超声波清洗机控制系统设计
基于PLC的全自动超声波清洗机设计
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、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，电路设计，系统开发目录摘要 (1)目录 (2)第一章引言 (2)第二章系统主要机构原理 (3)2.1 PLC的基本结构 (3)2.2 PLC的工作原理 (3)2.2.1输入刷新阶段 (3)2.2.2程序执行阶段 (4)2.2.3输出刷新阶段 (4)2.3超声波清洗机工作原理 (4)2.4超声波清洗机的结构 (5)第三章系统硬件组成 (6)3.1电气控制 (6)3.1.1主电路 (6)3.1.2信号输入 (15)3.1.3 动作输出 (17)3.2 人机界面 (19)3.2.1人机界面的特点 (19)3.2.2人机界面的功能人机界面的主要功能: (19)3.3 清洗槽布局 (20)3.3.1 主体布局 (20)3.3.2 传动系统 (21)第四章操作说明 (22)4.1开机 (22)4.1.1手动操作 (22)4.2自动操作 (23)4.2.1报警 (23)4.3关机 (24)第五章设备选型及技术参数 (25)第六章程序设计 (27)结论 (39)参考文献 (40)致谢 (41)第一章引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。
超声波清洗机系统设计
目录1 绪论 (2)2 方案论证 (3)2.1 控制器部分设计方案 (3)2.2 频率调节电路设计方案 (3)3 系统设计方框图 (3)4频率产生电路设计 (4)4.1 SG3525芯片介绍 (4)4.2 SG3525原理 (4)4.3 SG3525应用电路 (7)5功率调节电路设计 (8)5.1 所用芯片介绍 (8)5.2 PWM工作原理 (8)5.3 输出电流采样 (9)5.4 单片机控制系统 (9)5.4.1 ATMEGA16L介绍 (9)5.4.2 单片机最小系统 (11)6 键盘电路 (11)7 显示电路 (12)8 功放电路 (13)9 软件控制系统 (13)10 结束语 (14)致谢 (15)参考文献 (16)附录一电路原理图.................................. 错误！未定义书签。
附录二程序清单. (18)1 绪论随着社会的发展，科技的进步，人们的要求也是越来越高，不仅要求产品拥有先进的技术，还要求产品外观具有一定的美观舒适经研究证明：超声波作用于液体中时，液体中每个气泡的破裂会产生能量极大的冲击波，相当于瞬间产生几百度的高温和高达上千个大气压，这种现象被称之为“空化作用”，超声波清洗正是用液体中气泡破裂所产生的冲击波来达到清洗和冲刷工件内外表面的作用。
清洗是指清除工件表面的液体或固体污染物，使工件表面达到一定的洁净。
清洗过程在日常生活中非常常见。
清洗过程是清洗介质、污染物、工件表面三者之河的相互作用，是一种复杂的物理、化学作用过程。
清洗不仅与污染物的性质、种类、形态以及粘附的程度有关，也与清洗介质的理化性质、清洗性能、工件材质、表面状态有关，还与清洗的条件如:温度、压力以及附加的超声振动、机械外力等因素有关。
超声技术出现在二十世纪初期。
近一个世纪的发展表明，超声技术是声学发展中最为活跃的一个部分，如今它已经渗透到国防建设、国民经济、人民生活和科学技术等各个领域。
五档可选超声波清洗机控制板设计（硬件+源码+设计说明等）
五档可选超声波清洗机控制板设计（硬件+源码+设计说明等）
本文档介绍的是一款基于瑞萨单片机 R7F0C807的超声波清洗机控制板设计。
超声波清洗机控制板以换能器板提供的5V 直流电压作为电源，依据按键状态控制换能器开合以及选择清洗时间（五档可选），利用内部计时器按秒倒计时，并将剩余的清洗时间（以秒计量）显示在LED 上。
超声波清洗机利用超声波在液体中的“空洞现象”，使液体中产生细微真空气泡，通过真空气泡爆破释放存储在气泡中的能量，释放高温或高压将物件表面的油脂或污垢剥离，从而达到精密洗净的目的。
由于清洗效果好，操作简单，特别是对盲孔和各种几何形状的物体有很大的优势，广泛应用于各个领域。
超声波清洗机控制板实物截图：
超声波清洗机控制板原理框图：
超声波清洗机清洗状态
超声波清洗过程中，LED 显示剩余清洗时间，按秒递减直至为0，红色LED 点亮指示换能器处于闭合状态
超声波清洗机停止状态
超声波清洗机停止状态下，LED 显示剩余清洗时间，红色LED 熄灭指示换能器处于断开状态。
超声波清洗机设备方案
超声波清洗机设备方案简介：超声波清洗机是一种高效、快速清洗各类物体的设备，通过超声波发生器将电能转化为机械能，形成超声波频率，通过液体介质中的声波振动，使物体表面和内部的污垢分离和脱落，达到清洗的效果。
本文将详细介绍超声波清洗机的设备方案。
设备工作原理：超声波清洗机由超声波发生器、振子、液体槽等组成。
超声波发生器产生高频电能，通过振子转化为机械能，产生超声波频率。
超声波通过液体介质传导，形成微小的气泡并瞬间破裂，从而产生强大的冲击力和微流动，实现物体表面和内部的清洗效果。
设备特点：1. 高效清洗：超声波振动能够在短时间内去除物体表面的顽固污垢，提高清洗效率。
2. 无损清洗：超声波在水中传播，不会对物体产生机械划伤或磨损，保护物体表面的完整性。
3. 环保节能：采用液体介质进行清洗，无需化学溶剂，减少了有机溶剂对环境的污染。
