Вакуумное напыление

Открыть V1, включить W1, проверить C_WNA=1;

Включить NA;

Открыть затвор VT, проверить  ВК2=1, ВК3=0;

Давление в камере по Sentorr P_NA=10-4Па;

Запуск программы напуска  газа;

Напуск газа

Критерий начала: Давление в вакуумной камере P=10-4 Па;

Критерий окончания: Т=Ттреб  или по требованию оператора;

Ресурсы:

Регуляторы расхода  газа RRG1, RRG2 ;

Клапана VE2, VE3;

Вакуумный контроллер Sentorr c датчиками ;

Последовательность процесса:

Включить RRG1, RRG2;

Открыть магистрали напуска  газа VE2,VE3;

Проверка давления в  камере;

Запуск програмы напуска  газа;

Магнетронное распыление

Критерий начала: Давление в вакуумной камере P=10-4 Па;

Критерий окончания: Т=Ттреб  или по требованию оператора;

Ресурсы:

Клапана V2- VE4;

Магнетроны Mag1,Mag2;

Двигатель М1;

Автономный источник ионов AIS;

Последовательность процесса:

Открыть клапаны водяного охлаждения V3,V4;

Проверить наличие воды в гидрореле;

Включить Автономный источник ионнов AIS;

Выдержать Т=Ттреб;

Выключить AIS;

Включить двигатель  вращения барабана М1 ;

Открыть подачу холодной воды V2 проверить с_wmag=1 ;

Включить Mag1 и Маg2;

Т=Треб;

Запуск выгрузки подложек;

Выгрузка подложек

Критерий начала: Т=Ттреб  или по требованию оператора;

Критерий окончания: выгрузка закончена;

Ресурсы:

Клапана VE2, VE3, VE5, VE6, ;

Затвор;

Двигатель М1;

Магнетроны Mag1, Mag2;

Последовательность процесса:

Выключить mag1,mag2;

Выключить М1;

Закрыть VE2,VE3;

Закрыть затвор, проверить  состояние ;

Закрыть VE5,VE6;

Открыть VE1;

Выгрузка стекал;

Запуск программы останова;

6. Программа останова

Критерий начала: по требованию оператора;

Ресурсы:

Клапана VE2- VE6, ;

Затвор;

Двигатель М1;

Магнетроны Mag1, Mag2;

Автономный источник ионов AIS;

Клапана V1-V4;

Насос NA;

Насос NI;

Последовательность процесса:

Выключить двигатель  М1;

Выключить магнетроны;

Выключить AIS;

Закрыть VE2, VE3;

Закрыть затвор, проверить состояние;

Закрыть V2, выключить W2;

Закрыть V3, выключить W3;

Закрыть V4, выключить W4;

Закрыть VE5, VE6;

Открыть VE1;

Открыть VE4;

Выключить NA;

Выключить NI;

Закрыть V1, выключить W1;

Открыть камеру;

Выгрузить стекла;

 

4.3 Выбор сервисных процессов

 

Сервисные процессы необходимы для:

облегчения работы наладчиков и операторов.

предотвращения отказов  оборудования и их последствий.

Решение этих задач возлагается  на программное обеспечение промышленного  компьютера, в процессную модель заложено достаточно управляющих и управляемых сигналов для получения полной информации о ходе процесса.

 

4.3.1 Выбор процессов коррекции цели

У данной операции, нанесения  тонких пленок в вакууме, есть несколько  способов коррекции цели:

изменение напряжения и  тока на магнетроне;

изменение времени магнетронного  распыления;

изменение объема напускаемых  газов в камеру;

изменение рабочего давления в камере.

Время магнетронного  распыления изменяет оператор либо в  программе (при автоматическом режиме работы) или сам вручную c пульта. Объем напускаемых газов изменяет оператор, регулируя поток газа через регуляторы расхода газа. Рабочее давление в камере изменяется путем напуска определенного объема воздуха в камеру, в результате чего давление уменьшится, и свойства пленки изменятся.

 

4.4 Техническое задание на элементы и узлы машины

 

Содержит платы управления установкой. Компьютер состоит из платы PCL 711S, PCL 727, РSА-6275, платы оптронных  развязок, сенсорного экрана AWS-843HL.

