1、目前，國外技術先進的發達國家把超聲波清洗技術已應用到了各個領域及各個行業，這 都是因為超聲波清洗具有速度快、效率高，對環境污染小等諸多的特點。而我國現在也正在 逐步推廣超聲波清洗這一革命化的技術。具體超聲清洗所涉及的應用范圍大致可分為以下幾個方面：1、各種電子設備：電子設備長時間使用后，很容易在集成塊的連腳間、元器件出腳間 和印制電路板上吸附塵埃，而一些接插連件上，也容易被油污、塵埃污染，或是形成-層氧 化膜。這些情況對電子設備的正常使用肯定會留下較人的隱性故障，而導致電子設備的損壞。 超聲波清洗機則可簡潔、方便地清洗掉這些污染，以保證設備的完好使用。2、兵器裝備：兵器裝備容易受到塵埃、汕脂、

2、汕垢、研磨粉、銹、氧化膜的污染，用 人工清洗勞動強度大、時間長，而采用超聲清洗就可以很好解決以上問題。3、機械設備：機械設備的范圍很廣，如汽車、裝甲車、坦克、飛機、艦船上所用的傳 動設備以及各種類型的零部件等，這些設備或是零部件上如果被塵垢、油脂、油垢、研磨粉、 銹、氧化膜所污染，光靠手工清洗肯定不可能清洗干凈，而超聲波清洗可以說是無孔不入， 可以把每一個微小的孔、縫隙都能徹底清洗干凈。4、各種加工件的表面去污處理。5、醫用器具的清洗，藥劑的均勻混合。6、廚房設備的清洗。超聲波換能器將高頻振蕩電訊號轉換成高頻機械振蕩，以縱波的形式在清洗液屮輻射。 在輻射波擴張的半波期間，清洗液的致密性破壞并形

3、成無數直徑為50500 um的氣泡。這 種氣泡屮充滿著溶液蒸汽。在壓縮的半波期間，氣泡訊速閉合，會產生上百mpa的局部液壓 撞擊。這種現象稱為“空化”效應。在“空化”效應的連續作用下，工件表面或隱蔽處的污 垢被爆裂、剝落。同時，在超聲的作用下，清洗液的滲透作用加強；脈動攪拌加劇；溶解、 分散和乳化加速；從而將工件徹底清洗干凈。一、課程設計題目超聲波清洗機超聲波清洗機工作流程如圖1所示：將欲清洗的工件置于工籃屮，將工件籃放置在掛 桿上，按下啟動按鈕，掛桿向下運動將工件置于清洗液中，加熱清洗液至沸騰，啟動超聲波 生器工作20分鐘后，超聲波發生器停止工作，掛桿向上運動將工件置于蒸汽中5分鐘，停 止加

4、熱，啟動噴淋5分鐘，其后停止噴淋，取出工件傳送帶上，按下清洗結束按鈕，啟動傳 送帶工作。圖1超聲波清洗機示意圖1、超聲波清洗機的原理(1) 、什么是超聲波：波可以分為三種，即次聲波、聲波、超聲波。次聲波的頻率為 20hz以f；聲波的頻率為20iiz20kiiz；超聲波的頻率則為20kiiz以上。其中的次聲波和超 聲波一般人耳是聽不到的。超聲波由于頻率高、波長短，因而傳播的方向性好、穿透能力強, 這也就是為什么設計制作超聲波清洗機的原因。(2) 、超聲波如何完成清洗工作：超聲波清洗是利用超聲波在液體小的空化作用、加速 度作用及直進流作用對液體和污物直接、間接的作用，使污物層被分散、乳化、剝離而達

5、到 清洗口的。口前所用的超聲波清洗機中，空化作用和直進流作用應用得更多。a.空化作用：空化作用就是超聲波以每秒兩萬次以上的壓縮力和減壓力交互性的高頻變 換方式向液體進行透射。在減壓力作用時，液體中產生真空核群泡的現象，在壓縮力作用時, 真空核群泡受壓力壓碎時產生強大的沖擊力，由此剝離被清洗物表面的污垢，從而達到精密 洗凈目的。在超聲波清洗過程中，肉眼能看見的泡并不是真空核群泡，而是空氣氣泡，它對空化作 用產生抑制作用降低清洗效率。只有液體中的空氣氣泡被完全脫走，空化作用的真空核群泡 才能達到最佳效果。b直進流作用：超聲波在液體中沿聲的傳播方向產生流動的現象稱為直進流。聲波強度 在0. 5w/c

