张洛杰
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罗克韦尔自动化总部位于美国威斯康星州，密尔沃基市，是一家工业自动化跨国公司，为制造业提供的
动力、控制和信息技术解决方案。罗克韦尔自动化公司整合了工业自动化领域的知名品牌，致力于打造全方
位自动化解决方案，帮助客户提高生产力。这些品牌包括艾伦–布拉德利Allen-Bradley®的控制产品和工程
服务、以及罗克韦尔软件Rockwell Software®生产的工控软件。
AB PLC主要分为下面几类系列
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台达产品在超声波全自动清洗设备的应用 |
随着台达机电自动化平台的整体配套集成功能性日益提高，功能越来越全，在给客户提供产品控制系统功能选择及使用越来越方便及越来越多样化。本文主要介绍台达产品在超声波全自动清洗设备的应用。项目结合工艺分析对于程序空间优化设计给出比较细致的讨论。
关键词：超声波清洗 算法思路 程序空间优化设计
1 引言
某超声波设备有限公司主要生产应用于电子等行业超声波清洗设备。以前使用的进口品牌的机电产品。因为行业内竞争的日趋激烈，运营成本压力较大，并且原有的控制系统逐渐在安全保护和控制的便利性上越来越不能满足客户的需求，加之在售后服务方面存在很多问题，导致该公司开始寻找新的合作伙伴。台达机电自动化技术平台的多样化、极高的性价比、优质完善的售后服务体系等成为客户的选择。项目经过一个月的时间对其全自动超声波清洗设备开发成功，在其行业里全自动清洗达到，引起了不小的影响，对台达工控产品在超声波清洗行业的推广打下了良好的基础。
2 系统组成
超声波清洗设备是电子行业必不可少的工艺装备，广泛应用于硅片清洗等工艺环节。本
文介绍的全自动超声波清洗系统解决方案基于台达机电一体化自动化技术平台，自动化系统实现了上料、提拉、搬移、下放、下料工艺操作，提高了设备自动化程度和提高了产品的档次。超声波全自动清洗设备由PLC、伺服、机械手、超声波发生器等部分组成，通过PLC对伺服的控制来达到对机械手的高精度控制，使硅片从第一槽一直到第十槽来达到硅片的清洗。超声波全自动清洗设备的台达解决方案自动化系统采用PLC技术。系统由PLC、触摸屏、运动控制等单元集成，系统架构设计参见框图1。
3 自动化清洗工艺设计
3.1工艺分析
本项目清洗设备由10个清洗槽组成。设计采用两个机械手操作，第一个机械手分管1-8槽，第二个机械手分8-10槽，其中第8槽为公共槽，下放由第一个机械手完成，提拉由第二个机械手完成。具体工艺如下：
第一个清洗篮从上料架提出，放至第一槽，经过1槽工艺时间，篮子从第一槽放至第二槽等待，然后机械手从第二槽位置挪到上料架位置，再提一篮放至第第一槽，接着机械手挪到第二槽位置，把第二槽中的蓝提出放至第三槽，然后退回到第一槽把第一槽中的篮子放至第二槽，在回到上料架，从上料架位置提篮放至第一槽，然后机械手移至第三槽，把篮子从第三槽放到第四槽，然后在第二槽放至第三槽，第一槽放至第二槽，上料架到第一槽，再移至第四槽，第四槽的篮子移至第五槽，然后第三槽到第四槽……，以此来推一直到第八槽，然后第二个机械手动作把第八槽移至第九槽，第九槽工艺时间到，然后放到第十槽，同时第一个机械手第7槽放至第八槽，八槽工艺时间到，第八槽放到第九槽，第一个机械手按照前面步骤，一直到上料架放到第一槽，第十槽工艺时间到，第二个机械手把第十槽篮子提出放到下料架，完成一个篮子中硅片的清洗，放好后等待第八槽中篮子的工艺时间，第二个机械手取第八篮放至第九篮……..，第二个机械手与第一个机械手动作逻辑独立，唯一有关系的就是确保第8槽有篮子的时候，第一个机械手不能过去放篮子，同理没有篮子的时候，第二个机械手不能去取篮子，两个机械手不能同时出现在第八篮的上方，否则会出现不可预知的结果，损坏部件。
3.2算法优化设计
可以看出以上如果按平时一般的思路一步一步写的话，会非常的繁琐，如果要一步步写的话，程序量非常的大，而且这只是其中一种模式，如果全都是一步步写的话，估计程序两会大于16K，使之出现EH2程序容量不够写的情况，所以不得不使用更好的思路来写程序。经过考虑采用双循环的思路写程序，外循环为最前面槽的目标位，内循环为当前槽的目标位，这样所有逻辑都是以循环中的目标值来确定，这样程序量大大的减少，程序控制在6000步以内。
（1）正常清洗模式：此模式按前面的工艺处理。
（2）下班处理模式：在正常模式中如果按下下班处理模式，上料架不再上篮，等到第1个篮搬到第二个篮，直接搬第七槽搬到第八槽，以此类推，直到所有篮子全部出槽。