4. 多功能应用：适用于各类材料的清洗，如金属、陶瓷、玻璃等，广泛应用于机械、电子、医疗、制药等行业。
设备选择指南：1. 清洗需求分析：根据清洗对象的尺寸、材料和污垢种类判断清洗机的规格和超声波功率。
2. 设备配置选型：选择容量、材质和形状适宜的清洗槽，确保物体能够完全浸泡在液体中。
3. 控制系统设计：合理设计自动控制系统，实现清洗时间、温度和超声波功率的调控。
4. 设备操作便捷性：考虑设备是否具备液体循环过滤系统、自动上料及排渣系统等功能，以提高生产效率。
5. 设备维修维护：选择具有较长寿命、易损件易更换的设备，减少维修成本和停机时间。
设备应用案例：1. 机械零部件清洗：超声波清洗机可用于清洗各类机械零部件，如齿轮、轴承、阀门等，去除油污和金属屑。
2. 电子元器件清洗：超声波清洗机可用于电子元器件的清洗，如印刷电路板、芯片等，去除焊剂和污垢。
3. 医疗器械清洗：超声波清洗机可用于医疗器械的清洗，如手术器械、注射器等，去除细菌和血液残留。
4. 精密仪器清洗：超声波清洗机可用于精密仪器的清洗，如显微镜、光学仪器等，去除灰尘和污染。
超声波清洗机设计
超声波清洗机设计一、引言超声波清洗技术是一种物理清洗方法，利用超声波的高振动频率产生的空化现象来实现清洗的目的。
在工业生产和实验室中，超声波清洗机已经得到广泛应用。
本文将介绍超声波清洗机的设计要点，包括超声波的生成原理、设备的结构和工作原理等。
二、超声波的生成原理超声波是指频率超过20kHz的声波。
超声波清洗机通常采用水中的物理脉冲和修正相位共轭波两种方法来产生超声波。
其中，物理脉冲方法是通过高频振荡装置产生的机械脉冲信号使水产生空化现象，从而形成超声波。
修正相位共轭波方法是利用振子和压电陶瓷等材料的特性产生超声波。
三、设备结构1.超声发生器：用于产生高频信号，控制超声波的频率和功率。
2.换能器：将电能转化为机械振动能力，通过振动装置将振动转化为水中的物理脉冲或修正相位共轭波。
3.水槽：用于装载待清洗物体和超声波介质（通常是水或溶液）。
4.控制系统：用于监控和控制超声波清洗机的工作状态，包括超声波的频率、功率和清洗时间等。
四、工作原理超声波清洗机的工作原理是利用超声波的空化现象将物体表面附着的污垢彻底清除。
当超声波传入水中时，波动产生的压力变化会形成微小气泡，这些气泡在压力波的作用下膨胀和收缩。
当气泡收缩时，附着在物体表面的污垢会被剥离和击碎，从而达到清洗的效果。
五、超声波清洗机的应用超声波清洗机广泛应用于电子、光学、航空、汽车等行业。
例如，在电子行业中，超声波清洗机可以用于清洗电路板、电子元件和半导体器件等。
在光学行业中，超声波清洗机可以清洗光学仪器和光学镜片等。
此外，超声波清洗机还可以应用于实验室的清洗工作。
六、总结本文介绍了超声波清洗机的设计要点，包括超声波的生成原理、设备的结构和工作原理等。
超声波清洗机作为一种物理清洗方法，具有清洗效果好、清洗速度快和操作方便等优点，在工业生产和实验室中得到了广泛应用。
随着科技的不断进步，超声波清洗机的设计和应用也将不断发展和完善，为各个行业提供更好的清洗解决方案。
超声波清洗机的系统设计（PLC）--毕业论文
目次目次 (1)1 绪论 (2)1.1机电一体化系统的发展 (2)1.2超声波清洗机的发展 (2)1.3PLC的发展现状 (3)1.4本文的主要工作 (3)2 超声波清洗机的总体设计 (4)2.1超声波清洗工艺 (4)2.2精密零件清洗机的基本要求 (7)2.3超声波清洗机的工艺流程设计 (7)2.4超声波清洗装置的设计 (9)2.5传送机构的设计 (12)2.6超声波清洗机的总体结构图 (14)3 超声波清洗机控制系统设计 (16)3.1超声波清洗机电气原理图 (16)3.2PLC控制系统的设计 (17)3.3触摸屏选型、特点，与PLC连接 (24)3.4触摸屏操作界面 (25)3.5变频器的说明 (27)3.6本章小结 (27)4 系统运行常见问题及注意事项 (28)4.1使用设备前的确认 (28)4.2电源投入 (28)4.3关机后操作 (29)4.4长期不使用设备时的保养 (29)4.5长期停用设备重新开机。
(29)4.6常见故障及其处理方法 (30)4.7保养点检 (31)5 总结 (32)致谢 (34)参考文献 (35)1 绪论1.1 机电一体化系统的发展机电一体化（mechatronics)这一概念是于1971年由日本学者首次提出来的，在几十年的发展中，其内涵在不断变化更新。
起初，机电一体化主要是指机械和电子的简单结合，产品也比较简单，主要涉及高性能的伺服技术等。
在20世纪80年代，高性能微处理器在机电一体化产品中的应用，提高了机电一体化产品否认自动化和智能化程度，数控机床、工业机器人等获得很大发展。
到20世纪90年代，计算机网络通信技术在机电一体化系统中的应用，使机电一体化成为机械学科信息学科的高度融合。
进入21世纪，机电一体化产品也更加多样个性化、柔性化、智能化，应用更加广泛。
一方面借助现场的总线等技术，资源共享，使机电一体化系统越来越大，另一方面，通过机械和微电子的交叉融合微型性而形成微机电系统（MEMS）。
超声波清洗机显示触控系统设计解决方案
超声波清洗机显示触控系统设计解决方案
本文设计的超声波清洗机液晶显示触控系统，显示的信息直观明了，方便操作者使用。
LCD触控屏采用显示驱动芯片HT1621B 和触控芯片ADPT008，具有低功耗、高可靠性的优点。
针对使用中出现的干扰问题，采用软硬件结合的方式进行解决。
使用经验表明，采用LCD 显示触控系统的超声波清洗机具有显示稳定度高，功耗小，使用操作方便等优点。