6、m2時，肉眼能看到直進流，垂直于振動面產生流動，流速約為10cm/so通過此直 進流使被清洗物表面的微油污垢被攪拌，污垢表面的清洗液也產生對流，溶解污物的溶解液 與新液混合，使溶解速度加快，對污物的搬運起著很大的作用。c加速度：液體粒子推動產生的加速度。對于頻率較高的超聲波清洗機，空化作用就很 不顯著了，這時的清洗主要靠液體粒子超聲作用下的加速度撞擊粒子對污物進行超精密清 洗。2、超聲波清洗機的特點在機械及制造行業中，經常遇到各種零件和加工件的清洗問題。其清洗對象主要是機加 工油、切削液、金屬屑等污垢，傳統方法是采用有機溶劑(汽油或煤油)輔以手工刷洗，不但 勞動強度大而ii操作壞境惡劣。近年來

7、逐步開發了許多水基清洗劑來取代溶劑清洗，但這些 水基清洗劑普遍存在著化學清洗能力低的缺點，11需要輔以物理方法來增強其清洗力，常規 清洗機噴射、攪拌等方式來達到這一 fi的，這類清洗機通用性差，只適合于品質結構單一、 形式簡單的工件清洗，對于多品種，形狀復雜，特別是冇不規則孔、腔、狹縫的零件往往無 能為力，而超聲波清洗由于其無孔不入的特點以及強力的清洗作用，不但對于手工及機械方 法難以觸及到部位也能很好的清洗，而11適用性強。超聲波清洗與其他清洗方法的清洗能力 比較見下圖：超聲波清洗與其他清洗方法的清洗能力比較圖超聲波清洗與各種化學的、物理的、電化的和物化的清洗方法比較，有以下獨特優點:(1)

8、 、能快速、徹地清除工件表面上的各種污垢；(2) 、能清洗帶有空腔、溝槽等形狀復雜的精密零件；(3) 、對工件表面無損；(4) 、可采用各種清洗劑；(5) 、在室溫或適當加溫60°c即可進行清洗；(6) 、整機一體化結構便于移動；(7) 、節省溶劑、清潔紙、能源、工作場地和人工等；(8) 、不需人手接觸清洗液，安全可靠。3、超聲波清洗機適用行業及范圍電子、電氣、燈具、儀器、儀表、機械、打印機噴嘴、五金、工具、軸承、液壓、汽車 維修、電鍍前處理、醫療、航空、玻璃、眼鏡、鐘表、珠寶、陶瓷、模具、化纖、制筆。二、總體方案設計1、方案1:采用常規繼電器控制方法在過去的許多年，電氣控制系統線路

9、基本采用繼電-接觸器的控制方法，其線路簡單、 價格低廉，但是隨著現代化工藝的發展，復雜的工作流程使其越來越不能肌任。雖然采用繼 電-接觸器的控制雖然初期投入較少，但帶來的問題是接線復雜、體積大、可靠性不高等一 系列問題，且眾多的接觸控制件容易出現故障，維護不便。2、方案2：采用可編程控制器控制隨著科學技術的發展，新的電氣元件與控制裝置不斷涌現，使屯氣控制系統發生了很大 的變化。plc即可編程控制器控制就是隨之發展起來的。它取代了繼電-接觸器的屮間控制 運算環節，如吋間繼電器、中間繼電器、計數器等。3、方案論證性價比分析：方案1采用了常規的繼電器控制方式，它不具有口診斷、監控和各種報警 功能，方

10、案2采用plc控制方式它既可以進行順序控制，乂可以進行閉環冋路的調節控制， 特別是它具有體積輕、重量輕、耗電低、性價比高等優點。安全性分析：方案1小的安全系數不高，而方案2屮采用plc進行控制可以防止產生寄 生電路的影響和一些不必耍的失謀，比如人工失誤或者電機故障。采用plc可以減少接點個 數，進而叮以減少環境對接點的影響，它還可以運行于條件惡劣的壞境中，防止外界對系統 的一些影響，使系統運行安全可靠。4、方案選擇通過上面的方案選擇和方案論證，可以得出選擇方案2是最適合本次設計需要的，無論 從穩定性、性價比、安全性方面考慮還是環境適應性考慮方案2采用的plc控制方式是最適 合的，所以我們選擇具

11、有高穩定性的plc即可編程控制方式。5、plc方案選擇plc控制系統設計方案乂分為:(1) 、經驗設計法：采用這種方案，設計的梯形圖較為簡潔，程序較短，但各狀態z間相 互牽扯，相互影響。因此，這種方案設計程序顯得脈絡不清，而后相互影響，容易出問題。、流程圖法(順序控制法stl)：這種方法是計算機程序設計時常用的方法。它用方 框圖描述控制過程，方框代表動作，圓圈代表起始位與終了位，連線代表流向，短橫線代表 狀態轉換條件。這種圖口j以把控制對象的工作狀態及控制過程清晰地表示出來。使用此法能 快速地編出復雜的程序，是一種優越的程序設計的方法，但使用這種方法編寫的程序較長。(3) 、方案選擇根據新型控

