硅片清洗机的结构设计及电气控制

S7-400 PLC和WinCC在硅片清洗设备中的应用1 引言作为可再生能源的重要分支，太阳能以其清洁，相对便利的使用也得到了飞速发展，其中的硅材料太阳能电池在近几年的发展尤为迅速。

硅片清洗机是硅材料太阳能电池生产过程中的重要设备，通过清洗机对原料硅片以及半成品电池的清洗保证了最终产品的性能稳定和优良的质量。

作为一种高度智能并且功能多样的设备，plc配合上位机的控制方式就成为这类设备的首选。

2 系统组成及功能整个太阳能电池的生产是一个十分复杂的工艺过程，即使清洗工艺也需根据工序、产品的区别存在多种不同配方。

同时作为工业化连续生产和产品生产状态连续传递的需要，硅片清洗机应准备足够的软硬接口与erp系统和前后工序设备进行数据通讯以保证生产状态的连续性。

硅片清洗机的控制大致分为4部分：·机械手动作控制·清洗槽水温控制·清洗槽工艺控制·药品定量添加控制所有的工艺参数和状态记录全部存储于上位机，上位机可以对plc进行工艺参数的上传下载控制；并可以通过工业以太网接受上级设备传送的硅片相关产品编号，工艺标准，工艺配方等多种信息，同时将产品的相关信息传送至下道工序和erp系统。

plc通过profibus 上的外围模块进行模拟量、数字量数据的采集和相关执行器件的工作控制。

3 系统网络结构3.1系统的组成系统由上位计算机wincc、s7-400 plc控制器、外部i/o链路组成。

wincc和s7-300之间通过industrial ethernet网络连接，外部i/o、伺服驱动器、化学药品流量仪表通过profibus 总线进行连接。

s7-400通过编程软件step 7进行编程和机架模块及profibus总线网络的组态配置。

系统结构图如图1所示。

图1 系统结构图3.2控制系统的特点安装有wincc软件的scada(supervisory control and data acquisition:数据采集监控系统)上位机通过工业以太网和plc(cpu-416-2dp)进行连接，利用工业以太网的高速特性将大量的设备实时数据从plc中读取，同时在生产的任何时刻都可以高速稳定的依据操作员的操作进行工艺配方的重新下载。