超声波清洗机广泛应用于医药、化工、工业等行业，具有效率高、清洁、成本低的特点。
在工业中常用于工件表面、小缝隙、深孔等部位的清洗，在操作的过程中，为了直观、方便的进行操作，本文采用液晶显示屏（LCD）进行显示和操作控制。
详细介绍LCD 的硬件驱动和调光电路设计，并在硬件电路的基础上编写显示和触控系统软件。
1 系统硬件设计
超声波清洗机LCD 显示包括：时间显示和设置，可设定需要工作的时间; 温度显示当前值、设定值与参数设置，从而能对温度进行调节，设置范围为环境温度～99℃; 功率显示和设置实现了功率的连续调节; 超声波频率设置和显示，是为了实现不同清洗对象，选择不同的清洗频率。
字符型。
PLC超声波清洗机控制系统设计
前言超声波清洗机由超声波发生器发出的高频振荡信号，通过换能器转换成高频机械振荡而传播到介质－－清洗溶剂中，超声波在清洗液中疏密相间的向前辐射，使液体流动而产生数以万计的直径为50-500μm 的微小气泡，存在于液体中的微小气泡在声场的作用下振动。
这些气泡在超声波纵向传播的负压区形成、生长，而在正压区，当声压达到一定值时，气泡迅速增大，然后突然闭合。
并在气泡闭合时产生冲击波，在其周围产生上千个大气压，破坏不溶性污物而使他们分散于清洗液中，当团体粒子被油污裹着而黏附在清洗件表面时，油被乳化，固体粒子及脱离，从而达到清洗件净化的目的。
在这种被称之为“空化”效应的过程中，气泡闭合可形成几百度的高温和超过1000个气压的瞬间高压,连续不断地产生瞬间高压就象一连串小“爆炸”不断地冲击物件表面，使物件的表面及缝隙中的污垢迅速剥落，从而达到物件表面清洗净化的目的。
本次课程设计主要通过S7-200 PLC控制超声波清洗机对清洗物进行清洗、漂洗还有超声清洗，其中水泵电动机和液泵电动机的启动与停止，进水阀、进液阀、排水阀，排液阀等阀门的开和关都通过PLC控制，容腔内包含两个液位传感器，上限位和下限位用来传递清洗信号。
目录1．课程设计的任务和要求 (1)1.1 课程设计的任务 (1)1.2 课程设计的基本要求 (1)2．总体设计 (2)2.1 超声波清洗机工作原理说明 (2)2.2 控制设计方案选择 (2)2.3 PLC选型 (3)2.4 控制面板设计 (4)2.5 PLC端子接线 (5)3．PLC程序设计 (6)3.1 程序设计分析 (6)3.2 顺序功能图 (6)3.3 PLC梯形图 (7)4．程序调试说明 (15)4.1 调试步骤 (15)4.2 调试问题解决 (15)4.3 仿真结果及其分析 (16)5．设计不足与改进 (17)6．结束语 (18)1.课程设计的要求与任务1.1 课程设计的任务超声波清洗机控制系统设计该系统可以进行清洗、漂洗还有超声，有进水阀、进液阀、排水阀，排液阀，水泵电动机和液泵电动机，容腔内包含两个液位传感器，上限位和下限位；清洗液冲洗时，液泵工作，进液阀、排液阀同时打开。
超声波清洗机控制系统
课程设计（论文）题目：超声波清洗机控制系统设计名称：机电传动控制班级学号：1001011105学生姓名：白华清指导教师：李岩任晓虹2010年12月24日成绩评定表课程设计任务书目录0. 前言 (4)1. 课程设计的任务和要求 (5)1.1 控制要求 (5)1.2 课程设计的基本要求 (5)1.3 任务分析 (6)2. 总体设计 (7)2.1 输入输出端子接线图 (7)2.2 PLC控制原理图及其设计说明 (8)2.3 主电路图 (9)2.4 PLC选型 (10)3. PLC程序设计 (11)3.1 主程序设计说明 (11)3.2 主程序顺序功能图 (12)3.3 梯形图 (13)3.4 程序调试说明 (19)3.5 电器元件选择 (19)4. 总结 (20)5. 参考文献 (21)0. 前言本次课程设计的目的是掌握机电传动控制系统的基本原理、P LC 控制电路的设计方法以及继电器—接触器控制电路的P LC改造方法。
掌握机电传动控制系统中继电器—接触器控制和P LC控制的基本原理、设计方法及两者的关系。
掌握常用电器元件的选择方法。
具备一定的控制电路的分析能力与设计能力。
可编程序控制器P LC（Pro grammab le Lo gical C o ntro ller）是以微处理器为核心综合了微电子技术、自动化技术、网络通讯技术为一体的通用工业控制装置。
PLC具有体积小、功能强、程序设计简单、灵活通用、维护方便等一系列优点，特别是在高可靠性和恶劣工作环境中得到好评，在机械、能源、化工、交通、电力等领域得到了越来越广泛的应用、成为现代工业的三大支柱（P LC/机器人、C AD/CAM）之一。
因此学好并熟练应用PLC对当代大学生而言已经变得至关重要。
1. 课程设计的任务和要求1.1 控制要求（1）该系统可进行清洗、漂洗、还有超声、有进水进液阀、排水排液阀、水泵电动机和液泵电动机，容腔内包含两个液位传感器，上限位和下限位。
超声波清洗机控制系统设计总结报告
超声波清洗机控制系统设计总结报告超声波清洗机控制系统设计总结报告一、设计目的超声波清洗机控制系统设计的目的是实现对清洗机的自动控制，通过控制系统能够灵活地调整清洗机的工作模式、清洗时间、清洗液温度等参数，提高清洗效果和效率。
二、设计方案1. 控制系统硬件设计控制系统硬件主要包括一台嵌入式控制器、传感器模块、执行器模块和人机界面模块。
嵌入式控制器负责处理控制信号，传感器模块用于实时监测清洗机参数，执行器模块用于控制清洗机运行，人机界面模块用于人机交互操作。
2. 控制系统软件设计控制系统软件主要包括上位机软件和嵌入式控制器软件。