12、制器帶來的新的設計理念，即在plc的程序中，清晰性、叮讀性才是最關鍵 的，而程序的長短并不重要，因此，選用流程圖法設計控制系統的程序，這樣便于在梯形圖 中發現問題，使系統的可靠性更高。三、單元模塊設計設計小組由周俊帆、馮春、李偉、羊以剛、莊柳艷、唐柳明五人自由組合而成，我在 本項設計中主要承擔了主電路的設計與繪制、器件的選型等工作、共同完成了方案的比較、 論證、選擇及系統軟件的調試等工作。1. 總體設計步驟設計分為硬件和軟件設計，按圖1工作流程首先確定plc控制系統的總設計步驟如圖2 所示。由于plc所有控制功能都是以程序的形式來體現的，因此plc應用設計的大量工作將 用在程序設計上，在這里需

13、要注意幾個關鍵性的問題。(1) 、新型控制器帶來的設計理念，即編梯形圖首先要求是程序的可讀性，以方便維修;(2) 、充分利用好plc的功能;(3) 、釆用了 plc之后，減少了外部電器的使用；(4) 、節約輸入輸出口；(5) 、編程方法的多樣性。2、硬件部分硬件主要包括電動機主接線電路、電加熱器及超聲波振蕩器電源電路、plc輸入/輸出 電路、檢測電路及plc報警電路等。超聲波清洗機主電路原理圖見附圖2所示。plc外部接線圖見附圖4所示。元器件選擇原則、選型及plc報警電路如下介紹：已知條件：壓縮機p二2kw/380v,加熱器p二2kw/380v,掛桿上下電機p=l. 5kw/380v,超聲 波

14、發生器p二1kw/220v。(1)、plc的選型 、物理結構的選擇：整體/模塊式、特殊功能模塊；、i/o點數的確定：準確統計i/o點數，留1020%余量；圖2 plc控制系統的設計步驟硬件 設計 與配置 、存儲器容量的選擇：開關量(i/o點數x8),模擬輸入/輸出：200字節/路，應留 有余量； 、plc指令功能的選擇：任何plc均能滿足開關量控制，如有其它控制則需注意選擇。本系統需要21個輸入點和15個輸出點，根據選擇選型原則選用fx廠48mr型picfx2-48mr輸入/輸出點數均為24；工作電壓:220v, 50iiz/60iiz；輸出類型:繼電器輸出;功率:40va。(2) 、空氣斷路

15、器選用 、空氣斷路器的額定電壓和額定電流：應不小于電路的正常工作電壓和工作電流;0、熱脫扌ii器的整定屯流：應與所控制的電動機的額定電流或負載額定電流一致。(3) 、熔斷器及熔體額定電流的選擇、熔斷器的額定屯壓必須大于或等于線路的工作電壓； 、熔斷器的額定電流必須大于或等于所裝熔體的額定電流; 、對變壓器、電爐、及照明等負載的短路保護，熔體的額定電流應稍大于線路負載的 額定電流； 、對一臺電動機負載的短路保護，熔體的額定電流5應大于或等于1 .52. 5倍電機 額定電流in； 、對幾臺電動機同吋保護，熔體的額定電流應大于或等于其中最大容量的一臺電動機 的額定電流1、喚的152. 5倍加上其余電

16、動機額定電流的總和。在電動機功率較人而實際負載較小時，熔體額定電流可適當選小些，小到以起動時熔體 不斷為準。(4) 、接觸器的選擇、選擇接觸器的類型 根據所控制的電動機或負載電流類型來選擇接觸器的類型，即交 流負載應使用交流接觸器，直流負載使用直流接觸器，如果控制系統中主要是交流電動機， 而直流電動機或直流負載的容量比較小時，也可用交流接觸器進行控制，但是觸頭的額定電 流應適當地選用得大些；、選擇接觸器的額定電壓 通常選擇接觸器觸頭的額定電壓大于或等于負載冋路的額定 電壓； 、選擇接觸器主觸頭的額定電流 選用接觸器的額定電流應大于或等于電動機的額定 電流； 、選擇接觸器吸引線圈的電壓 接觸器吸

17、引線圈電壓一般從人身和設備安全角度考 慮，可選擇低一些；但當控制線路簡單、用電不多時，為了節省變壓器，則可選用380v； 、接觸器的觸頭數量、種類選擇 接觸器的觸頭數量、種類等應滿足控制線路的要求。(5) 、熱繼電器的選擇、熱繼電器的額定電流和熱元件的額定電流均應人于電流的額定電流；0、在一般情況下，可選用兩相結構的熱繼電器；但當電網電壓的均衡性較差、工作環 境惡劣或較少有人照管的電動機，可選用三相結構的；、屯動機拖動的是沖擊性負載(如沖床等)，或電動機起動時間較長，或屯動機所拖動 的是設備不允許停電的情況下，選擇熱繼電器元件的額定電流叮比電動機的額定電流高 1. 1 1. 15 倍。(6)