硅片碱液清洗机技术方案硅片碱液清洗机技术方案一、项目背景硅片是半导体行业的核心材料，其质量和精度直接影响着芯片的性能和成本。

硅片生产中，需要进行多次的清洗工艺，以去除表面的有机和无机污染物，保证硅片的质量。

其中之一就是碱液清洗，碱液清洗是一种常规的硅片清洗工艺。

目前，硅片碱液清洗主要采用的是手工清洗和人工操作设备清洗两种方式。

手工清洗效率低，操作复杂，易受人员技术水平和误操作影响；人工操作设备清洗虽然提高了清洗效率，但设备复杂，成本高昂。

因此，研发一套高效、自动化程度高、操作简单、使用成本低的硅片碱液清洗机就显得尤为重要。

二、设备介绍硅片碱液清洗机主要由清洗池、机械手、排液池、液位控制器、负压泵等组成。

1. 清洗池：根据需要，清洗池可配备不同浓度的碱液，以便于进行不同程度的清洗。

2. 机械手：机械手用于把硅片放入清洗池中，并在清洗完成后将其取出。

机械手通过电机驱动，动作精度高，操作简单。

3. 排液池：排液池用于收集清洗后的废液，通过泵抽走。

4. 液位控制器：液位控制器通过传感器控制清洗池内溶液的液位高度，以确保清洗效果和清洗时间的稳定性。

5. 负压泵：负压泵用于押送清洗池中的碱液，确保其能够流过硅片的表面。

同时，负压泵还可以用于排除空气，保证清洗效果。

三、设备原理硅片碱液清洗机采用的是静态清洗法，即硅片放在清洗池中，通过负压泵押送碱液，在静止状态下进行清洗。

具体步骤如下：1. 制备碱液：按要求配制碱液，将其灌入清洗池。

2. 将硅片放入清洗池中，启动机械手，使其位置准确无误。

3. 启动负压泵，押送碱液。

4. 在设定的时间内进行清洗，清洗时间根据加工程度和要求设定合适的值。

5. 清洗完成后，关闭负压泵，将硅片从池内拿出，放置在初步处理工位。

四、设备特点1. 设备自动化程度高，操作简单，减少人工干预，提高清洗效率。

2. 清洗质量稳定，清洗效果可控，清洗后硅片质量好。

3. 操作过程安全可靠，设备故障率低，维护成本低。

光伏玻璃清洗机的结构设计及维护光伏玻璃清洗机是一种专门用于清洗光伏玻璃的设备，结构设计合理和维护良好可以确保设备的正常运行和延长设备的使用寿命。

以下是光伏玻璃清洗机的结构设计及维护方面需要注意的几个方面。

一、结构设计方面1. 底座：光伏玻璃清洗机的底座应采用坚固、稳定的结构，能够确保设备在工作时不会晃动和倾斜，保证设备的运行稳定性。

2. 框架：清洗机的框架应采用耐腐蚀、耐高温的金属材料，能够在各种环境下保持稳定性和可靠性。

3. 清洗系统：清洗系统应包括喷淋系统和刷洗系统两个部分。

喷淋系统负责喷洒清洁液，刷洗系统负责清洁玻璃表面的灰尘和污垢。

喷淋系统和刷洗系统的设计应考虑到清洗效果和清洗速度的平衡。

4. 传动系统：传动系统包括电机、减速器和传动链条等部分。

传动系统的设计应能够确保清洗机能够平稳运行，并具有调速和保护功能，以适应不同清洗需求。

5. 玻璃固定系统：玻璃固定系统应具有牢固、稳定的特点，以确保玻璃在清洗过程中不会松动或移位，从而影响清洗效果。

6. 控制系统：清洗机的控制系统应包括传感器、电控柜和操作面板等部分。

控制系统的设计应简单易用，能够监测设备的运行状态和清洗效果，并具备报警和自动停机等功能。

二、维护方面1. 清洗液的更换：定期更换清洗液，避免清洗液中的杂质和污垢对玻璃表面造成二次污染。

2. 滑轨和传动链条的润滑：保持滑轨和传动链条的润滑状态，防止因摩擦产生过多热量和磨损，影响清洗机的正常运行。

3. 清洗刷的更换：定期检查清洗刷的磨损情况，及时更换损坏的清洗刷，以确保清洗效果。

4. 电气元件的检查：定期检查电气元件的连接情况和运行状况，确保电路的正常通电和设备的正常运行。

5. 定期保养：定期对清洗机进行全面的保养，清洁设备表面和内部，检查设备各个部分的紧固件和螺纹连接情况，确保设备的完好性。

通过合理的结构设计和定期的维护，可以确保光伏玻璃清洗机的正常运行和延长设备的使用寿命，提高清洗效果和工作效率。

.PLC技术在太阳能硅片清洗机控制上的应用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。

光伏玻璃清洗机的结构设计及维护随着太阳能光伏发电技术的发展，光伏玻璃清洗机作为光伏发电系统中的重要组成部分，其结构设计和维护显得尤为重要。

本文将重点介绍光伏玻璃清洗机的结构设计及维护方法，以期为相关行业提供参考。

光伏玻璃清洗机通常由清洗装置、移动装置、控制系统和供电系统等部分组成。

以下是光伏玻璃清洗机的详细结构设计。

1.清洗装置清洗装置是光伏玻璃清洗机的核心部分，其作用是利用水流和刷子等清洗元件将光伏玻璃表面的灰尘和污垢清洗干净。

清洗装置通常由水箱、水泵、喷嘴、刷子和清洗臂等组成，清洗臂可以根据光伏玻璃的尺寸和形状进行调整，确保清洗效果。

2.移动装置移动装置是用于控制光伏玻璃清洗机在光伏发电板上移动的部分。

移动装置通常由导轨、电机、传动装置和控制装置等组成，可以实现清洗机在光伏板上的快速、精准移动，保证每块光伏玻璃都能被彻底清洗。

3.控制系统控制系统是光伏玻璃清洗机的大脑，其作用是控制清洗装置和移动装置的工作，实现清洗机的自动化操作。

控制系统通常采用PLC控制，具有自动化程度高、稳定性好的特点，可以根据光伏板的清洗需求进行精确控制。

4.供电系统供电系统是为光伏玻璃清洗机提供电力的部分，通常采用电网供电或太阳能供电两种方式。

在太阳能发电场景下，供电系统可以利用太阳能进行自主供电，提高光伏玻璃清洗机的环保性和经济性。

二、光伏玻璃清洗机的维护方法为了保证光伏玻璃清洗机的正常工作和延长其使用寿命，需要对其进行定期维护。

以下是光伏玻璃清洗机的维护方法。

移动装置是用于控制光伏玻璃清洗机在光伏发电板上移动的部分，需要对导轨、电机和传动装置等部分进行清洁和润滑，确保其运行顺畅。

还需要定期检查和调整移动装置，避免因零部件磨损引起的故障。

控制系统是光伏玻璃清洗机的大脑，需要定期检查控制系统的接线和连接件，确保其工作稳定。

还需要对控制系统的软件进行定期更新和维护，确保其与清洗装置和移动装置的协调运行。

供电系统是为光伏玻璃清洗机提供电力的部分，需要定期检查电缆和接线，确保供电系统的安全和可靠。

硅片清洗机的结构设计及电气控制
硅片清洗机的结构设计主要包括以下几个部分：
1. 清洗槽：用于容纳清洗液的容器，一般采用优质不锈钢材料制作，并具有一定的尺寸和深度，以容纳待清洗的硅片。

