动作同上料位提篮运行到1号槽放料的过程一样。
（3）取料、放料、开盖梯形图
取料、放料、开盖梯形图
S110或S120得电，即1号机械臂在左移或右移状态时，1号槽有货提M411得电，取1号开盖保持。2号槽无料时取料放2号槽，2号槽开盖保持；2号槽有料、3号槽无料时取料放3号槽，3号槽开盖保持；2号、3号槽有料、4号槽无料时取料放4号槽，4号槽开盖保持。执行下一步指令，1号机械臂在左移或右移状态时，2号槽有货提，M412得电，取2号开盖保持。1号机械臂在左移或右移状态时，3号槽有货提，M413得电，取3号开盖保持。1号机械臂在左移或右移状态时，4号槽有货提，M414得电，取4号开盖保持。1号机械臂在左移或右移状态时，5号槽有货提，M415得电，放6号开盖保持。
（4）机械手取料、放料梯形图
课程名称电气控制与PLC课程设计 课题名称工业自动清洗机的控制系统设计专业测控技术 班级1301 学号201301200120 姓名郭鹏 指导老师刘星平，赖指南，谭梅，沈细群 2016年6月17日
电气信息学院 课程设计任务书 课题名称工业自动清洗机的控制系统设计 姓名郭鹏专业测控技术班级1301 学号20 指导老师沈细群 课程设计时间2016年6月6日～2016年6月17日（第15～16周） 教研室意见同意开题。审核人：汪超林国汉 一.任务及要求 设计任务： 以PLC为核心，设计一个工业自动清洗机的控制系统，为此要求完成以下设计任务： 1.根据工业自动清洗机的基本结构、工艺过程和控制要求，确定控制方案。 2.配置电器元件，选择PLC型号。 3.绘制工业自动清洗机的的控制线路原理图和PLC I/O接线图。设计PLC梯形图程序，列出指令程序清单。 4.上机调试程序。 5.编写设计说明书。 设计要求 1.一般要求： （1）所选控制方案应合理，所设计的控制系统应能够满足双面站的工艺过程要求，并且技术先进，安全可靠，操作方便。 （2）所绘制的设计图纸符合国家标准局颁布的GB4728－84《电气图用图形符号》、GB6988－87《电气制图》和GB7159－87《电气技术中的文字符号制定通则》的有关规定。 （3）所编写的设计说明书应语句通顺，用词准确，层次清楚，条理分明，重点突出。 2.具体要求： （1）课题简介 在工业现场有一种自动清洗机，工作时将需要清洗的部件放在小车上，按启动按钮后小车自动进入清洗池指定位置A，首先加入酸性洗料，小车再继续前行到另一位置B,然后返回到位置A，打开排酸阀门将酸性洗料放出，完成一次酸洗后。再加入碱性洗料，清洗过程同酸洗。等碱性洗料完全放出后，小车从位置A回到起始位置，等待下次启动信号。 （2）控制要求 该清洗设备的小车前进后退通过电动机的正反转控制，酸性洗料和碱性洗料通过两个
题目：基于PLC的液位控制系统设计姓名： 学号： 系别： 专业： 年级班级： 指导教师： 2013年5月18日
毕业论文（设计）作者声明 本人郑重声明：所呈交的毕业论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。矚慫润厲钐瘗睞枥庑赖。 本人完全了解有关保障、使用毕业论文的规定，同意学校保留并向有关毕业论文管理机构送交论文的复印件和电子版。同意省级优秀毕业论文评选机构将本毕业论文通过影印、缩印、扫描等方式进行保存、摘编或汇编；同意本论文被编入有关数据库进行检索和查阅。聞創沟燴鐺險爱氇谴净。 本毕业论文内容不涉及国家机密。 论文题目： 作者单位： 作者签名： 年月日
目录 摘要............................................................................................................. 1残骛楼諍锩瀨濟溆塹籟。引言............................................................................................................. 1酽锕极額閉镇桧猪訣锥。 1.研究现状分析 ................................................................................... 2彈贸摄尔霁毙攬砖卤庑。 1.1题研究背景、意义和目的 ...................................................... 2謀荞抟箧飆鐸怼类蒋薔。 1.2液位控制系统的发展状况 ...................................................... 3厦礴恳蹒骈時盡继價骚。 1.3课题研究的主要内容................................................................ 4茕桢广鳓鯡选块网羈泪。 2.控制方案设计 ................................................................................... 4鹅娅尽損鹌惨歷茏鴛賴。 2.1系统设计 ...................................................................................... 4籟丛妈羥为贍偾蛏练淨。 2.2单容水箱对象特性 .................................................................... 6預頌圣鉉儐歲龈讶骅籴。 3.硬件配置 .............................................................................................. 8渗釤呛俨匀谔鱉调硯錦。 3.1控制单元 ...................................................................................... 8铙誅卧泻噦圣骋贶頂廡。 3.2检测单元 ...................................................................................... 9擁締凤袜备訊顎轮烂蔷。 3.3执行单元 ...................................................................................... 9贓熱俣阃歲匱阊邺镓騷。 4.软件设计 .............................................................................................. 9坛摶乡囂忏蒌鍥铃氈淚。 4.1STEP 7-Micro/WIN编程软件简介 ........................................ 