18、、電磁閥的選擇zdf多功能電磁閥通用于水、電、氣、油、弗里昂等粉質較低，對銅不腐蝕的中性氣和 液體，進行強制調節。閥門開度和局部時間可調，有防止水蝕作用。選公稱直徑80mm,公稱壓力1.6mp.電流電壓ac 220 (+10%-15%), 50hz。(7) 、額定電流計算t=pn/( v3unncos0)(a)其中：pn :負載額定功率(w)un:負載額定電壓(v)q：負載效率(取0.9)cos0：負載功率因數(取0.85)(d 壓縮機電流:i二2000w/(1. 732x380vx0. 9x0. 85)=3. 97 a 加熱器電流:t=2000w/ (1. 732 x 380v x 0. 9

19、 x 0. 85) =3. 97 a 掛桿上下電機電流:i二 1500w/(1. 732x380vx0. 9x0. 85)=2. 98 a 超聲波發生器電流:t=1000w/(220vx0. 9x0. 85)=5. 94 a plc 電流:i=40va/ (220v x 0. 9 x 0. 85) =0. 24 a 總電流【30：按需要系數法計算，根據查得壓縮機組需要系數心二0. 75, cos0二0. &tan0二0. 75。設備總容量:pe二2kw+2kw+1.5kw+1kw+1kw (附屬)=7.5 kw有功計算負荷:p3o=kdpe=o. 75x7. 5kw=5. 625 kw

20、無功計算負荷:q.3o= p.3otan0=5. 625kwx0. 75=4. 219 kw視在計算負荷:s30= p3o/cos0=5. 625kw/0. 8=7. 03 kva計算總電流:t3o=s3o/ ( v3un)二7.03kva/ ( 73x0. 38) =10. 68 a(8) .元器件選擇電源保護 fu1： 1心(15 25)i"ein =(1.5 2. 5)x3. 97+ (3. 97+2.98+5. 94)二(18. 8522. 82) a 選用25a的熔體掛籃電機保護 fu2：(1. 5-2. 5) in喚二(1 5-2. 5) x2. 98=(4. 477.

21、45) a選用10a的熔體壓縮機電機保護fu3： 1心(152. 5)1海二(1.5-2. 5)x3. 97=(5. 969. 93) a選用10a的熔體為保證先進性及可靠性接觸器、空氣開關、熱繼電器均采用abb公司產品。具體型號如附表2元件清單明細表所示。(9) 、報警電路a)、溫度報警如圖3所示，±lm3911溫度檢測控制集成電路實現溫度的采集，集成電路a內部由基準 穩壓器，溫度傳感器和一個運放組成，內部基準電壓為6. 85v,其電源端v +與輸出端out 間電壓與絕對溫度成正比，感溫靈敏度為+ 10mv/°c。i大i其內部帶有基準穩壓器，i大i此只要 使用足夠大的限現

22、流電阻，令其工作電流在幾毫安即口j。它內部的集成運算放大器可以作比 較使用。因此用它作為溫度檢測和控制器件十分方便。r29krpsk3 lm3911溫度檢測控制集成電路圖2工作原理：市電經二極管vd半波整流，電容c2濾波，電阻r5限流后加到lm3911集成 電路a的v +端。a的輸入端從分壓電路rl, r2, rp的電位器rp上取岀，作基準比較電壓。 當傳感器檢測到實際溫度低于rp設定溫度時，a的out輸出高電平，使晶閘管vi觸發導通, 于是有電流通過電阻r8,雙向晶閘管v2也導通，接通中間繼電器ka1的線圈，當溫度高于 設定值時，a的輸出為低電平，vi, v2關閉，中間繼電器線圈斷電，繼電器

23、返回初態。如此 重復上述過程，使溫度恒定在設定值附近。在溫度過高的情況下，把該電路用在高溫報警停 止加熱的控制中，中間繼電器處于吸合狀態，輔助觸點接常開，并且該電路平常一直保持測 溫狀態。在考慮沸點溫度時，再用lm3911溫度檢測控制集成電路一塊，把溫度設定在沸點 處，因為氟利昂到達沸點后溫升不會在提高，用繼電器的常閉輔助觸點，使得超聲波啟動。 而plc的程序設計時，只考慮斷開時的狀態，而不考慮溫度下降后繼電器的返冋。其中溫度 過高時由上部檢測溫度的電路發出報警。下圖中，電阻r5作為正反饋電阻，用以消除臨界 溫度點附近v2的工作不穩定性；電容c1為防干擾電容。按圖3示參數，電位器rp調整溫 度