上位机软件负责与嵌入式控制器进行通信，实现参数设置、曲线显示、数据存储等功能，嵌入式控制器软件负责实时控制清洗机的运行，根据传感器模块的数据进行逻辑判断和控制执行器模块。
三、设计过程1. 硬件设计过程根据清洗机的工作要求，选取合适的嵌入式控制器，并根据清洗机的参数设计传感器模块和执行器模块。
选择合适的人机界面模块进行人机交互操作。
2. 软件设计过程根据清洗机的工作要求，设计上位机软件，实现与嵌入式控制器的通信，并实现参数设置、曲线显示、数据存储等功能。
设计嵌入式控制器软件，实现控制算法和与传感器模块、执行器模块的通信。
三、设计结果1. 硬件设计结果选取了一款高性能的嵌入式控制器，并选取了合适的传感器模块和执行器模块。
人机界面模块选择了一款易于操作的触摸屏。
2. 软件设计结果上位机软件实现了参数设置、曲线显示、数据存储等功能，并与嵌入式控制器之间进行了成功的通信。
嵌入式控制器软件实现了控制算法和与传感器模块、执行器模块的成功通信。
四、设计总结通过对超声波清洗机控制系统的设计，成功地实现了对清洗机的自动控制，并提高了清洗效果和效率。
在设计过程中，我们积极探索并选取了合适的硬件和软件方案，通过不懈努力，取得了令人满意的设计结果。
同时，在设计过程中也发现了一些问题和不足，对这些问题和不足进行总结和分析，以便在后续的设计中能够得到更好的改进和提高。
PLC超声波清洗机系统设计-论文
PLC超声波清洗机系统设计-论文PLC超声波清洗机系统设计目录前言．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．11 项目介绍．．.．．．．．．．．．．．．．．．．．．1.1 项目设计内容．．．．．．．．．．．1.2 项目设计具体要求．．．．．．．．．．．2 总体方案设计．．．．．．．．．．．．．．2.1 方案的提出与比较2.2 方案的选择与论证．．2.3 系统总体设计．．．．．．．．．．．．．．3 控制系统的总体设计系统的工作流程分析．．．．．．．．3.2 I/O信号分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．3.3 PLC的选择．．．．．．．．3.4 PLC的输入输出线路设计．．．．．．．．．．．．．．4 控制系统的软件设计程序流程图的分析．．．．．．．．4.2 梯形图程序设计及说明．．4.3 程序的调试．．．．．．．．4 控制系统的硬件设计主电路的设计及元件选型．．．．．．．．控制电路的设计及元件选型．4.3 控制柜及面板图的设计．．．．．．．．4 基于MCGS组态软件的上位机监控系统设计组态软件的功能介绍．．．．．．．．4.2 监控界面的设计．．．．．．．．．．4.3 动画制作．．．．．．．．4.3 组态软件的功能调试．．．．．．．．5 系统调试．．．．．．．．．．．．．．．．控制系统的调试．．．．．．．．监控界面与PLC控制系统的联调．系统功能和指标参数6 设计总结．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．17主要参考文献18附图？……图附表？……表776PLC超声波清洗机系统设计前言项目背景：谈目前的应用情况，需求，应用趋势。
本设计的意义例子：在工业生产的各个领域，机械加工企业为了提高生产效率，采用机械化流水作业的方式，对不同类型的零件分别组成的自动生产线。
随着产品机型的更新换代，生产线承担的加工对象也随之改变，这就需要改变控制程序，使生产线的机械设备按新的工艺过程运行，而继电接触器控制器系统是采用固定接线，很难适应这个要求，大型自动生产线的控制系统使用的继电器数量很多，这种有触点的电器工作频率较低，在频繁动作情况下，寿命较短，从而造成系统故障，使生产线的运行可靠性降低。
超声波清洗机及其PLC控制设计
重庆航天职业技术学院超声波清洗机及其PLC控制设计专业机电一体化班级学号姓名指导教师起止日期 2014.02.25-2014.04.25机电信息工程系制摘要本文主要介绍了超声波清洗原理及超声波清洗的PLC控制系统，使清洗工作可以高效率高质量的完成。
超声波技术出现在二十世纪初期，发展极为活跃，如今已经渗透到国防建设、国民经济、人民生活和科学技术等各个领域。
超声波清洗的高效率和高清洁度显示出了它巨大的优越性。
在未来的工业生产和生活中也将会得到巨大的发展应用。
在本文中在分析了超声波清洗生产线工作流程的基础上，采用PLC控制方案，给出了PLC控制系统的硬件和软件设计，使系统高效的完成生产线上的清洗任务，可以充分体现出PLC所具有的功能强、可靠性高、编程简单、使用方便、体积小等优点。
本文运用学到的可编程控制器的梯形图语言将程序编写，并完成PLC的编程调试来实现控制要求。
在超声波清洗生产线中，完成精密机械零件从清洗到烘干的全自动过程，收到了良好的清洗效果，提高了生产效率。