2. 洗涤系统：包括清洗喷嘴、喷洒系统和水循环系统。

清洗喷嘴负责将清洗液均匀地喷洒在硅片上，喷洒系统负责提供稳定的喷洒压力和流量，水循环系统则负责将用过的清洗液重新回收并过滤，以保持清洗液的清洁度。

3. 硅片输送系统：用于将待清洗的硅片从进料口输送至清洗槽，并在清洗完毕后将硅片从出料口输送出去。

输送系统一般采用传送带或者机械臂等方式，以确保硅片能够平稳地进出清洗槽。

4. 硅片定位系统：用于确保硅片在清洗过程中的位置准确稳定，防止硅片移位或倾斜，一般采用夹具或者真空吸附等方式进行定位。

至于电气控制部分，主要包括以下几个方面：
1. 传感器和探测器：用于检测清洗槽中的液位、温度、浓度等参数，并将检测结果传输给控制系统。

2. 控制系统：包括硬件电路和软件程序，根据传感器和探测器提供的信息，对清洗机的运行过程进行控制和调节。

控制系统一般采用PLC（可编程控制器）或者单片机等。

3. 电机和执行器：用于驱动输送系统、喷洒系统和其他运动部件的电机和执行器，根据控制系统的指令进行相应的动作。

4. 电源和电气保护装置：为清洗机的供电系统提供电源，并配置相应的保护装置，包括过载保护、短路保护和漏电保护等。

以上是硅片清洗机的基本结构设计及电气控制部分的简要介绍，具体的设计和控制方案还需要根据实际情况进一步细化和调整。

冲洗机械装置的电气控制系统优化设计冲洗机械装置是一种常用于清洗、冲洗工业设备或管道的装置，电气控制系统在冲洗过程中起着重要的作用。

优化设计冲洗机械装置的电气控制系统可以提高设备的运行效率、降低能耗、保证安全性，并且进一步提升整个冲洗流程的质量和效益。

本文将就冲洗机械装置的电气控制系统进行优化设计，提出几个改进方案和优化措施。

首先，针对冲洗机械装置的电气控制系统，我们可以通过提升自动化程度来优化系统设计。

自动化控制可以实现对整个冲洗过程的智能化监控和控制，减少人工操作带来的误差，提高设备的稳定性和可靠性。

通过使用先进的传感器和执行器，我们可以实现对温度、压力、流量等参数的实时监测和控制，确保每一次冲洗操作都能按照预设的要求进行。

其次，为了提高冲洗机械装置的电气控制系统的性能，可以采用分布式控制系统。

传统的集中式控制系统容易发生单点故障，当控制器发生故障时，整个系统可能陷入停机状态。

而分布式控制系统将控制任务分散到多个控制节点中，每个节点都具备独立的控制能力，一旦某个节点发生故障，其他节点仍然可以正常工作，从而保证系统的连续运行。

此外，分布式控制系统还能够更灵活地应对设备的扩展和改造，提高系统的可拓展性。

另外，为了确保冲洗机械装置的电气控制系统的安全性，我们需要加强系统的电气隔离和防护措施。

在冲洗过程中，往往伴随着大量的水和其他液体介质，因此在电气连接和布线时，应该采用防水、防腐蚀的电气元件和材料，以防止水分和液体渗入导致短路和电气故障。

此外，还应该配置适当的漏电保护装置，用于检测和防止漏电事故的发生，保证操作人员的人身安全。

除此之外，冲洗机械装置的电气控制系统的优化设计还可以考虑节能降耗的措施。

例如，可以利用变频器来调整设备的运行速度和功率，根据实际需求自动调整冲洗机械装置的工作状态，避免过度能耗。

同时，在冲洗过程中，可以使用节能型的电动阀门和执行器，提高能源利用效率，降低能源消耗，从而达到减少经济成本和环境污染的双重效果。

光伏玻璃清洗机的结构设计及维护光伏玻璃清洗机是专门用于清洗太阳能光伏电池组件的设备，它可以有效地清洗光伏玻璃表面的灰尘、污渍等，提高光伏发电效率。

