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1、 五槽全自动超声波清洗机摘 要本套清洗系统，采用Mitsubishi（三菱）FX2N-64MR可编程控制器（PLC）为主控器，威伦MT6070iH型触摸屏为辅助操作界面，两者之间采用RS485（串行）通讯，设计出了一套可手/自动运行的集超声波、喷淋、鼓泡、烘干为一体的全自动清洗机。其工位转换运用了减速电机和气缸相结合的方式，进行了优势互补。各种传感器：温度（Pt100）、电感（Autonnics PRCML18-5DN）、行程开关的加入为系统的正常运转提供了保障。并且还有次级控制器：变频器（OMRON 3G3JZ-A4007）、温度控制仪（OMRON E5CZ）作为保障，使得整个系统更加稳定、
2、可靠。该清洗系统，可广泛应用于机械制造、医疗卫生、航空航天、电子等各个行业。关键词：PCL 触摸屏 变频器 传感器 超声波 电动机 电路设计 系统开发AbstractThis cleaning system, adoption Mitsubishi(mitsubishi) the FX2 MR Ns-64s programmable controller(PLC) for master controller, the Wei Lun MT6070 iH type touch plate in order to lend support to an operation interface, bo
3、th the adoption RS485(string line) telecommunication, designing one can hand/the gathering of automatic run - time ultrasonic wave, spray gun sprinkle, drum bubble, baking dry for the full-automatic cleaning machine of integral whole.Its work potential converted to make use of decelerate dynamo frie
4、ndly urn of combine together of mode, carried on advantage complement.Various machine that spread feeling:The building - out of temperature(Pt100), inductance(Autonnics PRCML18-5 DNs) and stroke switch provides a guarantee for the normal operation of system.And still have second-class controller:Inv
5、erter(OMRON 3 G3 JZs-A400s7), the temperature isetrol instrument(OMRON E5 CZs) is a guarantee, make the whole system be getting more stable and dependable.The cleanings system, can extensively be applied to a machinery to make, medical and health, navigation aerospace, electron etc. each craft.Keywo
6、rd:PCL touch plate the inverter spread the feeling machine ultrasonic wave motor telephone design system tapping目录学生毕业设计（论文）诚信承诺书2五槽全自动超声波清洗机7摘 要7目录8第1章 前 言9第2章 系统主要机构原理102.1 PLC的基本结构102.2PLC的工作原理102.2.1输入刷新阶段102.2.2程序执行阶段112.2.3输出刷新阶段112.3超声波清洗机工作原理112.4超声波清洗机的结构12第3章系统硬件组成133.1电气控制133.1.1主电路133.1.
7、2信号输入：233.1.3 动作输出：253.2 人机界面273.2.1人机界面的特点273.3 清洗槽布局283.3.1 主体布局283.3.2 传动系统29第4章 操作说明304.1开机304.1.1手动操作304.2自动操作314.2.1报警314.3关机32第5章 设备选型及技术参数33第6章 程序设计35致 谢47参考文献48第1章 前 言随着生产力和科学技术的不断发展，人们的日常生活和生产活动大量的使用自动化控制，不仅节约了人力资源，而且很大程度的提高了生产效率，又进一步的促进了生产力快速发展，并不断的丰富着人们的生活。早期的自动控制系统是依靠继电-接触器来实现的，其特点是：结构简
8、单、价格低廉、抗干扰能力强，可以实现集中控制和远距离控制，但是其采用固定接线，通用性和灵活性差；又采用触点的开关动作，工作频率低，触点易损坏，可靠性差。1969年，出现了可编程逻辑控制器PLC，其特点是：具备逻辑控制、定时、计数等功能，编程语言采用直观的梯形图语言，软件更改方便，通用性和灵活性好。目前，可编程控制器PLC主要是朝着小型化、廉价化、标准化、高速化、智能化、大容量化、网络化的方向发展，与计算机技术相结合，形成工业控制机系统、分布式控制系统DCS(Distributed Control System)、现场总线控制系统FCS(Field bus Control System)，这将使