（3）故障处理模式：由于电器或机械出故障发生时，必须有一个故障处理模式，那故障处理首先机械手回到原点位置，然后从第八篮搬到第九篮，然后等待九槽工艺时间，时间到搬第九槽到第十槽，同时第一个机械手第七槽搬到第八槽，然后再调用下班模式，进行故障处理。
（4）数据处理：由于槽的尺寸都是不一样的，那在编写程序时数据处理工作量是很大的，在数据处理时相同的依据就是我双循环的数据。
在目前的电子产品市场上，众多的PLC产品令人眼花缭乱，有一些老牌的，象西门子、三菱、A-B等等，也有一些新兴的新产品，由于生产厂家的不同，在具体的产品构造软件编程和网络功能上都存在着差异，我们学校的学生实验室自1992年以来一直使用美国A-B公司的PLC-5系列产品，主要是SLC500系列，包括SLC5/01，5/02，5/03三种机型，输入输出模块分别有8点、16点及20点，也有少量的30点和40点的I/O供实验室开发使用，作者一年多来，一直致力于PLC试验和一些工程项目的开发，对A-B公司的SLC500系列产品的开发与使用积累了一定的经验，鉴于目前介绍这种产品使用的文章不多，写下此文，与各位同仁共同讨论。
1、公司简介
A-B公司是美国生产可编程序控制器的主要厂家之一。90年该公司的PC产品销售占美国PC总销量的一半以上。该公司提供各种类型的PC，以适应从单机控制到大型工厂自动化方面的不同需要，生产的PLC-5系列包括SLC500等3个小型PC机型和PLC-5/10等8个中型PC机型。该系列处理器具有相似的特性并具有典型的向上兼容性，除了具有常用功能指令，还具有顺序功能流程图(SFC〉结构编程和PID指令。
2、梯形图编程软件APS的使用
A-B公司提供了编程软件APS，进入该软件，执行APS。BAT，即可出现屏幕主菜单，分别显示了F1-F10共10个功能菜单，按下不同的F键，可选中相应的功能。编程分为在线编程和离线编程，一般的使用方法为先离钱编程，再在先调试。操作步骤为：选择F4(OFFLINE CONFIG)，出现己存在的。HEX文件，若你要编辑或者执行这些文件，按光标上下键选中该文件，这时该文件为白色反显，再按F3(SELECT FILE)，接着按F8(ACCEPT)，再按F3(OFFLINE PRG/DOC)，这时在屏幕的右下方，可见你要编辑的文件名FILE：××；同时屏幕底层出现编辑菜单(F7-F8〉，此时按下F8(MonEOR FILE〉可进入下一级编辑菜单，出现梯形图的框架(从下至上，既从(END〉开始〉，此时选F10(EDIT〉即可进入下一级编辑菜单(F3-F9〉，各功能键的含义分别为：
F3(APPEND RUNG)：两行之间插入一空逻辑行：
F4(INSERT RUNG)：在本逻辑行的上方插入一逻辑行：
F5(MODIFY RUNG)：编辑逻辑行，包括逻辑位指令〈BIT〉，计时器/计数(TIMER/COUNTER)，比较指令(COMPARE)，算术指令(MATHL移位也辑指令(MOVULOGIC)，文件指令(FILE，顺序指令(SHIFT/SEQNCER)控制指令(CONTROL〉，专用指令(SPECIAL)，各种具体指令的用法见SLC500的指令集：
F6(DEIZTE RUNG)：删除逻辑行：
F7(UNDELETE RUNG)：恢复删除行：
F8(ADVANCED EDITING)：编辑：
F9(TEST EDITS)：编辑测试：
编辑完一个逻辑行后，先按ESC键退出，再按F10(ACCEPT RUNGL接着继续下一行的编辑。
若是需要产生一个新的。HEX文件，在选F4(OFFLINE CONFIG〉后，选F6(CREATE FILE)，然后要选与你正在操作的PLC处理器一致的PROCESSOR型号，一般在设备上有标注，这一步比较关键笔者初始时由于未加注意，选错了型号，后来在具体编辑梯形图时，屏幕老是提示I/O点地址出错，花了很长一段时间才找出错误根源。选好处理器后，按口，此时你所选中的PROCESSOR名称会出现在CREATE PROCESSOR FILE的文件框中，再按F8(ACCEPT〉退出，再选中刚才新产生的文件，按上述方法进行编辑。
3、网络功能
SLC500系列PLC的网络链路采用DH-485数据链路，其具有如下功能：
32个设备的相互连接；多主机功能；令牌(TOKEN〉传递访问控制：不间断可增加或删除链路节点的功能：链路的最大长度为4000英尺
DH-485数据链路以“菊花链”的形式将每台PLC连接到各个链路藕合器，再通过链路藕合器与编程站联系，一种典型的连接方式如上图：
可以支持DH-485数据链路的SLC500设备包括：
SIC500固定式I/O控制器(应答器〉；SLC5/01模块式控制器(应答器〉；可以运行SLC500编程软件的个人计算机(起始器〉：SLC-5/02模块式I/O控制器(起始器)
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