基于PLC的硅片清洗机电气控制系统设计题目说明及任务

1、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

2、,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

3、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槽体 工位1#工位2#工位3#工位4#工位5#工位6#介质有机槽弱酸3弱酸DIWDIW酒精功能腐蚀、气鼓泡腐蚀、超声加热腐蚀、加热超声

4、喷淋、漂洗、快排漂洗、溢液、鼓泡漂洗、超声温度RT55±255±2RTRTRT槽盖SUS316SUS316PTFE/SUS316材料SUS316SUS316石英+NPPNPPNPPSUS316 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。在设备通电源后，所有排风系统立即运作，排风压力，风量可以根据实际情况手动调节而到达最佳效果。排水/废液系统均为废液分别单独排放，废水统一排放，且各接头均为活性炭连接。（2）1#有机槽要求注液方式为手动加入，排液方式为电控气

5、动阀控制，单独管道排放，设有工艺计时功能，在00：0060:00min内可调（以下各槽都有此功能下面不再作详述），当到达设定次数后声鸣报警，屏幕显示完成提示。触摸屏上设有选择是否显示药液作业次数功能，技术最大次数为99次，到达设定作业次数声光提示换液(以下各槽都有此功能，下面不再作详述)。（3）2#弱碱槽要求注液方式为手动加入，排液方式为电控气动阀控制，单独管道排放，利用投入式PTFE加热器加热，当加热温度在60度可调，由专用控制器控制，当温度高于设定值便停止加热。此槽配有两个液位传感器，防止当液位过低加热和液位过高，保护超声系统和防止干烧。（4）3#弱酸槽要求内槽为手动，外槽位自动供液，排液

6、方式为 外槽排放由手动阀控制，内槽由气缸排放，气动阀自动控制，内外槽均利用投入式加热器加热，加热温度在60度内可调，由专用控制器控制，当温度高于设定值便停止加热，槽内配有两个液位控制器，防止液位过高和过低加热、无液体超声以及报警功能。（5）4#、5#清洗槽5#槽为自动供水，无液位传感器，当液位达到一定高度时会开始将满的水溢流到4#槽，到达4#槽溢流液位时，会溢流到机台的下方的水槽里然后通过排水道排出。（6）6#酒精槽该槽为超声波清洗槽，当液位达到超低液位且6#槽感应到槽中有料时，自动启动超声波发射器对槽中该物料进行超声波清洗。2、主要电气控制元件及设备 主要电气控制元件及设备如表2所示.表2主

7、要电气控制元件及设备元件名称数量规格型号元件及设备类型触摸屏1台8寸 DOP-A08MT输入输出设备液位传感器7个Jyd-714输入温控器（超高报警）3 个OMRON ESCZ-Q2MT输入及控制电磁气动阀14个2v025输出2碱槽超声装置1套CS-NR 24v,1200W,输出3酸槽超声装置1套CS-NR 24v,800W输出6超声槽1套CS-NR 24v,800W输出2碱槽电加热器1套4KW, 二相 380V 50Hz输出3酸槽内外加热器1套1.5KW,4KW, 二相 380V 50Hz输出蜂鸣器1 个XB2BSMC输出温度控制器控制温度超温，使温度一直恒定在设定值上其误差为±2

8、度，并于固态继电器相接，当检测值小于设定值时，固态继电器就工作接通加热就开始进行，温度控制器接线如图2-2所示，1号和2号的接线头的输出电压作为固态继电器的输入端，3-5号的接线头接三个温度探头测量槽内的温度，6-7号是接PLC的输入端的，当温度超高后会发出信号给PLC，9-10号接线头式接入温度控制器的工作电压的。图2-2 温控器的接线图3、 触摸屏简介触摸屏是一个重要的输入设备，它不仅有输入功能，同时还有定时和计数功能。原设备的触摸屏主画面如图2-3所示。图2-3 触摸屏主画面由于各槽触摸屏画面基本相同，以下就有1#和2#画面作一介绍。如图2-4所示为1#和2#画面，当2#槽不处于排液和低

9、液位且槽中有料时，便可以手动按下加热和超声波启动按钮，同时按下计时按钮，然后将这些启动信号输入到PLC，槽便开始工作了。当计时达到工艺设定值，便发出报警信号提示工作人员槽中的物料已清洗完毕，注意提走。图2-41#和2#槽触摸屏画面4、输入输出量简介该系统输入输出量及其类型如表2所示。表2控制系统的输入输出量1#有机槽序列INPUT备注个数序列OUTPUT个数备注111#排放有机物1221#槽鼓泡133442#碱槽序列INPUT个数序列OUTPUT个数1超高液位112#碱槽排放12超低液位122#碱槽加热13温度超高132#碱槽超声14143#酸槽序列INPUT个数序列OUTPUT个数13#内槽高液位113#内槽加热123#内槽低液位123#外槽加热133#外槽高液位133#外槽超声143#外槽低液位143#内槽1#虹吸排放153#内槽温度超高153#内槽2#虹吸排放163#外槽温度超高163#外槽上水17173#外槽排放阀1884#5#溢流槽序列INPUT个数序列OUTPUT个数1NOVE15#溢流槽注水1225#溢流槽溢流1335#溢流槽快排1334#溢流槽快排1335#溢流槽鼓泡1444#溢流槽喷淋16#碱槽序列INPUT个数序列OUTPUT个数1超低液位116#碱槽超声12126#碱槽排放13344报警序列INPUT个数序列OUTPUT个数11红