24、范圍為2060°c。弗利里昂的沸點溫度為32°c,因此該電路已經達到測溫和控制溫度的 目的。b）、濁度報警在超聲波清洗機中，清洗液應該冇一定的純度才能夠實現對物件的清洗，在渾濁度達到 一定的程度時就需對清洗液進行更換。實現渾濁度檢測由濁度傳感器電路完成。如圖4、5 所示。圖4濁度傳感器整流濾波怛壓電路o+12vr11kqr21kq74l71ledyrl明 rl = 2kq 暗 rl = 20mqncrd515253vccsdgnd匸|_ +12vka3渾濁度的檢測是采用紅外光屯傳感器來完成的。利用紅外線在水中的透光的程度，而產 生光電變化，使光電阻阻值發生變化，產生驅動電壓

25、，在利用74l71和整流濾波恒壓電路的 電壓翻轉和供屯，驅動中間繼屯器線圈，使線圈得電，從而使中間繼電器相應的觸電動作， 產生報警信號，使電鈴發聲和使指示燈亮。光屯阻傳感器是將光信號轉換為屯阻變化的一種傳感器，用這種傳感器測量其他非電量 時，只要將被測非電量的變化轉換成光信號的變化即叮，這種測量方法具有結構簡單，非接 觸，高可靠性，高精度和反應快等優點。故廣泛用于自動檢測系統中。光嫩電阻選用國產mg42-5a型密封硫化鎘光敏電阻。中間繼電器選用dz-431/1104,由直 流12v電壓驅動。發光二極管采用紅外發光二極管，波長900nm,正向電壓1.31.5v（10ma 時），光功率為10050

26、0uwoc）、液位檢測本設備禁止干燒，即應有液位檢測用靈皺開關，它是一種靈散度很高的開關元件，只需 要很小的力即可使開關閉合，反應快，精度高等優點，在本次設計中是為了和浮筒相互配合 完成液位檢測報警的功能。它一般是通過傳感器和一些電磁機構來實現。浮筒：采用它的原因是結構簡單，和一些開關元件相互配合完成液體液位檢測更重要原 因是價格便宜。超聲波洗機控制面板及內元件分布圖見附圖3所示。3、軟件部分在了解了系統的工藝耍求的基礎上可冊i岀超聲波清洗機控制工藝流程圖如附圖1所示。 根據工藝要求確定plc的輸入、輸出點數，確定后列現i/o分配表見附表1所示。根據工藝 流程圖畫出系統狀態轉移圖見圖6所示。主

27、程序控制具有如下特點：（1）蓋開關受壓時才能啟動。在自動狀態運行中，若打開蓋子，則系統處于暫停狀態。門 一合上，程序繼續運行。（2）在暫停狀態下，可以進行加液和排液操作。（3）無論處于何種運行狀態下，一旦出現故障報警，清洗工作立刻停止，但壓縮機不停， 若故障嚴垂，不能及時排除，可通過急停按鈕或切換至手動狀態按下停止按鈕停止壓 縮機。（4）壓縮機出現故障停止，則主程序立刻停止。（5）在自動狀態下，按下停止按鈕，程序在完成全部清洗工作后停止，并使壓縮機延吋3 分鐘停止，讓清洗箱內的余熱充分散發。主程序控制原理：啟動程序之前，必須蓋緊蓋子，使x5通。通過選擇開關選擇運行狀態。若選定自動運 行，按下啟

28、動按鈕，壓縮機啟動，清洗工作進入自動程序屮，掛籃開始下降，到位壓合行程開始選擇操作方式自動？y自動操作y手動操作擊動開機？x5hhr 一一x2 _ 二必沸騰轉移s20x2 nsets21-4-t0x5s22+ x4t卜s23t1_l_ x5t1nm9 ）掛籃向下運動，到位停止ml到位啟動加熱器超聲波發生器工作20分鐘匚皿號掛籃向上運動，到位轉移rst停止加熱手動控制運行手動操作結束ml啟動噴淋，5分鐘清洗結束m15s24t2n結東?-一' k30005一工件噴淋5分鐘自動t2nsetml結束標志（驅動指示燈結東圖6手動/自動操作狀態流程圖開關，x2通，運行停止，并開始啟動加熱器（通過中