关键词：超声波清洗，原理，PLC编程AbstractThis paper introduces the principle of ultrasonic cleaning and ultrasonic cleaning line of PLC control systems to clean and efficient high-quality work can be completed. Ultrasonic technology in the early twentieth century, the development of very active, has now penetrated into national defense construction, national economy, people's life and science and technology fields. Ultrasonic Cleaning of high efficiency and high cleanliness showed its tremendous superiority. In the future industrial production and daily life will also be a huge development and application. In this article the analysis of ultrasonic cleaning line workflow based on the use of PLC control program, gives the PLC control system hardware and software design, making the system highly efficient production line to complete the cleaning task, which can fully reflect the PLC has functionality, high reliability, programming is simple, easy to use, small size, and so on. In this paper learn the language to programmable logic controller ladder programming, and complete debug PLC programming to achieve the control requirements. Ultrasonic cleaning line, complete precision machinery parts from cleaning to drying of the automatic process, received a good cleaning effect and improve the production efficiencyKEY WORDS: Ultrasonic wave cleaning，principle，PLC programming摘要................................................. - 1 - Abstract .............................................. - 2 - 前言................................................ - 4 - 一、项目设计内容...................................... - 6 -（一）超声波清洗原理............................... - 6 - （二）超声波清洗的特点............................. - 8 - （三）超声波清洗适应的行业及范围.................. - 10 - （四）超声波技术发展的历史........................ - 10 - 二、总体方案的设计................................... - 12 -（一）可编程控制器................................ - 12 - （二）超声波清洗生产线............................ - 15 - （三）各设计方法介绍及选择........................ - 17 - 三、超声波清洗生产线的系统设计....................... - 19 -（一）程序控制要求................................ - 19 - （二）硬件设计.................................... - 19 - （三）PLC程序的设计............................... - 21 - （四）语句表...................................... - 26 - （五）操作面板的设计.............................. - 28 - 四、系统的检测与调试................................. - 29 -（一）检测与调试.................................. - 29 - （二）清洗生产线的使用维护....................... - 29 - 结论............................................... - 31 - 谢辞................................................ - 32 - 参考文献............................................. - 33 -在工业生产的各个领域，机械加工业为了提高生产效率，对不同类型的零件分别组成的自动生产线。
超声波清洗机系统整体设计方案