9蜡變黲癟報伥铉锚鈰赘。 4.2参数设定及I/O分配 .............................................................. 10買鲷鴯譖昙膚遙闫撷凄。 5.程序编程和系统仿真.................................................................. 12綾镝鯛駕櫬鹕踪韦辚糴。 5.1程序设计 .................................................................................... 12驅踬髏彦浃绥譎饴憂锦。 5.2程序仿真和分析....................................................................... 13猫虿驢绘燈鮒诛髅貺庑。 6.结论....................................................................................................... 16锹籁饗迳琐筆襖鸥娅薔。参考文献................................................................................................ 17構氽頑黉碩饨荠龈话骛。附录........................................................................................................... 19輒峄陽檉簖疖網儂號泶。致谢........................................................................................................... 22尧侧閆繭絳闕绚勵蜆贅。
设计题目基于PLC的机械手控制系统设计 摘要 【摘要】 工业机械手是近几十年发展起来的一种高科技自动生产设备。工业机械手也是工业机器人的一个重要分支。他的特点是可以通过编程来完成各种预期的作业，在构造和性能上兼有人和机器各自的优点，尤其体现在人的智能和适应性。机械手作业的准确性和环境中完成作业的能力，在国民经济领域有着广泛的发展空间。 机械手的发展是由于它的积极作用正日益为人们所认识：其一、它能部分的代替人工操作；其二、它能按照生产工艺的要求，遵循一定的程序、时间和位置来完成工件的传送和装卸；其三、它能操作必要的机具进行焊接和装配，从而大大的改善了工人的劳动条件，显著的提高了劳动生产率，加快实现工业生产机械化和自动化的步伐。因而，受到很多国家的重视，投入大量的人力物力来研究和应用。尤其是在高温、高压、粉尘、噪音以及带有放射性和污染的场合，应用的更为广泛。在我国近几年也有较快的发展，并且取得一定的效果，受到机械工业的。 机械手是一种能自动控制并可从新编程以变动的多功能机器，他有多个自由度，可以搬运物体以完成在不同环境中的工作。 机械手的结构形式开始比较简单，专用性较强。随着工业技术的发展，制成了能够独立的按程序控制实现重复操作，适用范围比较广的“程序控制通用机械手”，简称通用机械手。由于通用机械手能很快的改变工作程序，适应性较强，所以它在不断变换生产品种的中小批量生产中获得广泛的引用。
ABSTRACT Manipulator hand and arm can imitate the certain movements function, according to fixed program to grab, transporting or operating tool for automatic operation of the device. It can replace the hard labor in order to realize people the mechanization of manufacturing and automation, can in harmful environment operation to protect the personal safety and so widely used. The type of manipulator, according to drive mode can be divided into hydraulic, pneumatic, electric and mechanical manipulator; According to applicable range can be divided into robots for and general manipulator two; According to the trajectory control mode can be divided into position control and continuous track control robots. The design of the manipulator and add plane rotation type and structure, the action of the manipulator by pneumatic cylinder driving, pneumatic cylinder of the corresponding electromagnetic valve to control, electromagnetic valve controlled by PLC. Drive the implementation of the component finish, can very convenient embedded in all kinds of industrial production line. Manipulator used PLC control, and has high reliability, change program flexible, and other advantages, whether for time control or travel control or mixed control, can be set to realize through PLC program. According to the order of the manipulator action can modify the program, so that more of the manipulator strong generality. Keywords: manipulator electromagnetic valve PLC
哈尔滨理工大学毕业设计 题目：基于PLC的中央空调控制系统设计院、系：自动化学院自动化系 姓名： 指导教师： 系主任： 2012年06月25 日