29、間元件ml轉換驅動），溫度達到沸騰,通過溫度控制屯路使x6通，狀態開始轉移至超聲波發生器啟動，20分鐘后關閉，掛籃上行至蒸汽區壓合上限位行程開關，x4通，停留5分鐘，然后自動啟動噴淋。噴淋5分鐘后，關閉噴淋，清洗工作結束（壓縮機不停），結束指示燈亮，打開蓋子，x5斷，結束指示燈滅,取出工件，完成一次清洗任務。若還要清洗其它工件再把工件放入掛籃中，蓋緊蓋子，按下啟動按鈕，清洗機再次自動完成一次清洗任務。任意時候，按下停止按鈕，清洗機在完成全 部清洗工作后，延時3分鐘停止壓縮機。若選擇手動運行，則按下啟動按鈕后，只是啟動壓縮機，清洗工藝流程不再是自動完成, 每一步狀態均由人工手動完成，每一種狀態之

30、間沒有嚴格的順序，由人為的干預而定。公用程序用于驅動接觸器，屯磁閥等元件，以便使對應的設備工作，手動/自動程序通 過中間元件調用它。故障檢測程序控制原理：當報警條件達到時，x17x22中任意一個或多個通，輸出端對應輸出脈沖使燈閃爍， 工作人員處理報警時，按下報警響應按鈕，x24通，m6使y14短，對應的故障信號輸出直通, 結果報警音響不響，燈常亮。故障處理完畢后報警條件消除，對應的故障指示燈滅。x23通, 可測試燈和報警音響是否正常。故障報警控制程序:plc故障報警電路由梯形圖8完成，此報警梯形電路與主梯形圖7 是接為一體的（為方便讀圖，單獨例出）。）液位過高故陣指示濁度過高 故陣指示報警音響

31、、報警響應（ 丿x24閉合，短信號）后報警音響停止 故障燈常殼主程序梯形圖：依照圖6手動/自動操作狀態流程圖編寫出主梯形圖如圖7所示。xooox007 t6 m17羽tf_勸05啟動¥005x015zrst s20s24x003m4t6m17(m4 )y005井m7x000x016 x005y005x015x016mosos20 x005h w fx002井x002x002 x006rst mlm4 m5k1800(t6 )moy007s21 x005hli pt0s22-setso-stlso-sets20-stls20< m9-setml-sets21-stls21-(mi

32、lk12000-(to-sets22-stls22y006m13進入自動程序勰運動'到位啟動加熱器沸騰轉移啟動超聲波發生器掛籃向上運動， 到位轉移y005x015 x005 y005 m7t i irst m5 m8m9m10ml正常停機時使壓縮機 延時3分鐘停止（§ 動狀態下有效）x010x002m14t(mio )miox012i -m3t4x013x006t3m12-1 ix011x004m101m-(m12 )k12000<t3)趣器達到沸騰啟動超聲波 發生器20分鐘后停止 （手動）m14xttkx014m16m4t5k3000(珂) m16k3000(t5y0

33、00掛籃向上運動，到位 ft止（處于篆汽區）， 并在停止后5分鐘關掉 加熱器（手動）啟動噴淋，5分 鐘后停止（手動）停止（手動狀態下有效）公用程序x004s23x005rstsets23s23sbtstlk3000t1mls24stls24m3mily001鰥汽停止加熱m12m13i卜m14y002y003圖7超聲波清洗機梯形圖111 h(t2'1 |sett21 |rstm2111(s24x005m2 s24 rbt x005set m5 保持結束標志勰結（寵融燈）麟蠶結束rst m2 蓋子打開， 結束指示燈滅圖7超聲波清洗機梯形圖（續）plc中間狀態元件表如下表所示:中間狀態元件表

34、序號中間元件作用1m0進入自動程序2ml啟動加熱器（自動）3m2白動清洗結束標志（驅動結束指示燈）4m3啟動加熱器（手動）5m4正常停止標志（用以控制壓縮機延時停止）6m5保持結束標志（用以控制壓縮機延時停止）7m6故障響應吋，短接故障燈閃爍8m7取故障狀態9m8進入手動程序10m9掛藍向下運動（自動）11m10掛藍向下運動（手動）12mil啟動超聲波發生器（白動）13m12啟動超聲波發生器（手動）14m13掛藍向上運動（自動）中間狀態元件表（續）序號中間元件作用15m14掛藍向上運動（手動）16m15啟動噴淋（自動）17m16啟動噴淋（手動）18m17停止壓縮機（手動）19m18加/停清洗液

35、20t0超聲波發生器工作定吋（自動）21t1對工件置于蒸汽區定吋，（自動）關閉加熱器22t2噴淋定吋（自動狀態下）23t3超聲波發生器工作定吋（手動狀態下）24t4對工件置于蒸汽區定吋，關閉加熱器（手動狀態下）25t5噴淋定吋（手動狀態下）26t6正常停機情況下，延吋停止壓縮機（自動狀態下）27t7, t8故障燈閃爍源四、系統調試系統設計完成后進行必要的碩件、軟件調試。本系統程序調試采用了 gx simulator version6 plc模擬調試軟件及gx developer version 7 plc設計/維護工具進行了防真 調試，限位開關及溫度傳感檢測用調試程序中的模擬開關代替，經調試，

