基于西门子logo！的波峰焊锡池温控除渣系统设计(附件)【字数：11637】
摘 要随着电子制造领域的发展，人们对焊接工艺的要求越来越高，波峰焊焊接技术逐渐取代了传统人工焊接。波峰焊焊接技术的优势主要在于焊接质量更高，所需成本更低，生产效率更高。在波峰焊焊接过程中，锡池的温度控制好坏是影响焊接质量的重要因素之一，控制好锡池温度，使其保持在给定温度下，可以提高焊接质量。当环境温度发生改变，若锡池温度下降过低，使得焊接波峰的活性降低，则会导致焊点出现锡尖或虚焊等缺陷；若锡池温度上升过高，则会在焊点处出现黄色焊点或者气泡等缺陷，从而使波峰焊焊接技术失去优越性。同时波峰焊焊接过程中，不断有锡料暴露在空气中，锡池中流动的高温液态锡与空气发生氧化形成氧化渣。氧化渣属于金属氧化物与钎料的混合物，这不但会影响焊接质量，而且会提高生产成本，造成浪费。本文通过使用西门子LOGO！编程，运用软硬件结合的方式，实现对波峰焊锡池温度变化的检测，可以实时得显示锡池的测量温度，并根据所测温度与用户给定温度对比，从而进行相应的调整，使锡池温度保持在给定温度下；对锡池的焊料的液位进行实时控制，使液位时刻保持在允许范围内；对于焊接过程中产生的氧化渣，本程序设计自动刮渣装置除去锡池表面的氧化渣。
目 录
第一章 绪论 1
1.1本课题研究的背景 1
1.2温度控制国内研究现状 1
1.3温度检测的主要方法 2
1.3.1接触式测量方法 2
1.3.2非接触式测量方法 3
1.4波峰焊氧化渣处理研究现状 4
1.4.1氧化渣形成原因研究 4
1.4.2氧化渣减少措施 4
1.5本课题研究内容及意义 5
第二章 西门子LOGO!简介 6
2.1西门子LOGO！概述 6
2.2西门子LOGO！操作模板及功能 6
2.2.1西门子LOGO！本机模板 6
2.2.2西门子LOGO！扩展模板 8
2.3西门子LOGO！功能介绍 9
第三章 系统硬件设计 11
3.1硬件组成 11
3.2系统设计流程图 12
3.2.1总流程图 12
3.2.2温度控制流程图 13
3. *好棒文|www.hbsrm.com +Q: #351916072#
2.3液位控制流程图 14
3.3温度传感器 15
3.4温度变送器 17
3.5西门子LOGO！模块 18
3.6加热器件 20
3.7焊料波峰发生器 21
3.8自动刮渣装置 22
3.9焊锡自动补充装置 23
3.10本章小结 24
第四章 系统软件设计 25
4.1上电自检程序 26
4.2温度控制程序 27
4.3液位控制程序 28
4.4自动刮渣程序 30
4.5本章小结 31
第五章 总结与展望 32
5.1全文总结 32
5.2研究展望 32
致 谢 33
参考文献 34
附录 35
第一章 绪论
1.1本课题研究的背景
随着科技的发展，电子生产对焊接电路的要求愈来愈高。PCB电路板的需求也同步增长，PCB电路板在电子科技领域的应用是十分重要的板。PCB电路板使用的多样性、宽领域、高需求使传统人工焊接技术已经不能满足人们，不管是小到生活中的电视机、电脑、洗衣机、电话等日常用品，还是大到工业生产的数控机床，又或是国防领域的导弹、火箭、卫星都离不开PCB电路板的需求，推动了有着更好的质量、更高的效率的波峰焊焊接技术的发展[1]。波峰焊焊接技术促使电子产品大规模生产[12,13]。电路板的焊接质量要求不断提高，特别是那些高精度的高端智能产品以及军工产品，对焊接质量要求更高。很多方面的因素会影响到波峰焊接工艺的质量，但是主要的还是锡池温度的控制程度和氧化渣的处理情况。
在波峰焊工业生产流程中，要将焊锡喷射到PCB电路板[24]的焊点上，控制锡池的温度，使焊点与焊锡可以充分接触。焊接质量与锡池温度控制有着密不可分关系，若锡池温度过低，焊接波峰的焊料活性降低，焊点有可能会有锡尖或虚焊等问题；若锡池温度过高，则会在焊点处出现黄色焊点或者气泡等缺陷，甚至引起变形，使焊点翘起。因此，对波峰焊焊接中锡池温度控制的研究，能够有效阻止虚焊、拉尖等问题的出现。