哈尔滨理工大学毕业设计(论文)任务书 学生姓名：学号： 学院：自动化学院专业：自动化 任务起止时间：2012 年 2 月27 日至2012 年 6 月25 日 毕业设计(论文)题目： 基于PLC的中央空调控制系统设计 毕业设计工作内容： 1．第1～2周，查阅相关资料并翻译外文资料； 2．第3～4周，了解课题目前在国内外的研究现状、发展趋势，确定中央空调所要实现的功能和了解整个系统的结构框架； 3．第5～8周，进一步了解中央空调的所要实现的具体功能，确定系统中所要用到的原器件，并进行最初的硬件电路的设计，为软件编程做准备； 4．第9～11周，学习PLC程序的设计与开发，确定最终的硬件电路的设计； 5．第12～13周，编写PLC程序，并和硬件一起进行程序调试，来检查程序的可行性； 6．第14～15周，修改必要的程序部分来完善系统，并书写论文的初稿；7．第16～17周，修改并完成书面论文，准备答辩。 资料： 1.王卫兵，高俊山. 可编程控制器原理及应用.第二版.机械工业出版社，2005 2.任光.可编程序控制器(PC)应用技术与实例.华南理工大学出版社，2001 3.汤蕴缪，史乃. 电机学.机械工业出版社，1999 4.康贤永，万大福. 可编程控制器及其应用. 重庆大学出版社，1998 5.梅晓榕，柏桂珍. 自动控制元件及线路. 科学出版社，2005 6.刘金琨. 先进PID控制Matlab仿真(第二版). 电子工业出版社，2004 指导教师意见： 签名： 年月日系主任意见： 签名： 年月日 教务处制表
内容摘要 系统的自动控制部分主要由硬件部分和软件部分组成。硬件部分主要是由步进电机、传感器、继电器等硬件来完成本单元的动作。 软件部分主要运用了CAD、PLC和组态王等软件工具。在这次设计中利用PLC 编程来完成机械手单元整个动作。其中对单元操作进行了分步：如，绘制硬件连线、整个单元的流程图、用CAD软件绘制平面图、用组态王来描述机械手动作的整个过程。本单元只是现场总线的其中一部分，但是它完全体现出了现场总线的优点。 第一章是概述，第二章是在这次设计中所用到的工具软件，第四、五章就是本次设计的重点。通过这次设计，让我更深入的了解了自己所学专业。 由于时间仓促、水平有限，其中有许多不足之处在所难免，敬请老师批评指正，给予多多指导。 关键词：可编程控制器PLC; 机械手; 工作原理
目录 第一章绪论 (2) 1.1 研究意义现状分析及其意义 (2) 1.2 机械手的发展趋势.优点及其应用 (3) 第二章系统设计中的应用软件 (6) 2.1 PLC软件 (6) 2.2 CAD软件 (7) 2.3 组态王软件 (7) 第三章硬件部分 (10) 第四章软件部分 (16) 第五章组态部分 (18) 第六章结论 (22) 致谢 (23) 参考文献 (24)
第一章绪论 可编程序控制器(PLC)已在工业生产过程的自动控制中得到了广泛的应用。它是以微处理器为核心,综合计算机技术、自动控制技术和通信技术发展起来的一种通用的自动控制装置,它具有结构简单、易于编程、性能优越、可靠性高、灵活通用和使用方便等一系列优点;气动技术也是实现工业自动化的重要手段,并且已广泛地应用于各工业部门,在机械产品自动化、工业自动化及企业技术改造方面占有重要的地位。气压传动的介质来自于空气,环境污染小,工程容易实现。机械手在工业自动化生产中得到了很好的利用,它可减少人的重复操作,并且它还可以完成人无法完成的操作,从而大大地提高工业生产效率。 人们一般的理解来看，机器人是具有一些类似人的功能的机械电子装置，或者叫自动化装置，它仍然是个机器，它有三个特点，一个是有类人的功能，比如说作业功能，感知功能，行走功能，还能完成各种动作，它还有一个特点是根据人的编程能自动的工作，这里一个显著的特点，就是它可以编程，改变它的工作、动作、工作的对象，和工作的一些要求，它是人造的机器或机械电子装置。 到目前为止，工业机器人是最成熟，应用最广泛的一类机器人，世界总量目前已经销售110万台，这是1999年的统计，但这110万台在已经进行装备使用的是75万台，这个量也是不小的。总体情况看，日本在工业机器人这一块，是首位的，成为机器人的王国，美国发展也很迅速，目前在新安装的台数方面，已经超过了日本，中国刚开始进入产业化的阶段，已经研制出多种工业机器人样机，而有小批量在生产中使用，这也是整个在日本、美国以及我们国家在工业机器人情况的一些比较。 1.1 研究意义现状分析及其意义 工业机械手是近几十年发展起来的一种高科技自动化生产设备。工业机械手的是工业机器人的一个重要分支。机械手技术涉及到力学、机械学、电气液压技术、自动控制技术、传感器技术和计算机技术等科学领域，是一门跨学科综合技术。
威海职业学院机电工程系 毕业设计（论文） 论文题目：汽车清洗机的控制系统 学生姓名： 学号： 专业： 指导教师： 2011 年 3 月
摘要 随着汽车产业突飞猛进的发展，汽车清洗行业迎来了一个重要的发展机遇。汽车清洗机作为洗车工作必不可少的设备，其清洗效果、清洗速度，清洗成本以及对节水和环境保护的要求，成为其开发和生产必须要考虑的内容。然而传统的人工洗车效果不理想、极大的浪费人力物力和自然资源。我们这里设计的汽车自动清洗机就比较理想，它内置控制器，采用先进的传感器技术，自动对需要服务的汽车进行清洗，清洗完毕自动停止刷洗，实现了洗车的自动化控制。 With the rapid development of automobile industry, car wash industry ushered in an important development opportunity. Car washing machine work is essential as the washing of equipment, the cleaning effect, cleaning rate and cleaning costs, and requirements for water conservation and environmental protection, as its development and production of content must be considered. However, traditional manual car wash result is not satisfactory, an enormous waste of human material and natural resources. We are here to design the car ideal for automatic washing machine, it is built-in controller, the use of advanced sensor technology, automatic car wash in need of services, cleaning is completed automatically stop the brush to achieve automatic control of washing.
