基于PLC的太阳能清洗机系统控制本科设计.doc

前 言............................................................................................................................................4

第 1 章 概 述..................................................................................................................................6

1.1 PLC 的发展历程.................................................................................................................6

1.2 PLC 的应用.........................................................................................................................6

第 2 章 太阳能硅片清洗机介绍......................................................................................................7

第 3 章 太阳能硅片清洗机 PLC 的选择..........................................................................................7

3.1 PLC 应用可行性及优越性.................................................................................................7

4.2 可编程控制器的输入与输出分配..................................................................................12

4.3 梯形图与指令表..............................................................................................................15

第 5 章 总结....................................................................................................................................26

致 谢..............................................................................................................................................28

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，

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

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

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

第 2 章 太阳能硅片清洗机介绍

太阳能硅片清洗机的介绍

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。

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；