PLC在太阳能清洗机上的控制设计
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PLC技术在太阳能硅片清洗机控制上的应用
[摘要] 文章介绍了PLC的结构和工作原理，概述了太阳能硅片清洗机的结构和工艺流程，对PLC在太阳能硅片清洗机控制上的应用可行性进行了探讨，对PLC控制太阳能硅片清洗机梯形图及程序进行了分析，对太阳能硅片清洗机采用PLC控制的优越性进行了总结。设备产品质量高，控制系统可靠性高，自动化水平高。随着PLC技术的不断发展，PLC在太阳能硅片清洗机的控制上将有更广阔的应用前景。
[关键词]太阳能硅片清洗机; PLC; 梯形图; 程序; 控制
目 录
前言 PLC控制太阳能硅片清洗机的意义 ……………… 3-4
第1章 概述 ………………………………………………5-9
1.1PLC的由来 ……………………………………………5
1.2PLC的分类与特点 ……………………………………5-6
1.3PLC的应用领域与发展趋势 …………………………………6
1.4PLC的结构和工作原理 …………………………………6-7
1.5PLC的工作方式 ………………………………………7
1.6PLC应用系统的设计步骤 …………………………………7-9
第2章 太阳能硅片清洗机PLC控制设计 …………………………9-32
2.1 太阳能硅片清洗机的介绍……………………………………10
2.2 PLC应用可行性及优越性 ……………………………………10-11
2.3 PLC控制清洗机的程序设计 …………………………………11-33
2.3.1 PLC的选型 …………………………………………………11-12
2.3.2可编程控制器的输入与输出接口分配 ………………………12-15
2.3.3梯形图与指令表 ……………………………………………15-33
第3章 回顾与展望 ………………………………………………33-34
致 谢 ……………………………………………………………34-35
参考文献 ……………………………………………………………35
附图 …………………………………………………………………36
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3章 回顾与展望
如果说20世纪60年代初期发展起来的PLC 主要是以它的高可靠性、灵活性和小型化来代替和补充传统的继电-接触控制，那么当今的PLC控制太阳能硅片清洗机则吸取了微电子技术和计算机技术的最新成果。从单机自动化到整条生产线的自动化，乃至整个公司的生产自动化，PLC承担着极其重要的角色，因而被称之为“工业自动化三大支柱”之一。
近年来，国内外太阳能硅片清洗机设备使用的PLC在软、硬件技术方面得到迅速提升，目前又有许多新型PLC产品控制的太阳能硅片清洗机设备推出，如PCC、软PLC控制方式的太阳能硅片清洗机设备。以计算机为平台的Soft PLC（即软PLC）可以说是这方面的优秀代表，Soft PLC基于工业计算机的柔性可编程逻辑控制技术，充分利用计算机的高速、大容量、丰富功能及各种软件资源。Soft PLC是开放的可编程控制器，在实时控制、网络控制和分布控制领域可获得广泛的应用。Soft PLC是实时多任务操作系统，能提供强大功能的指令、更加快速的扫描与指令执行速度和安全的操作。开放式的结构容易连接各种I/O模块、PID模块运动控制模块和装置、网络。它采用独特的TOPDOC软件进行编程调试，编程语言为梯形图 C/C++和JAVA等高级语言。
可以预见，随着PLC技术的不断发展，PLC技术在太阳能硅片清洗机设备上将有更加广泛的应用。参考文献：
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[2] 王兆义.可编程控制器教程[M].北京:机械工业出版社,2004.
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[4] 朱绍祥，王宏生等.可编程控制器（PC）原理与应用[M].上海:上海交通大学出版社,1988.
[5] 郁汉琪.电气控制与可编程序控制器应用技术[M].南京:东南大学出版社,2003.
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