基于PLC的霓虹灯控制系统设计 目录 第一章绪论 (1) 第二章霓虹灯变压器 (2) 2、1霓虹灯的工作原理 (2) 2、2霓虹灯的结构与部件 (2) 第三章可编程序控制器简介 (3) 3、1 PLC简介 (3) 3、2 PLC的结构 (4) 3、3 PLC的工作原理 (4) 3、4控制器简介:S7-200系列PLC (5) 3、5 PLC应用特点 (5) 第四章霓虹灯控制系统设计 (6) 4、1任务分析及功能阐述 (6) 4、2 PLC接线图 (7) 4、3 I\O分配表 (8) 4、4控制流程的设计 (9) 4、5梯形图的设计 (10) 总结 (14)
第一章绪论 在现阶段,可编程控制器在工业控制领域已经起着举足轻重的作用,其方便快捷,准确等功能决定了它的主导地位,它将逐渐发展成以微处理器为核心,把自动化技术、计算机技术、通信技术融为一体的新型工业自动控制装置。本课题可以说就是对可编程控制器在自动控制方面的一个简单的应用。 随着改革的不断深入,社会主义市场经济的不断繁荣与发展,大中小城市都在进行亮化工程。企业为展现自己的形象与产品,一般都会采用通过霓虹灯广告屏来这种广告手法,所以当我们夜晚走在大街上,马路两旁各色各样的霓虹灯广告随处可见,一种就是采用霓虹灯管做成的各种形状与多种彩色的灯管,另一种为日光等管或白炽灯管作为光源,另配大型广告语或宣传画来达到宣传的效果,大部分就是采用霓虹灯。这就涉及到如何去控制霓虹灯的亮灭、闪烁时间及流动方向等诸多控制问题,如何去快捷、可靠、简单的去控制,成为人们考虑的重点,在这我认为PLC最适合去解决这些问题。 可编程控制器PLC英文全称Programmable Logic Controller,就是一种数字运算操作的电子系统,专为工业环境应用而设计的。它采用一类可编程的存储器,用于其内部存储程序,执行逻辑运算,顺序控制,定时,计数与算术操作等方面向用户的指令,并通过数字或模拟式输入/输出控制各种类型的机械或生产过程。作为自动控制装置的核心,它具有功能强,可靠性高等诸多优点,PLC实验装置采用的式模块化结构,主要模块有可编程序控制器、编程器模块,九种实验模块,按钮、开关输入模块与继电器输出模块,以及四层电梯模型。该装置可以完成各种指令系统以及多种控制对象的程序设计训练。因为PLC具有通用性强、使用方便、适应面广、可靠性高、抗干扰能力强、编程简单等特点。并且PLC在工业自动化控制特别就是顺序控制中的方面具有比较突出的优势,在现实中人们也就是多通过PLC去控制霓虹灯的。以上就就是我选择此题目作为本学期PLC应用系统设计的意义。 本次设计的主要任务就是利用可编程控制器对霓虹灯进行控制,采用的就是SIEMENS公司生产的S7-200系列可编程控制器,与其对应的编程软件就是STEP7-Micro/WIN。
课程设计（论文）题目：超声波清洗机 控制系统 设计名称：机电传动控制 班级学号：1001011105 学生姓名：白华清 指导教师：李岩任晓虹2010年12月24日
成绩评定表
课程设计任务书
目录 0. 前言 (4) 1. 课程设计的任务和要求 (5) 1.1 控制要求 (5) 1.2 课程设计的基本要求 (5) 1.3 任务分析 (6) 2. 总体设计 (7) 2.1 输入输出端子接线图 (7) 2.2 PLC控制原理图及其设计说明 (8) 2.3 主电路图 (9) 2.4 PLC选型 (10) 3. PLC程序设计 (11) 3.1 主程序设计说明 (11) 3.2 主程序顺序功能图 (12) 3.3 梯形图 (13) 3.4 程序调试说明 (19) 3.5 电器元件选择 (19) 4. 总结 (20) 5. 参考文献 (21)
0. 前言 本次课程设计的目的是掌握机电传动控制系统的基本原理、P LC 控制电路的设计方法以及继电器—接触器控制电路的P LC改造方法。掌握机电传动控制系统中继电器—接触器控制和P LC控制的基本原理、设计方法及两者的关系。掌握常用电器元件的选择方法。具备一定的控制电路的分析能力与设计能力。 可编程序控制器P LC（Pro grammab le Lo gical C o ntro ller）是以微处理器为核心综合了微电子技术、自动化技术、网络通讯技术为一体的通用工业控制装置。 PLC具有体积小、功能强、程序设计简单、灵活通用、维护方便等一系列优点，特别是在高可靠性和恶劣工作环境中得到好评，在机械、能源、化工、交通、电力等领域得到了越来越广泛的应用、成为现代工业的三大支柱（P LC/机器人、C AD/CAM）之一。因此学好并熟练应用PLC对当代大学生而言已经变得至关重要。
