«макет узла подложки автоматизированной установки вакуумного нанесения Тонких пленок »

Москва — 2013 г

ЗАДАНИЕ

на курсовой проект по курсу «Основы проектирования систем автоматического управления оборудования электронных технологий».

Тема проекта: Макет узла подложки автоматизированной
установки вакуумного нанесения тонких пленок

1. Проработать описание работы машины, выбрать и обосновать состав его основных целевых функций, сервисных функций, функций коррекции цели.

2. Разработать комплексную принципиальную схему, как совокупность системы целевых механизмов, системы их энергообеспечения и системы управления, связанных материальными, энергетическими и информационными потоками.

3. Описать механический, энергетический и информационный интерфейс компонентов машины. Дать техническое задание и техническое предложение на САУ и основные элементы машины.

4. Разработать принципиальную электрическую схему элемента САУ или САУ в целом.

Содержание графической части.

1. Процессная модель машины.......................................................1 л.
2. Комплексная принципиальная схема.........................................1 л.
3. Схема питания и управления.....................................................1 л.
4. Принципиальная электрическая схема блока управления.......1 л.

Содержание расчетно-пояснительной записки.

1. Введение. Описание модуля подложки и его макета
2. Описание процессной модели. Выбор и обоснование целевых, сервисных функций, и функций коррекции цели.
3. Техническое задание и техническое предложение на систему управления машины по приведенной в Приложении 1 форме.
4. Описание комплексной принципиальной схемы ФС. Обоснование структурно-компоновочного решения, выбор и согласование уровней потоков элементов.
5. Документы, сопровождающие комплексную принципиальную схему:
6. перечень элементов ПЭ;
7. перечень потоков и сигналов ПС;
8. Информационный поиск датчиков и исполнительных элементов машины и ее САУ, описание целевого, механического, энергетического и информационного интерфейса этих элементов ОЭ.
9. Расчет и описание принципиальной электрической схемы.
10. Заключение.

Содержание

1. Введение. Устройство модуля подложки и его макета. 2

2. Описание процессной модели. 3

3. Описание комплексной принципиальной схемы. Описание целевого, механического, энергетического и информационного интерфейса. 5

4. Схема питания и управления. 6

5. Информационный поиск датчиков и исполнительных элементов машины и ее САУ 8

5.1. Центральный контроллер. 8

5.2. Датчик температуры. 11

6. Подключение устройств ввода-вывода информации к центральному контроллеру 14

6.1. Подключение текстового экрана. 14

6.2. Подключение клавиатуры.. 15

7. Заключение. 17

8. Список источников. 18

1. Введение. Устройство модуля подложки и его макета

Модуль подложки состоит из жесткого основания с закрепленными на нем двумя створками заслонки, которые поднимаются и опускаются путем включения и отключения двух длинноходовых электромагнитов, приводящих в действие кривошипные механизмы. На жестком основании закреплен подложкодержатель-нагреватель с установленным на нем чувствительным элементом датчика температуры и камертонным датчиком толщины покрытия. Основание модуля с помощью специальных планок для регулировки высоты подложки относительно источника жестко закреплено на верхнем фланце вакуумной камеры.

На данный момент на установке УВН-1 реализован модуль подложки с приводом заслонки на основе шагового двигателя. Такая конструкция имеет ряд недостатков:

1. Нерациональное использование объема вакуумной камеры.
2. Отсутствие возможности контроля толщины осаждаемой пленки (не предусмотрена установка кварцевых микровесов, камертонных датчиков и т.д.).
3. Отсутствие возможности регулировки высоты подложки.
4. Нерациональное использование нагревательного элемента.

Однако, несмотря не перечисленные выше недостатки такая конструкция является работоспособной. Поэтому, для отработки механической, аппаратной и программной частей модуля без прерывания работы установки разрабатывается специальный макет в котором будут сымитированы все функции модуля за исключением контроля толщины пленки, который кроме того будет иметь собственное энергообеспечение, устройство ввода, монитор и систему управления на основе аппаратной платформы Arduino Mega 2560.

1. Описание процессной модели

В данном проекте разрабатывалась процессная модель автоматизированного управления модулем подложки установки вакуумного нанесения тонких пленок (см. лист1 "Процессная модель"), которые кроме процесса "нанесение покрытия с контролем по толщине" должны быть реализованы на макете модуля.

Система управления должна реализовывать основные целевые, сервисные функции и функции коррекции цели.

Основные целевые функции и их алгоритмы представлены на листе «Процессная модель». В табл.1 приведен перечень выполняемых в системе управления процессов для реализации целевых функций.

Таблица 1 Основные целевые функции

Установка должна работать в непрерывном цикле.

Система управления должна реализовать основные целевые, сервисные функции и функции коррекции цели.

1. Основные целевые функции