С сенсорного экрана подают сигналы управления на объект. Сигнал нажатой кнопки обрабатывается программно-процессорной и функциональными платами и далее посылается сигнал дискретного управления на соответствующий блок через ORB, где происходит гальвано развязка и связь с блоком питания; сигналы аналогового управления поступают непосредственно на объект. Из ORB сигнал поступает на блок энергоавтоматики, где происходит увеличение входных напряжений для соответствующих блоков, через преобразователи напряжений, и на блок питания магнетрона.

PCL-711S/B Плата аналогового и дискретного ввода/вывода

PCL-711S - функционально  законченный комплект для реализации  наиболее распространенных функций  ввода/вывода для IBM PC совместимых  систем: АЦП, ЦАП, ввод и вывод  дискретных сигналов. Эта недорогая  плата, обеспечивающая 8 аналоговых и 32 дискретных канала, поставляющаяся в комплекте с кабелем и клеммной платой и совместимая с большим количеством дополнительных плат и аксессуаров, - идеальное решение для небольших локальных задач. Плата также хорошо подходит для целей обучения и любительского использования.

Основные характеристики

Порты ввода/вывода: каждая плата занимает область из 16 портов ввода/вывода

Размеры, мм: 155x100

Питание: +5 В, 1 А (макс.); +12 В, 100 мА (макс.); -12 В, 20 мА (макс.)

Внешние соединители: три 20-контактных типа IDC

Диапазон рабочих температур: 0... +50°С

Диапазон температур хранения: -20... +65°С

Относительная влажность  воздуха: 5... 95% без конденсации влаги

Аналоговые входы

Количество каналов: 8 с общим проводом

АЦП : разрешение 12 бит, время  преобразования 25 мкс

Диапазон входного напряжения (управляется программно): ± 5 В; ±2.5 В; ±1.25 В; ±0.625 В; ±0.3125 В

Режим запуска: программный, от внешнего сигнала, от встроенной схемы  запуска

Передача данных: по команде  программы, по прерыванию (IRQ 2-7)

Предел основной погрешности  измерения: 0.01% значения ±1МР

Подавление помехи общего вида: 60 дБ

Входное сопротивление: не менее 10 МОм

Допустимая перегрузка по входу: ± 30 В

Аналоговые выходы

Количество каналов: 1, с двойной буферизацией

Разрешение: 12 бит

Диапазон выходного  напряжения: 0... 5 В, 0... 10 В

Время установления: не более 30 мкс

Дискретный ввод

Каналов: 16

Уровни напряжения: ТТЛ  совместимые

Дискретный вывод

Количество каналов: 16

Уровни напряжения: ТТЛ-совместимые  уровень логического "0": не более 0.5 В, нагрузочная способность 8 мА; уровень логической "1": не менее +2.4 В, нагрузочная способность 0.4 мА.

 

http://www.advantech.com/PCL-727    12-канальная плата ЦАП

 

 

Полноразмерная плата PCL-727 имеет 12 каналов аналогового вывода (ЦАП) с индивидуально программируемым диапазоном выходного сигнала и предназначена для использования в промышленных условиях. Плата также имеет 16 входных и 16 выходных дискретных каналов и поставляется в комплекте с программным обеспечением для калибровки и примерами программирования.

Каждый канал аналогового  вывода защищен от выхода из строя  легко заменяемым предохранителем. Плата PCL-727 является экономически эффективным  решением для задач, содержащих много  контуров управления в ПИД-регуляторах.

Основные характеристики

Общие параметры

Питание: +5 В, 500 мА (макс.) +12 В, 300 мА (макс.) -12 В, 130 мА (макс.)

Размеры: 340х100 мм

Внешние соединители: один DB-37, два 20-контактных типа IDC

Диапазон рабочих температур: 0... +50°С

Диапазон температур хранения: 0... +65°С

Относительная влажность  воздуха: 5... 95% без конденсации влаги

Аналоговые выходы

Количество каналов: 12

Разрешение: 12 бит, с двойной  буферизацией

Диапазоны выходных параметров двуполярное напряжение: ±5 В; однополярное напряжение: 0... 10 В, 0... 5 В; "токовая петля": 4... 20 мА

Скорость вывода данных: 15 кГц

Время установления: не более 70 мкс

Предел основной погрешности  измерения: 0.012% полной шкалы

Ошибка смещения: ±1 МР (в диапазоне 0... 5 В), ±2 МР (в диапазоне 0... 10 В и ±5 В)

Температурный дрейф: 5 РРМ/°С (0... 50°С)

Предохранитель в каждом канале ЦАП: 0.1 А

Выходной ток: ±5 мА (макс.)

