基于PLC的半导体分选机控制系统的设计与实现

摘要

可编程逻辑控制器（Programmable Logic Controller，简称PLC）是一种目前在工业控制领域有着相当广泛应用的可编程存储装置。随着我国半导体行业的快速发展，半导体产业已扩展至消费类电子、新能源、汽车电子等领域，在半导体的各应用领域中，半导体分选机的需求旺盛，但国内相关技术较为薄弱。鉴于国内目前尚无具有自主知识产权的半导体分选机系统的状况，本文提出了一种基于PLC的智能分选机系统设计方案，完成并实现智能分选机系统的设计。
　　智能分选机系统为一个闭环控制系统，它由上位机、下位机、CCD、伺服电机及其驱动器和各种机械联动部分构成。其中上位机是工控机，下位机为PLC，二者做出指令使驱动器控制伺服电机实现高精度的位置控制，从而对半导体芯片进行智能分选。智能分选机系统包括相应的硬件和软件两个子系统。硬件系统的设计包括PLC的选型、I/O模块的选型以及相关电气设备的选择，文章介绍了系统的总体设计思路及各个模块的接线问题。软件系统包括PLC主控制程序和上位机PC界面程序。文章重点阐述了下位机PLC主控制程序的编写，包括下位机程序的框架结构以及设计思路，分别对分选机系统上料部分、剥离部分、分选部分和下料部分进行了分析，设计了各个部分的程序并给出了程序流程图。详细介绍了各个部分的工艺流程，给出了部分上料部分典型PLC程序。
　　在完成智能分选机设计后，将PLC程序导入下位机中开始联机调试。测试结果显示:程序实现了预期目标，由于机械等方面的原因对程序做了相应的修改，实现了半导体分选机的国产化。经过一段时间的对机器连续测试运行表明，该分选机控制系统设计正确合理，工作稳定性好。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 半导体分选机的研究背景、需求现状与研究意义

1．1．1 半导体分选机的研究背景

1．1．2 半导体分选机的需求现状

1．1．3 半导体分选机的研究意义

1．2 系统光电部分的相关背景知识

1．3 PLC控制技术的发展及其特点

1．3．1 PLC控制技术的发展

1．3．2 PLC控制技术的特点

1．4 PLC控制技术国内外发展及现状

1．5 论文的主要研究内容

1．5．1 分选机控制系统的简介

1．5．2 控制系统的要求

1．5．3 论文主要内容

第2章 控制系统的总体设计

2．1 控制系统的总体设计

2．1．1 控制系统的总体构成

2．1．2 控制系统运行方式

2．1．3 控制系统的工作流程

2．2 PLC控制系统的设计步骤

2．3 本章小结

第3章 PLC控制系统硬件设计

3．1 硬件选型

3．1．1 PLC选型

3．1．2 I／O模块选型

3．1．3 电磁阀选型

3．2 PLC控制系统硬件设计

3．2．1 设计思路

3．2．2 硬件组成

3．2．3 硬件连接

3．2．4 I／O点数分配

3．3 电气控制系统设计

3．3．1 控制系统配电电路设计

3．3．2 PLC的总体外部接线设计

3．4 本章小结

第4章 PLC软件设计

4．1 PLC的结构与工作原理

4．1．1 PLC的基本结构

4．1．2 PLC的工作原理

4．2 PLC编程语言与开发环境

4．2．1 PLC编程语言

4．2．2 PLC开发环境

4．3 PLC控制系统设计的原则和步骤

4．3．1 PLC控制系统设计的原则

4．3．2 PLC控制系统设计的步骤

4．4 PLC寄存器的分配

4．5 PLC程序的设计思想与结构

4．5．1 程序的设计思想

4．5．2 程序的设计结构

4．6 PLC程序的控制模式

4．6．1 自动运行

4．6．2 手动、空跑、示教

4．7 PLC通信

4．8 报警

4．9 本章小结

第5章 控制系统的调试

5．1 各模块的测试

5．2 系统初始化

5．3 正式运行

第6章 总结与展望

致谢

在读期间录用的学术论文与取得的其他研究成果

参考文献