随着超声波技术的不断发展，超声波广泛应用于检测、清洗、焊接、医疗等领域，甚至在纺织、航空领域也能见到它的踪迹。
目前，超声的研究和应用可分为功率超声和检测超声两大领域，超声清洗是功率超声最为广泛的应用之一。
它通过换能器，将功率超声的声能转换成机械振动，同时强超声波在液体传播时会产生“空化效应”。
在空化气泡突然闭合时发出的冲击波可在其周围产生上千个大气压力，对污层的直接反复冲击，一方面破坏污物与清洗件表面的吸附，另一方面也会引起污物层的破坏而脱离清洗件表面并使它们分散到清洗液中，以清除物体表面的杂质、污垢或油腻。
与其他清洗相比，超声波清洗具有效率高、能耗低、清洁环保的特点，特别在清洗复杂零件、盲孔、狭缝多的物件时，更凸显它的优势。
1 超声波清洗机总体方案设计文中设计的超声波清洗机是以STC单片机为控制核心，包括整流滤波、逆变、IGBT驱动、PWM发生与控制、频率扫描显示、功率调节、调谐匹配与阻抗匹配模块以及相关保护模块。
图1 超声波清洗机原理框图在超声波清洗机中，220 V50 Hz的市电输入后分为两路，一路用来产生大功率超声波，另一路用来检测、控制与显示的供电作用，具体如图1所示。
其中，通过双向可控硅可控制清洗机的功率。
逆变模块为半桥逆变，把直流电压逆变为高频交流电压，再经调谐匹配与阻抗匹配模块的变压器升压以及电感匹配，可以高效率、最大功率地输送到压电换能器。
最后，压电换能器把超声波电源输出的电能转化为高频机械振动。
2 超声波清洗机各模块设计原理2.1 整流滤波与功率调节模块220 V50 Hz交流电经整流桥B1整流以及电解电容C12滤波后产生直流输出电压。
其中双向可控硅TR1用于功率调节，C11为安规电容，R11和C11主要用于消除高频干扰。
而U1为光耦，型号可以选择MOC3021，1脚和3脚接调功模块。
光耦U1起到隔离强弱电的作用，增强了电路的可靠性和安全性。
图2 整流滤波模块在超声波电源系统的工作过程中，整流滤波模块与逆变模块会发热，可以将两个模块安装在一个铝片散热器上，进行风冷散热。
超声波清洗机设计方案及制造
超声波清洗机设计方案及制造一、引言二、设计方案1.清洗机结构设计超声波清洗机的结构包括清洗槽、超声波振子、清洗液循环系统等。
清洗槽应具有足够的尺寸，以容纳待清洗的物体，并确保超声波振子的有效作用范围。
超声波振子的数量和布置应该根据清洗槽的尺寸和形状进行合理设计。
清洗液循环系统应包括泵、过滤器和加热器等组件，以确保清洗液始终保持良好的清洁度和温度。
2.超声波振子设计超声波振子是超声波清洗机中起振动作用的核心组件。
振子应采用合适的材料，如陶瓷、钛合金等，具有良好的超声波传递效果和耐腐蚀性能。
振子的尺寸和频率应根据清洗物体的性质和尺寸进行合理选择，以达到最佳的清洗效果。
3.清洗液选择清洗液的选择应根据待清洗物体的性质和污染程度进行合理调整。
常见的清洗液包括水、有机溶剂、表面活性剂等。
清洗液应具有良好的清洗效果，但不能对待清洗物体造成损害。
4.控制系统设计三、制造过程1.材料采购根据设计方案，采购清洗机所需要的各种材料和零部件。
确保材料的质量和规格符合设计要求。
2.包装组装根据设计方案组装清洗机的各个组件，如清洗槽、超声波振子等。
在组装过程中应注意组件的配合度和准确度，确保清洗机的结构牢固和稳定。
3.系统安装调试将清洗液循环系统和控制系统安装到清洗机中，并进行相关调试工作。
确保系统正常工作，各个参数的控制准确无误。
4.质量检验进行清洗机的质量检验，包括机械性能测试、超声波振动强度测试、清洗效果测试等。
确保清洗机的性能指标符合设计要求。
5.售后服务提供清洗机的售后服务，包括安装调试、故障排除、维护保养等。
确保用户在使用过程中能够得到及时、有效的技术支持。
四、结论。
超声波清洗机设计
超声波清洗机设计超声波清洗机的设计主要包括清洗槽、超声波发生器、传感器和控制系统等部分。
清洗槽是将被清洗物体放置在其中的部分，通常采用不锈钢材质制作，具有耐腐蚀、易清洗的特点。
超声波发生器是产生超声波振动的核心部件，它将电能转变为机械振动，通过传感器将振动传递给清洗槽。
控制系统则负责调节超声波的频率、功率和清洗时间等参数。
在超声波清洗机的设计过程中，首先需要确定清洗槽的尺寸和形状，根据清洗物体的大小和形态决定清洗槽的尺寸。
同时，还需要考虑清洗液的容量和循环方式，以保证清洗液能够覆盖到被清洗物体的表面和内部。
清洗液的选择也是设计中需要考虑的一个重要因素。
其次，需要选择合适的超声波发生器和传感器。
超声波发生器的功率和频率决定了清洗的效果，一般来说，功率越大、频率越高，清洗效果就越好。
传感器的选择需要考虑清洗液的物理性质和被清洗物体的特点，以保证超声波能够有效传递并产生清洗作用。
最后，需要设计控制系统，用于调节超声波的参数和监控清洗过程。
控制系统通常采用微处理器和触摸屏等设备，将超声波发生器、传感器和清洗槽进行连接和调节。
通过控制系统，可以实现清洗参数的调节和过程的自动化控制。
在实际应用中，超声波清洗机可以用于清洗各种物体，如金属件、玻璃器皿、塑料制品等。
它具有清洗速度快、清洗效果好、节能环保等优点，被广泛应用于电子、医疗、汽车等行业。
综上所述，超声波清洗机的设计是一个综合考虑液体容量、波发生器、传感器和控制系统等众多因素的过程。
通过合理选择和设计，可以实现高效、精确的清洗效果，提高生产效率和产品质量。