Рабочее напряжение для  выхода "токовая петля" (4... 20 мА): 8... 36 В

При старте (перезагрузке) все каналы ЦАП устанавливаются в 0

Дискретный ввод

Количество каналов: 16

Уровни напряжения: ТТЛ  совместимые уровень логического "0": 0... +0.8 В; уровень логической "1": не менее +2 В

Дискретный вывод

Количество каналов: 16

Уровни напряжения: ТТЛ  совместимые уровень логического "0": не более 0.5 В, нагрузочная способность 8 мА; уровень логической "1": не менее +2.4 В, нагрузочная способность 0.4 мА

PCA-6275. Двухпроцессорная  плата на базе процессора Pentium II/Pentium III со 100 МГц FSB.

 

ОСОБЕННОСТИ

Два процессора Pentium II/Pentium III до 500 МГц

Intel 82440BX PCI

Три DIMM разъема для SDRAM до 768 Мб, поддержка ECC

Защита для охлаждающего вентилятора процессора, контроль температуры  и напряжения

Встроенный разъем блока  питания ATX соответствует ACPI

Поддержка Ultra DMA/33, PIO 4 и DMA 2 режимов

Дополнительные металлические  скобы для поддержки процессоров Pentium

ISA шина с высокой  нагрузочной способностью до 64 мА (HISA)

CPU: Intel Pentium II/Pentium III до 500 МГц

Чипсет: Intel 82440BX поддерживает 66/100 МГц FSB

Кеш второго уровня: 512 Кб

BIOS: Award Flash BIOS 2 Мбит

Интерфейс шины: PCI/ISA шина, PICMG совместимая

Шина данных: 64-bit

Скорость передачи данных по шине: ISA - 8 МГц; PCI - 33 МГц

DMA каналов: 7

Число уровней прерывания: 15

RAM: до 768 Мб в трех 168-pin DIMM разъемах. Поддерживает 3.3В SDRAM

Исправление ошибок (только для DRAM с контролем четности): Модули могут обнаруживать многоразрядные ошибки памяти. Исправление 1-разрядных  ошибок памяти

Green function: поддержка управления  энергопотреблением через BIOS.

Расширенный PCI IDE интерфейс: поддерживает до четырех IDE HDD (до 8.4 Гб) или других IDE устройств. Поддерживает PIO 4 (на скорости 16.67 Мб/с) и Ultra DMA/33 (на скорости 33 Мб/с) режимы. Включается/отключается через BIOS

HISA: ISA шина с высокой  нагрузочной способностью до 64 мА

FDD интерфейс: поддерживает  до двух HDD. Включается/отключается  через BIOS. Также поддерживает  японский "Floppy 3" режим

Расширенный параллельный порт: конфигурируется в LPT1, LPT2, LPT3 или  отключается. Стандартный DB-25 female разъем. Поддерживает SPP/EPP/ECP.

Последовательный порт: два RS-232 порта с 16C550 UART (или совместимые) с 16-byte буфером FIFO. Поддерживает скорость передачи данных до 115.2 Кб/с. Каждый порт отдельно может быть сконфигурирован  в COM1, COM2 или отключен

USB: два USB порта

Разъем для клавиатуры и PS/2 мыши: 6-pin mini-DIN разъем находится  на монтажной скобе для упрощения  подключения клавиатуры или PS/2 мыши. Разъем для подключения клавиатуры находится также на плате.