前言 随着我国工业生产的飞跃发展，自动化程度的迅速提高，实现工件的装卸、转向、输送或操持焊枪、喷枪、扳手等工具进行加工、装配等作业的自动化，已愈来愈引起人们的重视。 机械手是在机械化、自动化生产过程中发展起来的一种新型装置。近年来，随着电子技术特别是电子计算机的广泛应用，机器人的研制和生产已成为高技术领域内迅速发展起来的一门新兴技术，它更加促进了机械手的发展，使得机械手能更好地实现与机械化和自动化的有机结合。 机械手是模仿着人手的部分动作，按给定程序、轨迹和要求实现自动抓取、搬运或操作的自动机械装置。在工业生产中应用的机械手被称为“工业机械手”。机械手虽然目前还不如人手那样灵活，但它具有能不断重复工作和劳动、不知疲劳、不怕危险、抓举重物的力量比人手大等特点，因此，机械手已受到许多部门的重视，并越来越广泛地得到了应用，生产中应用机械手可以提高生产的自动化水平和劳动生产率；可以减轻劳动强度、保证产品质量、实现安全生产；尤其在高温、高压、低温、低压、粉尘、易爆、有毒气体和放射性等恶劣的环境中，它代替人进行正常的工作，意义更为重大。 本文将通过西门子PLC控制机械手，PLC是可编程控制器（Programmable Logic Controller）的简称，是在继电顺序控制基础上发展起来的以微处理器为核心的通用的工业自动化控制装置。随着电子技术和计算机技术的迅猛发展，PLC的功能也越来越强大，更多地具有计算机的功能。目前PLC已经在智能化、网络化方面取得了很好的发展。该系统利用西门子PLC，在步进电机驱动下，完成对机械手在搬运过程中的下降、夹紧、上升、右旋、下降、放松、上升、左旋等全过程自动化控制，并对非正常情况实行自动报警和自动保护，实现企业的机电一体化，提高企业的生产效率。
电气信息学院 课程设计任务书 课题名称工业自动清洗机的控制系统设计 姓名专业班级学号 指导老师 课程设计时间 一、任务及要求 设计任务 以PLC为核心，设计一个工业自动清洗机的控制系统，为此要求完成以下设计任务： 1.根据工艺过程和控制要求，确定控制方案。 2.配置电器元件，选择PLC型号。 3.绘制工业自动清洗机的控制线路原理图和PLC I/O接线图。设计PLC梯形图程序，列出指令程序清单。 4.上机调试程序。 5.编写设计说明书。 设计要求 1.一般要求： （1）所选控制方案应合理，所设计的控制系统应能够满足控制对象的工艺要求，并且技术先进，安全可靠，操作方便。 （2）所绘制的设计图纸符合国家标准局颁布的GB4728－84《电气图用图形符号》、GB6988－87《电气制图》和GB7159－87《电气技术中的文字符号制定通则》的有关规定。 （3）所编写的设计说明书应语句通顺，用词准确，层次清楚，条理分明，重点突出。 2.具体要求： （1）课题简介 在工业现场有一种自动清洗机，工作时将需要清洗的部件放在小车上，按启动按钮后小车自动进入清洗池指定位置A，首先加入酸性洗料，小车再继续前行到另一位置B,
然后返回到位置A，打开排酸阀门将酸性洗料放出，完成一次酸洗后。再加入碱性洗料，清洗过程同酸洗。等碱性洗料完全放出后，小车从位置A回到起始位置，等待下次启动信号。 （2）控制要求 该清洗设备的小车前进后退通过电动机的正反转控制，酸性洗料和碱性洗料通过两个泵分别注入，通过打开电磁阀排放洗料，在这里洗料的注入和放出都通过时间控制，实际的清洗也可以用液位开关控制。 二、进度安排 1.第一周星期一：布置课程设计任务，讲解设计思路和要求，查阅设计资料。 2.第一周星期二～星期四：详细了解清洗机的基本组成结构、工艺过程和控制要求。确定控制方案。配置电器元件，选择PLC型号。绘制清洗机的控制线路原理图和PLC I/O 接线图。设计PLC梯形图程序，列出指令程序清单。 4.第一周星期五：上机调试程序。 5.第二周星期二～星期四：编写设计说明书。 6.第二周星期五：答辩。
第1章绪论 1.1 论文的背景及意义 随着科学技术的发展、城市现代化进程的突飞猛进，电梯作为一种高效、迅捷、安全、可靠的垂直运输设备，成为了人们不可缺少的运输工具。现代高层建筑中各办公大楼、住宅、宾馆、医院、工矿企业、仓库、码头、大型货轮等都离不开它。据统计，在美国乘其他交通工具的人数每年约为80亿人次，而乘电梯的人数每年却有540亿人次之多。电梯服务中国已有100多年历史，特别在改革开放以后，我国电梯的使用数量快速增长。尤其是现阶段，随着经济日新月异的发展，人们生活水平不断提高，城市建筑不断增多，楼房也越来越高，与此相应，电梯也得到迅猛的发展。现在，电梯已完全融入我们的生产、生活中，满足人们生活、工作及学习的需要。据统计，我国在用电梯已达40多万台，每年还以约5万～6万台的速度增长[1][2]。 电梯的作用越来越显著，电梯的需求越来越大。而目前我国使用的先进的电梯系统基本上都是国外设计制造，其核心技术并不公开。国内具有自主知识产权的控制方法和技术在实际中的应用还比较少，与国外先进技术相比还有较大的差距。尽快研究和掌握先进的控制技术，对国内电梯工业的发展会有很大的促进作用。 