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设计任务书1．设计题目：超声波清洗机控制系统设计2.设计内容：1）完成《设计指导书》所要求的控制循环2）按停止按钮，完成当前循环后再停3）要求可以实现手动、单周期、连续控制4）循环5次，停止循环，声光间断报警5秒3.设计要求：1）画出端子分配图和顺序功能图2）设计并调试PLC控制梯形图3）设计说明书4. 进度安排：1) 理解题目要求，查阅资料，确定设计方案 2天2) PLC顺序功能图和梯形图设计 5天3）说明书撰写 2天4）答辩 1天指导教师：主管院长：年月日目录1. 前言 (3)2. 课程设计题目 (4)3. 总体设计 (5)3.1 PLC选型 (5)3.2 地址分配表 (5)4. PLC程序设计 (6)4.1 设计思想 (6)4.2 PLC顺序功能图 (7)4.3 PLC梯形图 (8)4.4 PLC指令表 (13)5. 总结 (15)6. 参考文献 (16)前言PLC即可编程控制器（Programmable logic Controller，是指以计算机技术为基础的新型工业控制装置。
在1987年国际电工委员会（International Electrical Committee）颁布的PLC标准草案中对PLC做了如下定义：PLC英文全称Programmable Logic Controller ,中文全称为可编程逻辑控制器，定义是:一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境应用而设计的。
它采用一类可编程的存储器，用于其内部存储程序，执行逻辑运算,顺序控制，定时，计数与算术操作等面向用户的指令，并通过数字或模拟式输入/输出控制各种类型的机械或生产过程.PLC是可编程逻辑电路，也是一种和硬件结合很紧密的语言，在半导体方面有很重要的应用，可以说有半导体的地方就有PLC “PLC是一种专门为在工业环境下应用而设计的数字运算操作的电子装置。
它采用可以编制程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序运算、计时、计数和算术运算等操作的指令，并能通过数字式或模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。
PLC及其有关的外围设备都应该按易于与工业控制系统形成一个整体，易于扩展其功能的原则而设计。
在工业生产过程中，大量的开关量顺序控制，它按照逻辑条件进行顺序动作，并按照逻辑关系进行连锁保护动作的控制，及大量离散量的数据采集。
传统上，这些功能是通过气动或电气控制系统来实现的。
1968年美国GM（通用汽车）公司提出取代继电气控制装置的要求，第二年，美国数字设备公司（DEC）研制出了基于集成电路和电子技术的控制装置，首次采用程序化的手段应用于电气控制，这就是第一代可编程序控制器，称Programmable ,是世界上公认的第一台PLC.PLC实质是一种专用于工业控制的计算机，其硬件结构基本上与微型计算机相同，PLC由中央处理单元（CPU）、存储器单元、电源单元、输入输出单元、接口单元和外部设备组成，具有通用性强、使用方便、适应面广、可靠性高、抗干扰能力强、编程简单等特点。
PLC软件系统由系统程序和用户程序两部分组成。
系统程序包括监控程序、编译程序、诊断程序等，主要用于管理全机、将程序语言翻译成机器语言，诊断机器故障。
系统软件由PLC厂家提供并已固化在EPROM中，不能直接存取和干预。
用户程序是用户根据现场控制要求，用PLC 的程序语言编制的应用程序（也就是逻辑控制）用来实现各种控制。
STEP7是用于SIMATIC可编程逻辑控制器组态和编程的标准软件包，也就是用户程序，我们就是使用STEP7来进行硬件组态和逻辑程序编制，以及逻辑程序执行结果的在线监视, PLC提供的编程语言有梯形图语言、语句表语言、逻辑功能图语言、目前，PLC在国内外已广泛应用于钢铁、石油、化工、电力、建材、机械制造、汽车、轻纺、交通运输、环保及文化娱乐等各个行业，使用情况大致可归纳为：开关量的逻辑控制、模拟量控制、运动控制、过程控制、数据处理、通信及联网。
21世纪，PLC会有更大的发展。
课程设计题目超声波清洗机控制系统设计该系统可以进行清洗、漂洗还有超声,有进水阀、进液阀、排水阀、排液阀，水泵电动机和液泵电动机，容腔内包含两个液位传感器，上限位和下限位；清洗液冲洗时，液泵工作，进液阀、排液阀同时打开。
清水冲洗时，水泵工作，进水阀、排水阀同时打开。
要求：超声波清洗机工艺流程图总体设计PLC选型:为满足设计要求本题的设计共分配有12输入∕9输出，共21个数字量I/O点，根据ＰＬＣ功能及其它参数本题选择了西门子S7-200CPU单元 CPU —224.PLC程序设计设计思想：当了解到我们要设计的课题时，我对任务的完成充满了期待，感觉它是一个比较有意义的课题，洗衣机在生活中接触的很多，却未曾深入的了解过它的工作原理和流程，至于超声波清洗机就完全不了解了，所以首先要了解一些有关超声波清洗机的内容，然后进行设计。
1）查找资料了解它的工作原理，分析它的工作过程。
2）根据任务书上的流程图和要求确定PLC输入∕输出点数，选择PLC型号。
3）编程，首先绘制顺序功能图，在初始化阶段有一些细节需要注意，本程序要求有手动、单周期、连续，所以要考虑这些内容，剩下的相对来讲就比较容易了，只要根据流程图一步步写就可以了。
4）将顺序功能图转换成梯形图，绘制梯形图时手动要单独画出，其余的顺序画下就可以了，由于设计的程序比较大所以每一步都要细心的核对，免得出现错误。
5）写语句表，这个环节比较容易但需要有足够的细心和耐心，因此这步可以交给组员中比较细心的人来完成，其余的人用来检查，这样就不会出现漏洞了。