Часы реального времени/календарь: встроены в чипсет

Сторожевой таймер: может  генерировать сброс системы или IRQ11. Программа использует 043-ий и 443-ий

шестнадцатеричные порты  ввода/вывода, чтобы управлять сторожевым таймером, 63 уровня (1 ~ 63 секунда)

Механика и климатика

Рабочая температура: 0 ~ 60° C

Напряжение источника  питания: +5 В, +12 В

Габариты: 338 x 122 мм

AWS-843HT/T

Промышленная рабочая  станция с 10,4" TFT ЖК-дисплеем

 

 

Конструкция: корпус из нержавеющей  стали с алюминиевой передней панелью

2 вентилятора для охлаждения

Возможность монтажа в 19" стойку или на панель

10,4" TFT-дисплей с  разрешением 800x600 (AWS-843HT) или 640x480 точек

60-клавишная мембранная  клавиатура

Возможно оснащение  сенсорным экраном

Возможные варианты поставки: шина ISA или ISA/PCI

Отсек для размещения малогабаритного CD-ROM

Габаритные размеры: 482x266x230 мм

Масса 15,6 кг

 

4.5 Расчёт и описание блока энергоавтоматики

 

Блок можно конструктивно  разделить на 3 части:

Релейная часть, которая  содержит 15 реле на симисторном ключе ( ) для подачи напряжения 220 В на различные компоненты установки после получения управляющего сигнала от промышленного компьютера.

Трансформатор для преобразования напряжения переменного тока 220 В  в 127 В, 0,4 А для питания реверсивного двигателя.

Трансформатор для преобразования напряжения переменного тока 220 В в напряжение постоянного тока ±15 В, 0,2 А для питания регуляторов расхода газа. Для дистанционного включения установлено реле на симисторном ключе.

Трансформаторы и электрические  цепи блока энергоавтоматики рассчитаны и подобраны по ГОСТу.

 

4.5.1. Расчет трансформатора для питания регуляторов расхода газа

Исходные данные для  расчета: 1 первичная обмотка—220 В, 2 вторичных обмотки—15 В, 0,4 А.

Расчет габаритной мощности

Суммарная мощность, потребляемая 2 вторичными обмотками:

 

PS=U1I1+U2I2;

 

PS=15×0,4+15×0,4=12 Вт.

КПД трансформатора h=0,8;

Габаритная мощность трансформатора:

 

Pг=PS/h=12/0,8=15 Вт.

 

Определение типа и размера  сердечника:

Выбираем Ш-образную форму  сердечника, находим сечение сердечника:

 

S=1,2×(Pг)1/2=1,2×(15)1/2=4,65 см2.

 

Приблизительная ширина рабочего керна сердечника:

 

a=0,8×S1/2=0,8×(4,65)1/2=1,73 см.

 

Фактическая ширина рабочего керна сердечника:

 

c=S/a=4,65/1,73=2,7 см.

 

Определение количества витков на 1 вольт:

выбираем размер сердечника Ш-17:

 

S=с×a=2,7×4,65=12,5 см2, k=45,

N=k/S=4=45/12,5=3,6 витка/вольт.

 

Определение количества витков обмоток

Первичная обмотка: W1=U1n1=220×3,6=792 витка.

Вторичная обмотка 1: W21=m2U21n21=1,02×15×3,6=56 витков.

Вторичная обмотка 2: W22=m2U22n22=1,02×15×3,6=56 витков.

Определение диаметра провода

Выбираем провод ПЭТ, р=0,65.

Сила тока в первичной  обмотке: I=Pг/U=15/220=0,068 А.

Первичная обмотка: d1=p×(I1)1/2=0,65×(0,068)1/2=0,169 мм.

Вторичная обмотка 1: d21=0,65×(0,4)1/2=0,411 мм.

Вторичная обмотка 2: d22=0,65×(0,4)1/2=0,411 мм..

Принимаем диаметры проводов равными: d1=0,17 мм; d21=d22=0,42 мм.

Выбираем стандартный  трансформатор для полупроводниковых  приборов на 50 Гц, с броневым ленточным  сердечником типа ШЛМ, с уменьшенным  расходом меди, исполнение УХЛ—ТПП 237 с мощностью 14,5 В×А, сердечником ШЛМ20´20, I1=0,11 А, I2=0,445 А, напряжениями вторичных обмоток U11-12,13-14=4,97 В, U15-16,17-18=10 В, U18-19,19-20=1,3 В.

Схема представлена на рис.4.1

 

Рис. 4.1 Схема трансформатора