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详细介绍

 由图1所示系统硬件包括三个闭环控制:   ① 温度控制:采用JC-9温度检测模块实现温度检测,通过PLC调用PID控制算法控制自行研制的三相大功率调压调功单元来实现温度的控制,实现闭环控制。   温度控制是扩散工艺控制系统中重要的环节,控制效果的好坏直接决定着半导体扩散的质量。要保证控温的精度首先要保证温度的检测精度,其次要有相应的控制算法。系统采用的JC-9温度检测模块的检测精度优于0.5‰,编写模糊自整定PID控制算法使控制精度优于1‰。   ② 气体流量控制:PLC从气体质量流量计的数字接口直接读取气体实际流量值,并根据扩散工艺中对气体流量的要求通过数字接口进行流量输出控制,实现闭环控制。   ③ 推拉舟控制:PLC直接读取推拉舟位置编码器的数据来判断推拉舟的位置,通过高速脉冲输出口控制步进电机的驱动器来控制步进电机的运行,通过发送脉冲数控制推拉舟的位置,通过脉冲的频率控制推拉舟的速度。实现推拉舟的位置/速度闭环控制。 3 系统软件设计   系统软件设计包括触摸屏操作界面设计、模糊自整定PID控制算法设计及Modbus通信程序设计。   3.1 触摸屏操作界面[3]   触摸屏为人机对话界面,具有画面丰富,信息量大、操作灵活直观的特点。针对半导体扩散工艺及系统功能需求,设计用户界面主要界面包括:自动运行界面,手动运行界面,工艺参数设置界面,工艺曲线绘制界面,PID参数自整定界面等。   (1)自动运行界面。实现扩散炉各测点的温度检测值、设定值,各种气体流量值,各个阀的状态,推拉舟运行状态和速度的实时显示,完成整个工艺过程的监督功能。   (2)手动运行界面。手动运行适合于系统调试、状态测试等应用中。除了显示炉体的三点温度以外,其他部分均可通过按键实现手动操作。主要内容有:推拉舟“前进”“后退”运行控制;气路四个阀门的控制;氢气流量、氮气流量的控制。在“手动”画面中,设有推拉舟前进、后退速度设定,各种气体流量设定按键。用户可根据要求设定。   (3)工艺参数设置界面。系统可存储20套工艺配方,每个工艺配方由20个工艺段组成,每个工艺段可分为升(降)温和恒温两步。工艺参数界面设置可实现对每步的温度数值、持续时间、气路流量、推拉舟位置等参数进行设置。   (4)工艺曲线绘制界面。将控制过程的参数以数字方式显示,将炉体的三点温度以及设定温度值以曲线形式显示在画面中。Telemecanique TSX Micro TSX3721101 


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