杭州市蕭山區(qū)高級技工學(xué)校 李震球

1.概述

二極管的應(yīng)用非常的廣泛，目前，國內(nèi)絕大多數(shù)工廠使用的二極管生產(chǎn)線報(bào)警系統(tǒng)都是完全繼電控制的老式設(shè)備。這種老式設(shè)備生產(chǎn)效率低，能耗大，生產(chǎn)質(zhì)量完全依賴操作人員的經(jīng)驗(yàn)，很不穩(wěn)定，在實(shí)行市場經(jīng)濟(jì)的條件下，生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量決定著企業(yè)的存亡，工廠要提高經(jīng)濟(jì)效益，必須提高生產(chǎn)效率，降低消耗，提高產(chǎn)品的質(zhì)量等級，使得工廠有對二極管生產(chǎn)線報(bào)警的控制方式進(jìn)行技術(shù)改造的迫切需要。一種以微電腦技術(shù)為核心的自動控制裝置的可編程邏輯控制器(PLC)，被廣泛應(yīng)用于控制領(lǐng)域。本系統(tǒng)設(shè)計(jì)采用PLC來改造老式二極管生產(chǎn)線報(bào)警系統(tǒng)的控制，使系統(tǒng)具有穩(wěn)定性和便捷性。

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，電器控制技術(shù)在各領(lǐng)域，特別是機(jī)電控制領(lǐng)域取得了長足的發(fā)展，也得到了越來越多的應(yīng)用。可編程控制器(PLC)的應(yīng)用使電器控制技術(shù)發(fā)生了根本的變化。工業(yè)上一般的二極管自動生產(chǎn)線報(bào)警系統(tǒng)控制是由繼電器控制的，不僅控制不穩(wěn)定，而且容易產(chǎn)生誤差，這種誤差很大也不可避免，致使工作效率低，資源利用率低。目前，對報(bào)警系統(tǒng)控制有多種改良設(shè)計(jì)，本文所述設(shè)計(jì)是基于PLC控制的自動生產(chǎn)線報(bào)警系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，是根據(jù)工業(yè)具體要求編制程序進(jìn)行報(bào)警控制，較好地提高了工作效率，減少報(bào)警誤差，提高了資源利用率，在未來的工業(yè)發(fā)展中，二極管自動生產(chǎn)線的研究慢慢地走向人性化、自由化和便利化，因此，自動生產(chǎn)線報(bào)警系統(tǒng)的設(shè)計(jì)還存在非常廣闊的研究價(jià)值。

2.二極管自動生產(chǎn)線工藝和控制要求

2.1 二極管生產(chǎn)工藝

二極管生產(chǎn)工藝包括焊接、酸洗、模壓、印字、機(jī)包、外揀、包裝。

(1)焊接

輔助工序有排向、裝填、進(jìn)爐、出爐轉(zhuǎn)換組成。

工藝目的：利用焊片通過一定溫度，使芯片與金屬引線連接，形成歐姆觸角。

(2)酸洗

酸洗工藝目的：利用各種酸和水，對芯片P-N結(jié)周圍邊緣表面進(jìn)行化學(xué)腐蝕，以改善機(jī)械損傷，祛除表面吸附的雜質(zhì)，降低表面電場，使P-N結(jié)的擊穿首先從體內(nèi)發(fā)生，以獲得于理論值接近的反向擊穿電壓和極小的表面漏電流。

(3)模壓

工藝目的：使管芯與外界環(huán)境隔離，避免有害氣體的侵蝕，并使表面光潔和具有特定的幾何形狀，起到保護(hù)管芯、穩(wěn)定表面、固定管芯內(nèi)引線，提高二極管機(jī)械強(qiáng)度，方便客戶使用的作用。

(4)印字

既增加油墨的附著性；加固印字牢固，以便測試。

(5)引直

通過人工或機(jī)器引直，使管子引線平直，無明顯彎曲，以便測試、印字、包裝和使用。

(6)外揀

將外觀不良品撿出，防止電性合格而外觀不合格產(chǎn)品流入客戶處使用。

(7)自動包裝

按標(biāo)準(zhǔn)或要求對經(jīng)過分類包裝的產(chǎn)品進(jìn)行產(chǎn)品包裝，起到便于存儲和運(yùn)輸?shù)淖饔谩?/p>

