超声波清洗机开题报告

1、课题来源

本课题根据理论科研需要设立。

2、研究目的和意义

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。新的控制器PLC 的诞生带来了全新的控制理念,崭新的控制系统结构以及继电----接触器控制系统远远不可及的强大功能。

PLC是面向用户的工业控制计算机，具有许多明显的特点：

1）高可靠性：PLC所有的输入输出接口电路都采用光电隔离，使工业现场的外部电路与PLC内部电路之间实现电气隔离；PLC各输入上均采用R-C滤波技术，其滤波时间常数一般为10-20ms；PLC各模块采用了性能良好的开关电源；PLC所采用的器件都进行严格的筛选和老化。

2）丰富的输入输出模块：PLC针对不同的工业现场信号，有丰富的模块供用户选用，如：DC/AC,数字量/模拟量，电压/电流，脉冲/电位等等。PLC相应的输入输出模块与工业现场的多种器件或者设备相连接。与输入模块相连有按钮、行程开关、接近开关等；与输出模块相连的有电磁阀、接触器、电机、指示灯等。为了提高PLC的功能，它还提供了多种人机对话的接口模块；为了组成工业局部网络，PLC 还有多种通信模块。

3）采用模块化结构：除了厢体式的小型PLC，目前绝大多数PLC均采用模块化结构。PLC的各个部件如CPU、电源等都采用模块化设计，由机架和电缆将各模块连接起来，系统的规模和功能用户可自己组合。

4）编程简单：PLC的编程大多数采用类似于继电器控制线路的梯形图格式，形象直观，易学易懂。

5）安装简单，维修方便。

因此无论从稳定性、性价比、安全性方面考虑还是环境适应性考虑可编程控制器控制是最佳的。随着PLC的应用日益普及,其使用方法简单,便于掌握,且可靠性极高,抗干扰性很强,自身具有完善的功能.模块化的结构,使其在工业生产线上的

应用越来越广泛。所以研究PLC在自动清洗机中的应用技术具有重要理论意义和实践价值。

3、国内外研究现状和发展趋势

（1）国内外研究现状

在国内PLC生产厂约30多家，但没有形成颇具规模的生产能力和名牌产品，还有一部分是以仿制、来件组装或“贴牌”方式生产。

虽然我国在PLC生产方面比较弱，但在PLC应用方面，我国是很活跃的，近年来每年约新投入10万台套PLC产品，年销售额30多亿人民币，应用的行业也很广。

在我国应用的PLC，几乎涵盖了世界所有的品牌，呈现百花齐放的态势，但从行业上分，有各自的势力范围。大中型集控系统采用欧美PLC居多，小型控制系统、机床、设备单体自动化及OEM产品采用日本的PLC居多。欧美PLC在网络和软件方面具有优势，而日本PLC在灵活性和价位方面占优势。

我国的PLC供应渠道，主要有制造商、分销商（代理商）、系统集成商、OEM 用户、最终用户。其中，大部分PLC是通过分销商和系统集成商达到最终用户的。在国外也有许多著名的PLC公司如施耐德公司，Quantum、Premium、Momentum等；罗克韦尔（A-B公司），SLC、MicroLogix、Control Logix等；西门子公司，SIMATIC S7-400/300/200系列； GE公司；日本欧姆龙、三菱、富士、松下等。

（2）PLC的发展重点及发展趋势

1）人机界面更加友好

PLC制造商纷纷通过收购或联合软件企业、或发展软件产业，大大提高了其软件水平，多数PLC品牌拥有与之相应的开发平台和组态软件，软件和硬件的结合，提高了系统的性能，同时，为用户的开发和维护降低了成本，使更易形成人机友好的控制系统，目前，PLC＋网络＋IPC＋CRT的模式被广泛应用。

2）网络通讯能力大大加强

PLC厂家在原来CPU模板上提供物理层RS232/422/485接口的基础上，逐渐增加了各种通讯接口，而且提供完整的通讯网络。由于近来数据通讯技术发展很快，用户对开放性要求很强烈，现场总线技术及以太网技术也同步发展。如罗克韦尔A －B公司主推的三层网络结构体系，即EtherNet、ControlNet、DeviceNet，西门子公司在Profibus-DP及Profibus-FMS网络等。

3）开放性和互操作性大大发展

PLC在发展过程中，各PLC制造商为了垄断和扩大各自市场，处于群雄割据的局面，各自发展自己的标准，兼容性很差，这给用户使用带来不便，并增加了维护成本。开放是发展的趋势，这已被各厂商所认识，形成了长时期妥协与竞争的过程，并且这一过程还在继续。

4）PLC的功能进一步增强，应用范围越来越广泛。PLC的网络能力、模拟量处理能力、运算速度、内存、复杂运算能力均大大增强，不再局限于逻辑控制的应用，而越来越应用于过程控制方面，有人统计，除石化过程等个别领域，PLC均有成功能应用，PLC在相当多的应用取代了昂贵的DCS，从而使原来PLC（顺序控制）＋DCS（过程控制）的模式变成PLC＋IPC模式。

4、本课题的主要研究内容及拟采取的技术路线、试验方案

超声波清洗机在机械及制造行业中能很好地实现零件和加工件的清洗问题。课题在分析超声波清洗机硬件结构和工作原理基础上，探讨如何采用FX2n系列PLC 实现清洗机的运行控制。设计内容包括：硬件部分主要包括电动机主接线电路、电加热器及超声波振荡器电源电路、PLC输入/输出电路等；PLC软件设计实现清洗机控制工艺流程以及报警功能等。

1）查阅相关资料，进行资料的收集与整理工作。

2）借助资料熟悉超声波清洗机工作原理和电气特性，熟悉FX系列PL仿真软件，明确设计任务和目标。

3）完成整体研究方案。与指导教师进行方案讨论，完善研究方案。

4）系统需求分析和功能设计，主要完成系统硬件部分设计、PLC选型、I/O分配与外部接线、梯形图设计、系统仿真等。

5）论文定稿。