早期的电梯自动控制系统中，信号的逻辑控制一般是由继电器—接触器电路来实现。由于继电器、接触器都是有触点的电气元件，体积庞大，弧光放电较严重，使用寿命有限；在电梯这种较复杂控制系统中可靠性不高，施工过程中接线复杂，当控制要求改变时必须改变硬件接线，使得通用性和灵活性不够，生产周期加长；另外，继电器、接触器触点数目有限，可扩展性较差；继电器—接触器控制系统依靠触点的机械动作实现控制，工作频率低且机械触点还会出现抖动问题；继电器控制逻辑一般不具备计数功能；同时随着楼宇层数的增加，继电器—接触器控制系统过于庞大，给设计带来不便。基于以上多种原因，导致电梯控制系统的工艺性、运行的可靠性与安全性降低，故目前己被逐步淘汰。 目前电梯的控制普遍采用两种方式，一是采用微机作为信号控制单元，完成电梯信号的采集、运行状态和功能的设定，实现电梯的自动调度和集选运行功能。微机控制是电梯控制技术的发展方向，目前已有一些由微机控制的电梯新机型相继推出，使控制功能得到增强，性能得到改善。微机控制系统虽然在智能控制方面有较强大的功能，但也存在一定的不足之处，一方面微机控制抗干扰能力较差、
毕业设计（论文） 基于PLC的全自动洗衣机控制系统设计论文 学生 指导教师 专业机电一体化 层次 班级 学号 日期
原创性声明 本人声明所呈交的毕业论文（设计）是我个人进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文（设计）中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，已在毕业论文（设计）中作了明确的说明并表示了谢意。 学生签名: 时间：年月日 关于论文（设计）使用授权的说明 本人完全了解《江西农业工程职业学院本、专科毕业论文（设计）工作条例（暂行规定）》对：“成绩为优秀毕业论文（设计），江西农业工程职业学院将有权选取部分论文（设计）全文汇编成集或者在网上公开发布。如因著作权发生纠纷，由学生本人负责”完全认可，并同意江西农业工程职业学院可以以不同方式在不同媒体上发表、传播毕业论文（设计）的全部或部分内容。江西农业工程职业有权保留送交论文（设计）的复印件和磁盘，允许论文（设计）被查阅和借阅，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编论文（设计）。 [保密的毕业论文（设计）在解密后应遵守此协议] 学生签名: 时间：年月日 密级：
摘要 本文介绍了利用三菱FX2N系列PLC对全自动洗衣机控制系统总体控制,阐述了控制方案。实现全自动洗衣机控制系统总体控制有多种，可以采用早期的模拟电路、数字电路或模数混合电路。近年来随着科技的飞速发展，单片机、PLC的应用不断地走向深入，同时带动传统的控制检测技术的不断更新。本文采用日本三菱公司生产的FX2N-48MR型PLC 作为核心控制器进行全自动洗衣机控制系统的设计，并且设计出了系统结构图、程序指令、梯形图以及输入输出端子的分配方案。同时根据全自动洗衣机控制系统总体控制要求和特点,确定PLC 的输入输出分配,并进行现场调试 关键字：PLC 全自动洗衣机控制系统 PLC程序设计
第一章绪论 1. 1 PLC简介 可编程控制器简称PLC(Progrsmmable Logic Controller, PLC),它是以微处理器为基础服务夫人通用工业控制装置。国际电工委员会(IEC)在1985年的PLC标准草案第3稿中，对PLC作了如下定义：“可编程控制器是一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境下应用而设计。它采用可编程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、计算和算术运算等操作的指令，并通过数字式、模拟式的输出和输入，控制各种类型的机械或生产过程。可编程控制器及其有关设备，都应按易于工业控制系统形成一个整体，易于扩充其功能的原则设计。”可编程控制器是一种通用的工业控制计算机。它的程序是可以控制不同的对象。具有更大的灵活性，再加上体积小、工作可靠性高、抗干扰能力强、控制功能完善，适应性强，安装接线简单等众多优点，它可以方便地应用在各种场合，PLC釆用了典型的计算机结构，主要是山微处理器(CPU)、存储器(RAM/R0M)、输入输出接口(I/O)电路、通信接口及电源组成。 中央处理单元(CPU)是可编程逻辑控制器的控制中枢。它按照可编程逻辑控制器系统程序赋予的功能接收并存储从编程器键入的用户程序和数据；检查电源、存储器、I/O以及警戒定时器的状态，并能诊断用户程序中的语法错误。