6）写设计说明书，把之前设计的内容都用文字的形式表达出来就可以了。
以上就是本次课程设计我的设计思想！PLC顺序功能图：PLC梯形图PLC指令表LD I0.0 LPSA I0.7 AN I0.5 = M3.0 LRDA I1.0 AN I0.5 = M3.1 LRDA I1.1 AN I0.6 = M3.2 LRDA I1.2 = M3.3 LPPA I1.3 = M3.4 LD I0.3 A I0.2 O M2.0 AN I0.4 = M2.0 LD I0.1 O I0.2 EU= M2.1 LD I0.1 O I0.2LD SM0.1O M2.1ALDLD M1.4AN M2.0LD M1.5A T43OLDO M0.0OLDAN M0.1= M0.0LD M1.4A M2.0AN C0LD M0.0A I0.3OLDO M0.1AN M0.2= M0.1TON T37,40LD M0.1A T37O M0.2AN M0.3= M0.2LD M0.2A I0.5O M0.3AN M0.4= M0.3TON T38,30LD M0.3A T38O M0.4AN M0.5= M0.4TON T39,50LD M0.4A T39O M0.5AN M0.6= M0.5LD M0.5A I0.6O M0.6AN M0.7= M0.6TON T40,20LD M0.6A T40O M0.7AN M1.0= M0.7LD M0.7A I0.5O M1.0 AN M1.1 = M1.0 TON T41,60 LD M1.0 A T41 O M1.1 AN M1.2 = M1.1 LD M1.1 A I0.6 O M1.2 AN M1.3 = M1.2 TON T42,20 LD M1.2 A T42 O M1.3 AN M1.4 = M1.3 LD M1.3 A I0.6 O M1.4 AN M0.0 AN M0.1 AN M1.5= M1.4LD M1.4LD M0.0CTU C0,5LD M1.4A M2.0A C0O M1.5AN M0.0= M1.5TON T43,50A SM0.5= Q0.7= Q1.0LD M0.6O M0.7O M1.2O M3.0= QO.OLD M0.1O M0.2O M3.1= Q0.1LD M0.1O M0.5O M0.6O M1.1O M1.2O M1.3O M3.2= Q0.2LD M0.6O M0.7O M1.2O M3.0= Q0.3LD M0.1O M0.2O M3.1= Q0.4LD M0.4O M1.0O M3.3= Q0.5LD M0.3O M3.4= Q0.6总结为期两周的实训就这样结束了，通过这次课程设计，我对PLC的基本编程方法有了更深的了解，对PLC的工作原理和使用方法也有了更深刻的理解。
在对理论的运用中，提高了我们的综合素质，在没有做课程设计以前，我们所撑握得都是思想上的，对一些细节不加以重视，当我们把自己想出来的程序运用到PLC 中的时候，问题就出现了，不是不能运行，就是运行的结果和要求的结果不相符。
通过解决一个个在调试中出现的问题，我们对PLC 的理解得到了加强，看到了实践与理论的差距，通过合作我们的合作意识得到了加强，合作能力得到了提高。
上大学后，很多同学都没有过深入的交流，在设计的过程中，我们运用了分工与合作的方式，每个人负责一定的部分，有负责编程的，有负责报告找资料的，有负责画电路图的……虽说分工明确,但在完成各个项目的过程中若遇到些麻烦的话我们组员之间还是会互相配合互相帮助的,尽量让每一个组员学到更多的专业知识,使每一个组员更上一个层次，同时我们在一定的阶段共同讨论，以解决分工中个人不能解决的问题，在交流中大家积极发言和提出意见，同时我们还向别的同学请教。
在此过程中，每个人都想自己的方案得到实现，积极向同学说明自己的想法，通过比较选出最好的方案。
在这过程也提高了我们的表达能力。
通过此次课程设计，让我们对PLC梯形图、指令表、顺序功能图等基本编程语言有了更好的了解，也让我们了解了关于PLC设计的原理。
有很多设计理念来源于实践，从中找出最适合的设计方法。
本次课程设计要求分组完成，因此，彼此脱离不了集体的力量，遇到问题和同学互相讨论交流，多和同学讨论。
这样，我们可以尽可能的统一思想，这样就不会使自己在做的过程中没有方向，并且这样也是为了方便最后设计统一在一起。
讨论不仅是一些思想的问题，还可以深入的讨论一些技术上的问题，这样可以使自己处理问题快一些，少走弯路。
在设计的过程中我们还得到了老师的帮助与意见。
在学习的过程中，不是每一个问题都能自己解决，向老师请教或向同学讨论是一个很好的方法，不是有句话叫思而不学则殆，因此做事要学思结合。
通过设计我发现这门课程是很有意思的，在理论课期间老师的讲解也是很到位，只可惜我当初的注意力不是很集中导致设计时遇到很多困难。
经过两周的实训，不仅让我学习了不少与自己专业相关的知识，弥补了理论课期间的欠缺，而且还让我懂得了团队的力量，并且让自己更相信一分努力一分收获，积极的学习态度在以后的学习、工作中是永远缺少不了的!参考文献[1] 陈白宁，段智敏，刘文波. 机电传动控制基础. 沈阳：东北大学出版社，2008.[2] 夏田，陈婵娟，祁广利. PLC电气控制技术. 北京：化学工业出版社，2009.[3] 张凤珊，祖龙起. 电气控制及可编程程序控制器. 北京：中国轻工业出版社，2003.[4] 周万珍，高鸿斌. PLC分析与设计应用. 北京：电子工业出版社，2004.。