本文将介绍光伏玻璃清洗机的结构设计及维护。

光伏玻璃清洗机的结构设计主要包括清洗机架、清洗系统、控制系统等几个方面。

1. 清洗机架清洗机架是支撑整个清洗机的主要部件，它需要具备足够的稳定性和承重能力。

清洗机架一般由坚固的金属材料制成，如钢材等。

清洗机架的尺寸和形状需要根据太阳能光伏电池组件的尺寸和布置方式来设计，以确保清洗机能够完全覆盖光伏玻璃表面。

2. 清洗系统清洗系统是光伏玻璃清洗机的核心部件，它包括喷淋系统、刷洗系统和排水系统等几个部分。

喷淋系统是用于喷洒清洗剂的部件，它通常由喷淋管、喷嘴和水泵等组成。

喷淋系统需要确保清洗剂均匀地喷洒到光伏玻璃表面，以去除灰尘和污渍。

刷洗系统是用于刷洗光伏玻璃表面的部件，它通常由刷毛、刷盘和刷洗马达等组成。

刷洗系统需要具备适当的刷毛硬度和刷盘形状，以确保光伏玻璃表面的彻底清洁。

排水系统是用于排除清洗剂和污水的部件，它需要确保清洗剂和污水能够顺利排出，不会造成二次污染。

3. 控制系统控制系统是用于控制清洗机运行的部件，它通常由控制面板、电控箱和传感器等组成。

控制系统需要具备简洁明了的操作界面和稳定可靠的控制能力，以便操作人员能够轻松控制清洗机的运行。

光伏玻璃清洗机在正常工作过程中需要进行定期的维护，以确保其稳定运行和高效清洗。

清洗机架需要定期检查焊接点和连接螺栓等部件，确保其稳定性和承重能力。

如有损坏或松动的情况，需及时修复或更换，避免对清洗机的正常工作造成影响。

喷淋系统需要经常检查喷淋管和喷嘴的状况，确保其通畅和喷射角度准确。

刷洗系统需要检查刷毛的磨损情况，如有磨损严重的情况，需及时更换刷毛。

排水系统需要定期清理排水管道，防止堵塞影响排水效果。

控制系统需要定期检查控制面板和电控箱的连接线路，确保其正常工作。

同时需要注意防潮和防尘，避免电气元件受潮或灰尘造成故障。

基于PLC的硅片清洗机电气控制系统设计题目说明及任务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。

太阳能电池板铝边框冲孔模设计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，清洗过程由欧姆龙的CPIL-M40DR-A系列PLC控制，操作员通过10.4英寸彩色触摸屏控制生产。

随着自动清洗机的出现，操作人员不在需要手动清洗，可以不再直接接触到酸碱性液体，减少了被这些腐蚀性液体伤害到的可能性，大大的提高了工作安全；同时硅片清洗机又是集触摸屏于PLC控制为一体的清洗设备，使设备运行更灵活，更方便；在经济方面，清洗机的全自动处理，使原来的清洗周期更加缩短，提高了生产效率，从而增加了企业的经济效益一、硅片清洗机的结构及主要工艺概述该硅片清洗机名称为CSE-CS-NO55,型号为CSE-SC09-N51,重量为1000Kg，其结构图见图1-1所示。

图 1-1硅片清洗机的结构图硅片清洗机的操作台面如图1-2所示，其操作高度为850mm,适合于身高为1.5m到1.8m 的人员操作，且其两侧具有透明活动玻璃门，可以防止门外的不洁净空气进入门内影响硅片的洁净度，和防止门内的酸碱气体溢流出门外而影响周围的工作人员。

且其各槽的材料都具有耐酸耐碱性，各主要参数见表1所示。

图1-2台面布局图表1 各槽位主要技术参数二、系统的动作过程及对自动控制的要求1、动作过程及控制要求（1）整机PLC/OUCH SCREEN 带有安全保护装置，设备地步配有，防漏盘，电控箱正压装置。