当可编程逻辑控制器投入运行时，首先它以扫描的方式接收现场各输入装置的状态和数据，并分别存入I/O映象区，然后从用户程序存储器中逐条读取用户程序，经过命令解释后按指令的规定执行逻辑或算数运算的结果送入I/O映象区或数据寄存器内。等所有的用户程序执行完毕之后，最后将I/O 映象区的各输出状态或输出寄存器内的数据传送到相应的输出装置，如此循环运行，直到停止运行。 PLC的主要特点，可靠性高、抗干扰能力强功能完善、应用领域广编程简单，易学易用系统安装简单、体积小、价格低可编程控制器的应用领域PLC在钢铁、石油、化工、电力、建材、机械制造、汽车、轻纺、交通运输、环保及文化娱乐等各个行业的应用也越来越广泛，主要有以下儿个方面的控制，开关量的逻辑、控制模拟量控制、运动控制过程控制、数据处理通信及联网。PLC通信含PLC间的通信及PLC与其他智能设备间的通信。随着现代社会计算机技术的提高，网络通讯技术的不断发展，它也将和其他的工业控制计算
清洗机自动控制系统 发表时间：2008-12-17T15:28:14.903Z 来源：《中小企业管理与科技》供稿作者：孙志民 [导读] 电气控传统的制主要为继电接触式，这种系统具有结构简、单、价格低廉、维护容易、抗干扰能力强等优点，至今仍是机床和其他许多机械设备广采用的基本电气控制形式。目前,世界上发达国家如日本、美国、和西欧等国生产和使用PLC的数量日益增多,PLC作为工业控制器广泛地应用于冶金生产、汽车制造、石油化工、轻工食品、能源、交通等几乎所有的工业领域.PLC的控制方法也从简单的单机开关量逻辑控制向过程控制、数字控制和多机网络控制发展.如今PLC已成为电气自动控制系统中应用最广的核心装置。 1 引言 电气控传统的制主要为继电接触式，这种系统具有结构简、单、价格低廉、维护容易、抗干扰能力强等优点，至今仍是机床和其他许多机械设备广采用的基本电气控制形式。目前,世界上发达国家如日本、美国、和西欧等国生产和使用PLC的数量日益增多,PLC作为工业控制器广泛地应用于冶金生产、汽车制造、石油化工、轻工食品、能源、交通等几乎所有的工业领域.PLC的控制方法也从简单的单机开关量逻辑控制向过程控制、数字控制和多机网络控制发展.如今PLC已成为电气自动控制系统中应用最广的核心装置。 2 工程介绍 2.1 工程简介。本系统是为清洗橡胶管而设计的一套自动化控制系统，该清洗系统分为净洗和漂洗两个部分，它的功能是把橡胶管经过热水和化学清洗剂的净洗后，再经温水漂洗其表层、内壁的污垢、灰尘等杂质。净洗和漂洗时橡胶随着清洗框不停的翻转，同时清洗框在竖直方向上下移动并进行计数，这样使橡胶管内的杂质随着清洗框的移动排除来，提高清洗的质量。 2.2 工艺流程。把待洗的橡胶管装进塑料筐,然后把塑料筐装入净洗框并关紧框门和清洗槽门。这样如果温度、水位和机械都在原位时，自动运行指示灯闪烁提示可进行自动净洗和漂洗，净洗时净洗框以恒转速翻转同时在竖直方向上的上下移动并开始计数和计时。当净洗结束时净洗框停在最上端并继续翻转两圈后,停在初始位置为下一次运行做准备同时对计数器和计时器清零。当净洗框移动到最下端时使整个净洗框完全浸没在液体中，当净洗框移动到最上端即初始位置时完全离开液面。这样刚好完成一次净洗过程。漂洗过程与清洗过程类似，只是温度和液位控制要求不同。橡胶管经过净洗和漂洗才完成一次清洗过程。 3 工程设计 3.1 系统控制要求。根据清洗系统的工艺流程，本系统改变以往各级分散控制的模式，采用目前技术较成熟、可靠性高的可编程控制器（PLC）结合温度控制仪表、计数器、计时器、接近开关等，有效地控制了蒸气阀、电磁阀电机等。从而实现了对清洗系统的自动控制，主要有以下几个控制要求： 3.1.1 该清洗系统分为净洗槽和漂洗槽相互独立的两个控制系统。 3.1.2 净洗槽的水位在高位和温度达到设定的温度且系统恢复原位时才能自动运行,否则不能运行并会产生相应的声、光报警指示。 3.1.3 漂洗槽的液位在高位和温度达到设定的温度且系统恢复原位时才能自动运行,否则不能运行并会产生相应的声、光报警指示。 3.1.4 洗净框和漂洗框由电动机经变速箱通过链传动实现360的正、反方向翻转。 3.1.5 洗净框和漂洗框在竖直方向上由电磁阀控制气缸上下移动，记录并显示移动的次数且可由外部次数。 3.1.6 由计时器分别记录洗净时间和漂洗时间,且计时器对系统超时有保护作用。 3.2 电气控制流程。根据控制要求以可编程控制器（PLC）为核心，以温度控制仪表输出、计数器输出、计时器输出、接近开关等作为输入量通过继电器从而实现对蒸气阀、电磁阀、电动机等的控制。 3.3 设计方案 3.3.1 硬件设计。本设计中采用日本三菱FX2N-80M型为系统的控制核心，温度控制仪表选用RKC-402H型温控表，它通过传感器、电磁阀形成单闭环反馈控制系统有效地控制净洗槽液体的温度，并实现相应的高、低温报警，漂洗槽的温度TSI传感器、继电器实现控制。