1、PLCPLC 技术在太阳能硅片清洗机控制上的应用技术在太阳能硅片清洗机控制上的应用 前前 言言 近年来我国太阳能电池生产量和市场销售量分别以年均 15%和 20%的速 度增长，去年全国太阳能电池产量达到 2.4 兆瓦，创历史新高。专家预测， 未来 3-5 年内全国太阳能电池生产总量将猛增至 15-20 兆瓦。 太阳能是一种清洁、可再生能源，而太阳能电池因为实现了直接将太阳 能转化为电能而受到世界各国的重视。去年全球太阳能电池生产量已达到 200 兆瓦，总装机容量达到 100 万千瓦。世界光伏界一般认为，到 2010 年太 阳能电池成本将降低到可以与常规能源竞争。我国太阳能资源丰富，年日照 数在
2、 2200 小时以上的地区占国土面积的 2/3 以上。全国目前还有 6000 万人 口需要解决电视、通讯、照明及生产用电问题，光伏电池的市场前景十分广 阔。 太阳能光伏产业的迅速发展，使得我国太阳能硅片清洗设备的发展举世 瞩目，并呈现稳定增长势头。伴随着硅片的大直径化,器件结构的超微小化、 高集成化,对硅片的洁净程度、表面的化学态、微粗糙度等表面状态的要求 越来越高，主流工艺已经在从 90nm 向 65nm 过渡。高集成化的器件要求硅片 清洗必须减少给硅片表面带来的破坏和损伤,减少溶液本身或工艺过程中带 来的玷污。而太阳能清洗设备也正向着小型化、非盒式化及一次完成化方向 发展,以减少工艺过程中
3、的玷污,满足 90nm 乃至 65nm 级器件工艺的要求。这 无论对清洗工艺还是对清洗设备都是一个极大的挑战,传统的清洗方法已不 能满足要求。 江苏林洋新能源有限公司采用的是深圳捷佳创精密设备有限公司的硅 片清洗设备，本设备是一个全自动的处理设备，清洗过程由三菱 FX2N 系列 PLC 控制，操作员通过 10.4 英寸彩色触摸屏控制生产。 2 PLC 控制的清洗设备有如下的特点：1、可靠性高，由于采取了一系列的 PLC 高可靠性的措施，PLC 的平均无故障时间（MTBF）一般可达 35 万小时。 而且 PLC 的环境适应性也很强，它能在工业环境下可靠地工作；2、编程简 单，PLC 最常用的编程
4、语言是梯形图语言。这种编程语言形象直观，容易掌 握，不需要专门的计算机知识，便于广大现场工程技术人员掌握。当工作流 程需要改变时，可以现场改变程序，使用方便、灵活；3、体积小、结构紧 凑、安装、维修方便。PLC 的体积小，重量轻，便于安装。一般 PLC 都具有 自诊断、故障报警、故障种类显示等功能，便于操作和维修人员检查，可以 较容易通过更换模块插件来迅速排除故障。PLC 的结构紧凑，它与被控对象 的硬件连接方式简单、接线少，便于维护。 3 第第 1 1 章章 概概 述述 1.1 PLC 的由来 20 世纪 60 年代末，美国最大的汽车制造商通用汽车公司（GM）为了适 应汽车型号不断更新的需要
5、，试图寻找一种新的生产线控制方法，使之尽可 能地减少重新设计继电器控制系统的工作量以及尽量减少控制系统硬连接 线的数量，以降低生产成本，缩短制造周期，减少生产线的故障率，从而有 效地提高生产效率。首先，由美国数字设备公司（DEC）研制出符合上述想 法的工业控制装置， 命名为可编程逻辑控制器， 即 PLC（Programmable Logic Controller） 。1969 年，第一台 PLC 在 GM 公司汽车生产上首次运行，成功地 取代了沿用多年的继电器控制器系统， 尽管当时的PLC功能仅具有逻辑控制、 定时、计数等功能,但却标志着一种新型的工业控制装置问世。 随着微电子技术和计算机技术
6、的飞速发展，20 世纪 70 年代中期又出现 了微处理器和微型计算机，这些新技术很快被用到 PLC 之中，使得 PLC 不仅 具有逻辑控制功能，而且还增加了运算、数据处理和传递等功能，从而成为 具有计算机功能的新型工业控制装置。1980 年美国电器制造商协会(NEMA) 正式将其命名为可编程控制器(Programmable Controller)简称 PC。 1.2 PLC 的分类与特点 PLC 一般可按 I/O 点数和结构形式分类。按 I/O 点数可分为小型、中型 和大型几类。一般小于 512 点为小型 PLC。5122048 点为中型，2048 点以 上为大型 PLC。按结构形式可分为整体式和模块式两类。整体式 PLC 又称为 单元式或箱体式。 整体式 PLC 是将电源、 CPU、 I/O 部件都集中在一个机箱内, 其结构紧凑、体积小、价格低。模块式 PLC 是将 PLC 各部分分成若干个单独 的模块,如 CPU 模块、I/O 模块、电源模块和各种功能模块。有时可根据需要 将整体式和模块式结合起来,称为叠装式 PLC。它除基本单元和扩展单元外, 还有扩展模块和特殊