36、本程序能夠達到工 藝和要求。五、超聲波清洗機的正常使用1、使用：超聲波清洗機的使用應嚴格按以下要求分部操作。（1）聯結好清洗槽與發生器之間的電纜；（2）將清洗液倒入清洗槽中（倒入清洗液的量就為放入被清洗物時，液面的位置約為 整體的四分之三為佳）；（3）將被清洗物放入清洗槽；（4）合上電源總開關qf1、plc電源開關qf2、plc負載電源開關qf3等電源；（5）設立手動/自動運行方式，開機。2、注意事項（1）在清洗槽中沒有倒入清洗液或水時，嚴禁開機，否則可能損壞儀器；（2）電纜聯結器在使用前必需確立聯結頭是否受潮，如有受潮現象，應先處理干燥后, 方可使用;（3）勿使清洗液及水流到發生器中，以免損

37、壞儀器。3、使超聲波清洗效果最佳的方式（1）超聲波清洗槽的溫度最好為32+5r；（2）根據不同的清洗對象正確選擇清洗劑。清洗劑一般分為水基（堿性）清洗劑、冇 機溶劑清洗劑和化學反應清洗劑。通常使用最多的為水基清洗劑（本次設計的清洗劑為沸里 昂tmc沸點為32°c）。4、超聲波清洗機的清洗劑的循壞使用超聲波清洗方式可以節約大量的清洗劑，每次使 用完清洗機后，最好將清洗液放入容器中，下次使用時再倒入清洗槽，余下的沉淀物可處理 掉。如清洗液的濃度不夠時，適量加入一點即可重復使用。六、超聲波清洗機技術指標電源：ac 220v±10% 50hz 土 5% 超聲功率：1000 w頻率:

38、28khz ±10%七. 設計總結現代電氣控制技術是一門理論性和實踐性都很強的綜合性課程，在自動化程度越來越 高的今天，越顯其重要性。我們不能僅僅停留在原理的學習上，忽視能力的培養，這無法很 好地與實際相結合，更不能完成符合工程要求的設計。通過此次系統的設計，鄭萍教授細心的輔導，我初步掌握了一般設計的耍領，體會到了設 計岀自c作品的喜悅及艱辛，并發現了自己現有所學知識的不足及需補充知識的重要性。理 論與實際之間有著巨大的差異，這是一條自己通過設計所總結出來的經驗，在以后的工作學 習中，自己會更有目的性的去掌握一些知識為自己所用，學習并不全是為了通過考試,課內的 知識是有限的，以后還要

39、根據自己的一些實際需要，學習一些課外知識，增加自己獨立完成設 計的能力。為更好的適應以后激烈競爭，打好堅實的基礎。在此次設計中我還有一大收獲，那就是基本能夠熟練的利用設計軟件，通過仿真和進一 步調試，最終完成設計要求。在鄭老師的指導更下了解一些前沿設計的新理念新思想，加深 了對設計可靠性與可行性的理解，為自己專業索質的提高，以及以后的工作道路增加了祛碼。 把自己的創新思維捉到了新的高度，這為i己的設計打好了比一般人更高的基礎.總z通過此次為期兩個星期的課程設計，雖然時間短，但我學到了許多以前在課本上學 習不到的知識，這為門己設計水平的提高，和知識面的拓寬，思維的創新提供了一個更好的平 臺，可以

40、充分展示自己的才華與個性，并為迎接激烈競爭，增強了自己的自信心！可謂有百利 而無一害。此外在設計中，我們遇到了許多意想不到的問題，大家齊心協力，最終將問題解 決，深深體會到了團體合作的快樂及其重要性。再次對此次課程設計的指導教師鄭萍教授表示感謝，給我們這次難得的機會，并希望以 后還有更多這樣的機會。讓口己在歷練與挑戰中不斷成長！同時對參加本次設計的同學以及 對設計給予幫助的老師、同學表示感謝。由于設計人員水平有限，定有錯漏之處，懇請老師、同學批評指正。設計：周俊帆2004年12月參考文獻1鄭萍現代電氣控制技術重慶：重慶大學出版社，2003. 8第2版2. 廖常初可編程序控制器的編程方法與工程應

41、用.重慶：重慶大學出版社，2001.23. 李樹雄可編程序控制器原理及應用教程北京:北京航空航天大學出版社,2003. 94. 周恩濤可編程序控制器原理及其在液壓系統中的應用北京:機械工業出版社,2003. 25. 郝光發.電工工藝學北京:機械工業出版社,1999. 12第3版6. iii良等綜合電子設計與實踐.南京:東南大學出版社,2002. 37. 李哲英等實用電了電路設計北京：電了工業出版社,1997. 18陳永甫.電子電路智能化設計實例與應用第二集北京：電子工業出版社,2002. 89. 劉介才工廠供電.北京:機械工業出版社,199& 5第3版10. 康華光.電子技術基礎數字部