清洗框的上下移动由蒸气阀通过气缸来控制，并通过磁敏式接近开关来限位并作为计数脉冲，清洗框的翻转由电动机经过变速箱通过链传动实现控制，净洗槽的水位由YX型磁性浮球、继电器、电磁阀来控制。清洗框门、槽门、气缸上位通过逻辑与起到安全保护作用，该清洗系统通过手动调整原位后自动运行。为了让操作者方便在控制面板还有相应的状态指示灯、声、光等报警信号，该系统有漏电保护、过载保护、短路保护、急停等应急保护系统。 3.3.2PLC程序设计。根据生产工艺流程，对各主体设备的运行状态分配变量，确定各状态的先后秩序及联锁关系，明确系统所要涉及的输入、输出量，画出PLC各输出信号与输入信号的逻辑关系，并由逻辑关系转化为梯形图。 4 现场调试 电气控制装置安装完成后，在投入运行前，为了确保系统安全和可靠工作，必须进行认真仔细的检查，模拟试验与调整，然后结合机械部分再调试。对于东海橡塑有限公司清洗系统工程电气控制的调试主要是看其功能和动作的正确与稳定性。因为在此之前已经模拟调试过多遍。现场安装完毕，已经把各种现场运行信号全部随着系统的动态运行而进行随时的控制和保护。首先是对手动调整进行全面的运行控制。由于系统庞大，过程复杂，所以在现场调试时，只能先各个功能进行调试。对各控制系数进行了实时的调整和记录，且都达到了要求。其次，接下来是对由PLC控制的自动进行调试。一般情况下，系统都是运行在自动方式下的，所以这也是其重点的方面，能够保证效率和产品质量。转换到自动后，在现场进行了两次连续10个小时以上的调试运行，按照各控制功能进行。检查水位信号、温度信号对系统的控制和连锁保护的效果、计数器、计时器、电磁阀、气动阀等的运行情况等等。同时根据甲方要求修改一些调试中具体的系数。 程序的修改用便携式电脑，通过RS232/RS422ADAPTER（AFP8550）适配器与PLC通讯，对甲方的临时控制做程序上的修改。同时人为地调节温度控制仪表PID参数对控制对象和执行元件进行观察，调试直至最佳。在调试中，设计人员也可能加以运行时间、报警的设置等的改动，那么就需要给其修改设定。人为地给定过载、开清洗槽门、急停等报警信号，检查报警功能。对各个环节调试正确后，又对系统进
成绩□优□良□中□及格□不及格 课程设计 课程名称电气控制与PLC课程设计 课题名称工业自动清洗机的控制系统设计
电气信息学院 课程设计任务书 课题名称工业自动清洗机的控制系统设计 一.任务及要求 设计任务： 以PLC为核心，设计一个工业自动清洗机的控制系统，为此要求完成以下设计任务： 1.根据工艺过程和控制要求，确定控制方案。 2.配置电器元件，选择PLC型号。 3.绘制工业自动清洗机的控制线路原理图和PLC I/O接线图。设计PLC梯形图程序，列出指令程序清单。 4.上机调试程序。 5.编写设计说明书。 设计要求 1.一般要求： （1）所选控制方案应合理，所设计的控制系统应能够满足控制对象的工艺要求，并且技术先进，安全可靠，操作方便。 （2）所绘制的设计图纸符合国家标准局颁布的GB4728－84《电气图用图形符号》、GB6988－87《电气制图》和GB7159－87《电气技术中的文字符号制定通则》的有关规定。 （3）所编写的设计说明书应语句通顺，用词准确，层次清楚，条理分明，重点突出。 2.具体要求： （1）课题简介 在工业现场有一种自动清洗机，工作时将需要清洗的部件放在小车上，按启动按钮后小车自动进入清洗池指定位置A，首先加入酸性洗料，小车再继续前行到另一位置B,然后返回到位置A，打开排酸阀门将酸性洗料放出，完成一次酸洗后。再加入碱性洗料，清洗过程同酸洗。等碱性洗料完全放出后，小车从位置A回到起始位置，等待下次启动信号。 （2）控制要求
该清洗设备的小车前进后退通过电动机的正反转控制，酸性洗料和碱性洗料通过两个泵分别注入，通过打开电磁阀排放洗料，在这里洗料的注入和放出都通过时间控制，实际的清洗也可以用液位开关控制。 二.进度安排 1.第一周星期一：布置课程设计任务，讲解设计思路和要求，查阅设计资料。 2.第一周星期二～星期四：详细了解清洗机的基本组成结构、工艺过程和控制要求。确定控制方案。配置电器元件，选择PLC型号。绘制清洗机的控制线路原理图和PLC I/O 接线图。设计PLC梯形图程序，列出指令程序清单。 4.第一周星期五：上机调试程序。 5.第二周星期二～星期四：编写设计说明书。 6.第二周星期五：答辩。 三.参考资料 [1] 刘星平.PLC原理及工程应用[M].北京：中国电力出版社，2014年。 [2]廖常初.S7-200 PLC编程及应用[M].北京：机械工业出版社，2014年。 [3] 王阿根.西门子S7-200 PLC 编程实例精解[M].北京：电子工业出版社，2013年。 [4] 赖指南.PLC原理与应用补充教材（内部使用），本校自编教材，2010年。 目录 第1章工业自动清洗机的控制系统 (1)