9、PLC的功能更强，可靠性更高，使用更方便，适用范围更广。在工艺参数较多,需要人机交互时, 配合使用具有触摸操作和通信功能的人机界面就是一种很好的选择。在本文的清洗系统中, 通过PLC 及人机界面与变频器的通信应用, 可以在人机界面上直接设定清洗值与起停各台水泵和动作机构, 能实时监控超声波,温度,电机跳闸等等的情况, 并具有报警等功能。第2章 系统主要机构原理2.1 PLC的基本结构1、中央处理单元(CPU):中央处理单元 (CPU)是PLC的控制核心。它按照PLC系统程序赋予的功能：a. 接收并存储从用户程序和数据；b.检查电源、存储器、I/O以及警戒定时器的状态，并能诊断用户程序中的语法错
10、误。 2、存储器:可编程序控制器的存储器分为系统程序存储器和用户程序存储器。存放系统软件（包括监控程序、模块化应用功能子程序、命令解释程序、故障诊断程序及其各种管理程序）的存储器称为系统程序存储器；存放用户程序（用户程序存和数据）的存储器称为用户程序存储器，所以又分为用户存储器和数据存储器两部分。 3输入接口电路:输入输出信号有开关量、模拟量、数字量三种，在我们实际涉及到的信号当中，开关量最普遍。4输出接口电路:可编程序控制器的输出有：继电器输出(M)、晶体管输出(T)、晶闸管输出(SSR)三种输出形式。5电源：PLC的电源在整个系统中起着十分重要得作用。如果没有一个良好的、可靠得电源系统是无
11、法正常工作的，因此PLC的制造商对电源的设计和制造也十分重视。一般交流电压波动在+10%(+15%)范围内，可以不采取其它措施而将PLC直接连接到交流电网上去。如FX2N额定电压AC100V240V，而电压允许范围在AC85V264V之间。允许瞬时停电在10ms以下，能继续工作。一般小型PLC的电源输出分为两部分：一部分供PLC内部电路工作；一部分向外提供给现场传感器等的工作电源。2.2PLC的工作原理PLC是采用循环扫描的工作方式。一个扫描周期主要可分为3个阶段。2.2.1输入刷新阶段在输入刷新阶段，CPU扫描全部输入端口，读取其状态并写入输入状态寄存器。完成输入端刷新工作后，将关闭输入端口
12、，转入程序执行阶段。在程序执行期间即使输入端状态发生变化，输入状态寄存器的内容也不会改变，而这些变化必须等到下一工作周期的输入刷新阶段才能被读入。2.2.2程序执行阶段在程序执行阶段，根据用户输入的控制程序，从第一条开始逐步执行，并将相应的逻辑运算结果存入对应的内部辅助寄存器和输出状态寄存器。当最后一条控制程序执行完毕后，即转入输入刷新阶段。2.2.3输出刷新阶段当所有指令执行完毕后，将输出状态寄存器中的内容，依次送到输出锁存电路（输出映像寄存器），并通过一定输出方式输出，驱动外部相应执行元件工作，这才形成PLC的实际输出。由此可见，输入刷新、程序执行和输出刷新三个阶段构成PLC一个工作周期，
13、由此循环往复，因此称为循环扫描工作方式。 显然扫描周期的长短主要取决于程序的长短。扫描周期越长，响应速度越慢。由于每个扫描周期只进行一次I/O刷新，即每一个扫描周期PLC只对输入、输出状态寄存器更新一次，所以系统存在输入输出滞后现象，这在一定程度上降低了系统的响应速度。但是由于其对I/O的变化每个周期只输出刷新一次，并且只对有变化的进行刷新，这对一般的开关量控制系统来说是完全允许的，不但不会造成影响，还会提高抗干扰能力。这是因为输入采样阶段仅在输入刷新阶段进行，PLC在一个工作周期的大部分时间是与外设隔离的，而工业现场的干扰常常是脉冲、短时间的，误动作将大大减小。但是在快速响应系统中就会造成响
14、应滞后现象，这个一般PLC都会采取高速模块。2.3超声波清洗机工作原理超声波清洗机的主要原理即超声的“空化作用”，所谓“空化”即把液体放入清洗机内，槽内作用超声波，由于超声波与声波一样千种疏密的振动性，使介质的压力作交替变化，在超声出现负压区域的液体中产生振力，且形成真空气泡，并被后面的压缩力挤压而破灭。这种超声强大的振动，当声压达到一定空值时，气泡将迅速增长，然后又突然闭合时，由于液体间相互碰撞产生强大的冲击波，在其周围产生上千帕的大气压力，这就是超声空化。超声波清洗机的机理是把超声波电能高效转化为超声波机械能，这种超声波机械能能使液体产生空化作用，形成细微的空化气泡，当空化气泡消失时能产生
15、极大地冲击力，当被清洗物件受到这种冲击力的作用时，黏附在其表面的各类污物将被剥离。超声波清洗机具有高效低噪，清洗质量好，速度快，并能灵活组合，达到清洗各种盲孔，微孔，深孔等其他清洗方法难以清洗的目的。由于具有以上独特的性能，所以被越来越多的人认识和接受，更被广泛的应用于航天航空、军工、电子、机械、钟表、光学、医疗、光纤、电镀等行业。2.4超声波清洗机的结构超声波清洗机由两部分组成，一是超声波发生器，二是换能器阵列.超声波发生器内有PWM开关集成电路产生开关信号，推动由大功率模块组成的全桥放大电路放大，经高频变压器隔离变换，再经匹配电感后耦合到清洗缸上的换能器阵列上，实现将220V电网电能转换成高频机械能，达到无损清洗的目的。第3章系统硬件组成本清洗机有两大部分组成,即电气控制部分和机械执行部分.电气控制部分又分为信号输入与动作输出;机械执行部分又分为主清洗槽与储液槽以及整体支撑框架三部分.3.1电气控制3.1.1主电路3.1.2信号输入：在输入触点中，包含了各种光电传感器、电