2.2 二極管生產(chǎn)線報(bào)警系統(tǒng)控制要求

(l)為了適應(yīng)對自動生產(chǎn)過程的控制以及操作方便的需要，本系統(tǒng)設(shè)計(jì)點(diǎn)動控制和自動控制兩種工作方式。

(2)應(yīng)具有對這兩種工作方式的自由選擇功能。

(3)為了避免程序混亂和發(fā)生機(jī)械碰撞事故，在同一時間內(nèi)原能選擇一種工作方式。

3.二極管生產(chǎn)線報(bào)警系統(tǒng)控制的硬件組成

3.1 可編程控制器的選擇

可編程控制器是一臺專為工業(yè)環(huán)境應(yīng)用而設(shè)計(jì)制造的計(jì)算機(jī)。它具有豐富的輸入/輸出接口，并且具有較強(qiáng)的驅(qū)動能力，但可編程控制器產(chǎn)品并不針對某一具體工業(yè)應(yīng)用，在實(shí)際應(yīng)用時，其硬件需根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行選用配置，其軟件需根據(jù)控制要求進(jìn)行設(shè)計(jì)編制[3]。

本系統(tǒng)選用S7-200系列PLC，硬件系統(tǒng)的配置方式采用了整體式和積木式，即主機(jī)包含了一定數(shù)目的輸入/輸出(I/O)點(diǎn)，同時還可以擴(kuò)展I/O模塊和各種功能模塊。

圖3-1 二極管自動生產(chǎn)線報(bào)警系統(tǒng)I/O分配圖

3.2 傳感器的選擇

光電傳感器是通過把光強(qiáng)度的變化轉(zhuǎn)換成電信號的變化來實(shí)現(xiàn)控的。光電傳感器在一般情況下，有三部分構(gòu)成，它們分為：發(fā)送器、接收器和檢測電路。

圖3-2 光電傳感器工作原理

發(fā)送器對準(zhǔn)目標(biāo)發(fā)射光束，發(fā)射的光束一般來源于半導(dǎo)體光源，發(fā)光二極管(LED)、激光二極管及紅外發(fā)射二極管。光束不間斷地發(fā)射，或者改變脈沖寬度。接收器有光電二極管、光電三極管、光電池組成。在接收器的前面，裝有光學(xué)元件如透鏡和光圈等。在其后面是檢測電路，它能濾出有效信號和應(yīng)用該信號。

3.3 二極管生產(chǎn)線報(bào)警系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)

(1)二極管自動生產(chǎn)線報(bào)警系統(tǒng)的組成

二極管自動生產(chǎn)線報(bào)警系統(tǒng)的組成主要是由自動生產(chǎn)線和報(bào)警系統(tǒng)組成的，其中生產(chǎn)線是由兩個主電動機(jī)帶動鏈條傳送的，既可以自動控制，也可點(diǎn)動控制；報(bào)警系統(tǒng)是由光電傳感器檢測到生產(chǎn)線的錯誤而發(fā)錯報(bào)警，主要有：

圖3-3 二極管自動生產(chǎn)線報(bào)警系統(tǒng)組成

(2)報(bào)警系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)(如圖3-2所示)

圖3-4 二極管自動生產(chǎn)線報(bào)警系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

4.二極管自動生產(chǎn)線報(bào)警系統(tǒng)程序流程圖及報(bào)警畫面的繪制

4.1 二極管報(bào)警程序流程圖

圖4-1 二極管報(bào)警程序流程圖

4.2 二極管自動生產(chǎn)線報(bào)警系統(tǒng)基于WinCC的控制界面

圖4-5 PC自動切板機(jī)控制界面圖

5.結(jié)論

在二極管自動生產(chǎn)線控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，主要運(yùn)用了PLC技術(shù)，它是微機(jī)技術(shù)與傳統(tǒng)的繼電接觸控制技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物，它克服了繼電接觸控制系統(tǒng)中的機(jī)械觸點(diǎn)的接線復(fù)雜、可靠性低、功耗高、通用性和靈活性差的缺點(diǎn)。該報(bào)警系統(tǒng)操作方便簡單、智能化程度高，能夠很好的適應(yīng)工業(yè)生產(chǎn)的需要，目前該系統(tǒng)已經(jīng)投入使用，實(shí)現(xiàn)了較好的經(jīng)濟(jì)效益。

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