氧化渣处理地好与坏同样影响着焊接质量，氧化渣是在波峰焊焊接过程中，锡池中高温液态锡与空气氧化形成。这种氧化渣具有一定的吸附性，覆盖在波峰焊锡池的钎料的表面。氧化渣中含有大量的钎料，应该定期清理，否则会浪费焊锡材料，过多的氧化物会降低焊接水平。
1.2温度控制国内研究现状
温度检测控制在工业生产自动化、家用电器、航空航天等领域中，都是最基本的检测参数之一。尤其是在工业自动化中，温度检测占全部检测的一半以上，可见温度控制的重要性不言而喻，国内外对温控做了很多的研究，希望制造出适应性强，精确度高的新型测温仪器。目前国内研究还算比较成熟，研究成果有些都已经转换成了实际的产品。市场上很多的测温仪器功能性能较为单一，不能适用于高精度、复杂的工业生产要求。这种单一测温仪器的主要由传感器、调节电路、模数转换器、控制器以及显示屏组成[5]，如图11所示。
图11 测温仪器组成
波峰焊焊接技术目前的温度测量还是依靠仪器进行，这些仪器虽然可以达到高精度的温度测量，但由于其出厂设计性能的局限性，环境会对其造成影响并产生误差，不能很好地适应越来越复杂的环境。因此在工业测量过程中，需要滤波电路、补偿电路等硬件电路来消除环境影响。但是这也增加了测量成本，所以为了克服这些缺点，研究人员对温度测量的方法进行了研究。大部分研究人员才有软件与硬件相结合的方法进行测量，这样可以节约仪器设计成本，还能缩短设计周期，满足设计要求。软硬件结合跟传统的硬件相比有着无法比拟的优势，软硬件结合可以完成某些硬件无法实现的功能，研究人员可以利用软件设计新的温度检测方法，这对温度控制技术有着深远的影响。对于使用不同物质进行测量有不同的方式。
目前进行温度检测时，由于热电偶成本低，精度高，测量范围大，可以满足很多工业温度测量的要求，因此大多是采用热电偶测量。为了更好得发挥软硬件结合的优势，采用西门子LOGO！进行编程，得到了一些研究者的青睐。西门子LOGO！继承了PLC的原有特点，在规模的小型化和功能的集成化上以小、巧、灵的特点，受到了从事自动化控制工作人们的欢迎。
1.3温度检测的主要方法
按照传感器在测量时与被物体接触与否，可将测温传感器分为接触式和非接触式[6]。接触式测量仪表测温时有较高的准确度，但需要与被测量充分接触一段时间达到热平衡后才能测量。因此存在迟滞现象，还会受到环境温度的影响，无法测量极端临界的温度。非接触式测量仪表采用的物理原理是热辐射原理，可以很快测出温度。但是受到距离、环境等因素影响，导致其误差较大。
目 录
第一章 绪论 1
1.1本课题研究的背景 1
1.2温度控制国内研究现状 1
1.3温度检测的主要方法 2
1.3.1接触式测量方法 2
1.3.2非接触式测量方法 3
1.4波峰焊氧化渣处理研究现状 4
1.4.1氧化渣形成原因研究 4
1.4.2氧化渣减少措施 4
1.5本课题研究内容及意义 5
第二章 西门子LOGO!简介 6
2.1西门子LOGO！概述 6
2.2西门子LOGO！操作模板及功能 6
2.2.1西门子LOGO！本机模板 6
2.2.2西门子LOGO！扩展模板 8
2.3西门子LOGO！功能介绍 9
第三章 系统硬件设计 11
3.1硬件组成 11
3.2系统设计流程图 12
3.2.1总流程图 12
3.2.2温度控制流程图 13
3. *好棒文|www.hbsrm.com +Q: #351916072#
2.3液位控制流程图 14
3.3温度传感器 15
3.4温度变送器 17
3.5西门子LOGO！模块 18
3.6加热器件 20
3.7焊料波峰发生器 21
3.8自动刮渣装置 22
3.9焊锡自动补充装置 23
3.10本章小结 24
第四章 系统软件设计 25
4.1上电自检程序 26
4.2温度控制程序 27
4.3液位控制程序 28
4.4自动刮渣程序 30
4.5本章小结 31
第五章 总结与展望 32
5.1全文总结 32
5.2研究展望 32
