PECVD镀膜设备的控制系统开发

论文摘要

在现代科学技术与工业生产的发展进程中,真空镀膜技术处于非常重要的地位,往往由于一种新真空镀膜设备的研制或一项新工艺的应用,直接带来巨大的经济效益和社会效益。等离子体增强化学气相沉积镀膜设备(PECVD)可用于纳米级功能薄膜、硬质膜、光学薄膜的开发,本文的目的是开发用于此种镀膜设备的控制系统。本文选定沈阳科学仪器研制中心正在研发的平板式太阳能电池制备设备为研究对象,根据科研工艺的要求,开发了一套以OPTO 22公司产品为基础的控制系统。该系统采用基本的两级控制结构,包括上位监控级和下位控制级,以工业控制计算机为主控制器,采用组态软件编程,通讯、数据处理能力强,控制系统的结构易于调整、升级,抗干扰能力强,通用性强。控制级开发详细论述了控制现场的硬件结构设计。重点是以OPTO 22公司的自带编程的产品来对镀膜设备进行控制,通过PLC软件程序简化了原有的硬件逻辑电路。装、卸载控制系统为核心,结合伺服电机以脉冲量控制移动的距离来对进、出样运输台进行控制。装、卸载控制系统开发和温度控制系统为重点,并进行了硬件连接,实现了以下控制要求：(1)先分析加热丝温度的特点,而后确定控制函数,并进行Matlab仿真,确定专家PID算法能很好的抑制超调量,从而达到理论指导实际。(2)实现温度控制系统报警处理。(3)实现装、卸载运行和工艺参数的精确控制。(4)实现各种数据的存储及历史运行数据查询。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 课题背景及意义
• 1.2 真空镀膜设备概述
• 1.2.1 真空镀膜技术分类
• 1.2.2 真空镀膜技术原理
• 1.3 控制系统概述
• 1.3.1 Opto 22控制系统
• 1.4 课题研究的主要内容
• 1.4.1 PLC电气控制系统
• 1.4.2 工艺参数的精确控制
• 1.5 本文的主要研究内容
• 第2章 镀膜设备控制系统开发方案
• 2.1 PECVD设备结构介绍
• 2.2 PECVD镀膜设备结构的分析
• 2.3 PECVD工艺参数研究
• 2.3.1 温度对氮化硅薄膜影响研究
• 2.3.2 PECVD工艺过程
• 2.4 控制系统总体方案
• 2.4.1 数字输出量及其各个元件的功能
• 2.4.2 模拟量及其各个元件的功能
• 2.4.3 数字输入量及其各个元件的功能
• 2.4.4 脉冲量
• 2.5 小结
• 第3章 控制级系统硬件连接图
• 3.1 OPTO 22介绍
• 3.2 OPTO 22的结构图介绍
• 3.2.1 SNAP-LCSX AND LCSX-PLUS的介绍
• 3.2.2 连接数字量和模拟量的B3000和BRS结构
• 3.3 B3000和BRS介绍
• 3.3.1 B3000的功能和原理
• 3.3.2 BRS的功能和原理
• 3.3.3 硬件连接图
• 3.4 小结
• 第4章 装、卸载控制系统
• 4.1 伺服电机介绍
• 4.2 控制位置的交流伺服电机
• 4.2.1 闭环伺服驱动系统的执行元件
• 4.2.2 闭环伺服驱动系统的测量元件
• 4.3 限位开关
• 4.4 沈科仪装卸载控制系统
• 4.4.1 伺服电机控制模式的设置
• 4.4.2 伺服电机驱动器参数的设置
• 4.4.3 用脉冲方式控制伺服电机的优缺点
• 4.4.4 装、卸载台的结构及控制系统的原理
• 4.5 装、卸载控制流程图
• 4.6 解析流程图
• 4.7 程序流程图
• 4.8 小结
• 第5章 结论与展望
• 5.1 结论
• 5.2 展望
• 参考文献
• 致谢