42、分北京:高等教育出版社,2000. 7第4版11. 常健生等檢測與轉換技術北京:機械工業出版社,2002. 2第3版12. 梁景凱.機電一體化技術與系統北京:機械工業出版社，1999. 513. 高光天傳感器與信號調節器件應用技術科學岀版社，200214. http:/www. nbrongshun. com （寧波榮順科技儀器廠）15. http:/www. mu-china com/docc/cpjxl-1. htm （現彳弋超聲）16. http:/www. kono. com. cn/chinese/intol. htm （常州市科諾電子設備冇限公司）17. http:/www. ic

43、an-ultrasonic. com/products, htm （北京艾肯機械電子設備研究所）18. http:/www. gongkong. com （中國工控網-中國工業控制及門動化領域）19. http:/www. 21ic. com20. http:/www. fl08 com （plc z家）21. http:/www. sensorworld, com. cn （傳感器世界）一、輸入輸出接口電路(i/o模塊)plc與電氣回路的接口，是通過輸入輸出部分(i/o)完成的。i/o模塊集成了 plc的 i/o屯路，其輸入暫存器反映輸入信號狀態，輸岀點反映輸岀鎖存器狀態。輸入模塊將電信 號

44、變換成數字信號進入plc系統，輸出模塊相反。i/o分為開關量輸入(di),開關量輸出 (do),模擬量輸入(ai),模擬量輸出(a0)等模塊。1. 現場輸入接口屯路由光耦合電路和微機的輸入接口電路，作用是plc與現場控制的 接口界面的輸入通道。2現場輸出接口電路由輸出數據寄存器、選通電路和中斷請求電路集成，作用plc通 過現場輸岀接口電路向現場的執行部件輸出相應的控制信號。常用的i/o分類如下:開關量:按電壓水平分，有220vac、11ovac、24vdc,按隔離方式分，有繼電器隔離和 晶體管隔離。模擬量:按信號類型分,有電流型(4-20ma, 0-20ma)電壓型(0-10v, 0-5v,-

45、10-10v) 等，按精度分，有12bit, mbit, 16bit等。除了上述通用10外，述有特殊10模塊，如熱電 阻、熱電偶、脈沖等模塊。按i/o點數確定模塊規格及數量，i/o模塊可多可少，但其最大數受cpu所能管理的基 木配置的能力，即受最大的底板或機架槽數限制。二、plc的結構與產品(一) plc的基本機構：從plc的硬件結構形式上，plc可以分為整體固定t/0型，基本單元加擴展型，模塊式, 集成式，分布式5種基木結構形式。()plc的組成：1.中央處理單元(cpu)中央處理單元(cpu)是plc的控制中樞，是plc的核心起神經中樞的作用，每套plc至 少有一個cpu。它按照plc系統

46、程序賦予的功能接收并存儲從編程器鍵入的用戶程序和數據; 檢查電源、存儲器、i/o以及警戒定時器的狀態，并能診斷用戶程序中的語法錯誤。當plc 投入運行時，首先它以掃描的方式接收現場各輸入裝置的狀態和數據，并分別存入1/0映象 區，然后從用戶程序存儲器中逐條讀取用戶程序，經過命令解釋后按指令的規定執行邏輯或 算數運算的結果送入i/o映象區或數據寄存器內。等所有的用戶程序執行完畢之后，最后將 i/o映象區的各輸出狀態或輸出寄存器內的數據傳送到相應的輸出裝置，如此循環運行，直 到停止運行。為了進一步提高plc的可靠性，近年來對人型plc還采用雙cpu構成兀余系統，或采用 三cpu的表決式系統。這樣，

47、即使某個cpu出現故障，整個系統仍能正常運行。cpu速度和內存容量是plc的重要參數，它們決定著plc的工作速度，i/o數量及軟件 容量等，因此限制著控制規模。2. 存儲器系統程序存儲器是存放系統軟件的存儲器；用戶程序存儲器是存放plc用戶程序應用; 數據存儲器用來存儲plc程序執行時的中間狀態與信息，它相當于pc的內存。3. 輸入輸岀接口（i/o模塊）plc與電氣回路的接口，是通過輸入輸岀部分（1/0）完成的。1/0模塊集成了 plc的 i/o電路，其輸入暫存器反映輸入信號狀態，輸出點反映輸出鎖存器狀態。輸入模塊將電信 號變換成數字信號進入plc系統，輸出模塊相反。i/o分為開關量輸入（dt）,開關量輸出 （d0）,模擬量輸