致 谢 33
参考文献 34
附录 35
第一章 绪论
1.1本课题研究的背景
随着科技的发展，电子生产对焊接电路的要求愈来愈高。PCB电路板的需求也同步增长，PCB电路板在电子科技领域的应用是十分重要的板。PCB电路板使用的多样性、宽领域、高需求使传统人工焊接技术已经不能满足人们，不管是小到生活中的电视机、电脑、洗衣机、电话等日常用品，还是大到工业生产的数控机床，又或是国防领域的导弹、火箭、卫星都离不开PCB电路板的需求，推动了有着更好的质量、更高的效率的波峰焊焊接技术的发展[1]。波峰焊焊接技术促使电子产品大规模生产[12,13]。电路板的焊接质量要求不断提高，特别是那些高精度的高端智能产品以及军工产品，对焊接质量要求更高。很多方面的因素会影响到波峰焊接工艺的质量，但是主要的还是锡池温度的控制程度和氧化渣的处理情况。
在波峰焊工业生产流程中，要将焊锡喷射到PCB电路板[24]的焊点上，控制锡池的温度，使焊点与焊锡可以充分接触。焊接质量与锡池温度控制有着密不可分关系，若锡池温度过低，焊接波峰的焊料活性降低，焊点有可能会有锡尖或虚焊等问题；若锡池温度过高，则会在焊点处出现黄色焊点或者气泡等缺陷，甚至引起变形，使焊点翘起。因此，对波峰焊焊接中锡池温度控制的研究，能够有效阻止虚焊、拉尖等问题的出现。
氧化渣处理地好与坏同样影响着焊接质量，氧化渣是在波峰焊焊接过程中，锡池中高温液态锡与空气氧化形成。这种氧化渣具有一定的吸附性，覆盖在波峰焊锡池的钎料的表面。氧化渣中含有大量的钎料，应该定期清理，否则会浪费焊锡材料，过多的氧化物会降低焊接水平。
1.2温度控制国内研究现状
温度检测控制在工业生产自动化、家用电器、航空航天等领域中，都是最基本的检测参数之一。尤其是在工业自动化中，温度检测占全部检测的一半以上，可见温度控制的重要性不言而喻，国内外对温控做了很多的研究，希望制造出适应性强，精确度高的新型测温仪器。目前国内研究还算比较成熟，研究成果有些都已经转换成了实际的产品。市场上很多的测温仪器功能性能较为单一，不能适用于高精度、复杂的工业生产要求。这种单一测温仪器的主要由传感器、调节电路、模数转换器、控制器以及显示屏组成[5]，如图11所示。
图11 测温仪器组成
波峰焊焊接技术目前的温度测量还是依靠仪器进行，这些仪器虽然可以达到高精度的温度测量，但由于其出厂设计性能的局限性，环境会对其造成影响并产生误差，不能很好地适应越来越复杂的环境。因此在工业测量过程中，需要滤波电路、补偿电路等硬件电路来消除环境影响。但是这也增加了测量成本，所以为了克服这些缺点，研究人员对温度测量的方法进行了研究。大部分研究人员才有软件与硬件相结合的方法进行测量，这样可以节约仪器设计成本，还能缩短设计周期，满足设计要求。软硬件结合跟传统的硬件相比有着无法比拟的优势，软硬件结合可以完成某些硬件无法实现的功能，研究人员可以利用软件设计新的温度检测方法，这对温度控制技术有着深远的影响。对于使用不同物质进行测量有不同的方式。
目前进行温度检测时，由于热电偶成本低，精度高，测量范围大，可以满足很多工业温度测量的要求，因此大多是采用热电偶测量。为了更好得发挥软硬件结合的优势，采用西门子LOGO！进行编程，得到了一些研究者的青睐。西门子LOGO！继承了PLC的原有特点，在规模的小型化和功能的集成化上以小、巧、灵的特点，受到了从事自动化控制工作人们的欢迎。
1.3温度检测的主要方法
按照传感器在测量时与被物体接触与否，可将测温传感器分为接触式和非接触式[6]。接触式测量仪表测温时有较高的准确度，但需要与被测量充分接触一段时间达到热平衡后才能测量。因此存在迟滞现象，还会受到环境温度的影响，无法测量极端临界的温度。非接触式测量仪表采用的物理原理是热辐射原理，可以很快测出温度。但是受到距离、环境等因素影响，导致其误差较大。
版权保护: 本文由 hbsrm.com编辑，转载请保留链接: www.hbsrm.com/jxgc/zdh/69.html
