Тема проекта: «Установка для выращивания УНТ »

Москва, 2013 г.

Содержание

Техническое задание.............................................................................................................2

Реферат...................................................................................................................................4

1. Введение.................................................................................................................................5
2. Описание процессной модели..............................................................................................6

2.1. Выбор сервисных функций............................................................................................11

2.2. Выбор функции коррекции цели.................................................................................12

2.3. Общие требования к алгоритму управления.............................................................12

1. Описание комплексной принципиальной схемы. Информационный поиск датчиков и исполнительных элементов машины и ее САУ, описание целевого, механического, энергетического и информационного интерфейса этих элементов..............................13

3.1. Вакууумная система...................................................................................................15

3.1.1. Диафрагменный насос XDD1..........................................................................15

3.1.2. Турбомолекулярный насос EXT75DX.............................................................16

3.1.3. Датчик вакуума APG100...................................................................................16

3.1.4. Датчик вакуума WRG........................................................................................17

3.1.5. Вакуумные электромагнитные клапаны IPV16EKA.......................................18

3.1.6. Вакуумный затвор 2ЗВЭ-100.............................................................................18

3.2. Газовая система.............................................................................................................20

3.2.1. Регулятор давления GCE....................................................................................20

3.3.2. Регулятор расхода газа РРГ-10..........................................................................20

3.3. Система энергообеспечения........................................................................................21

3.3.1. Описание блоков питания..................................................................................21

3.3.2. Регулятор мощности SPC 1...............................................................................24

3.3.3. Преобразователь напряжения для зажигания плазмы....................................26

3.4. Система управления....................................................................................................27

3.4.1. Модуль микроконтроллера CPU188-5.............................................................27

3.4.2. Панель релейной коммутации TBR-8..............................................................31

3.4.3. Плата гальванической изоляции каналов дискретного ввода TBI24LC.......32

3.4.4. Контроллер TIC Instrument Controller..............................................................33

3.4.5. Терморегулятор ОВЕН ТРМ-101.....................................................................34

Заключение.........................................................................................................................36

Список использованной литературы............................................................................................37

Реферат

Целью данного курсового проекта является овладение навыками, методами и средствами комплексных разработок механических и электронных компонентов оборудования САУ, а также правилами и методами составления технического задания на программное обеспечение САУ.

Задачи проекта состоят в:

1. распределении функций машины между различными компонентами и обоснование этих функций;
2. постановке четких технических заданий перед разработчиками отдельных компонентов;
3. выполнении технической документации на электронные компоненты.

В проекте разработана система управления установки для выращивания УНТ.

Курсовой проект выполнен в следующем объеме: процессная модель (алгоритмы работы системы управления установкой); комплексная принципиальная схема (КПС) установки, включающая разработку КПС механической части и КПС систем энергообеспечения и управления; схема соединений. В расчетно-пояснительной записке приведены необходимые пояснения, описания и отражены принципы построения САУ установки.

Графические работы в объеме 4 листов выполнены на ПК с помощью программы АСКОН КОМПАС V12. Расчетно-пояснительная записка выполнена с использованием программного продукта Microsoft Word.

Введение

Одно из перспективных направлений в наноэлектронике связано с выращиванием нанотрубок и созданием на их основе различных устроойств.

Автоэмиттеры на основе углеродных нанотрубок (УНТ) перспективны при решении широкого класса задач, связанных, например, с разработкой таких устройств, как: матричные автоэмиттеры для плоских экранов, катоды микрорадиоламп терагерцового диапазона частот, автоэмиттеры для экономичных индикаторов и осветителей, терабитных запоминающих сред и задач, связанных со считыванием информации в терабитных ПЗУ.

Актуальность использования автоэмиттеров в перечисленных устройствах обуславливается рядом их параметров: достаточно низкие рабочие напряжения при больших плотностях и значениях эмиссионного тока, устойчивость к радиационному излучению, очень широкий рабочий температурный диапазон.

Установка для выращивания УНТ, изучаемая в проекте, позволяет получать островковые пленки катализатора, а затем выращивать на них нанотрубки. Установка конструировалась на основе вакуумной печи Forum-100K. Вакуумная камера установки колпакового типа. Снизу к вакуумной камере примыкает столик, на котором находится нагреватель, выполненный в виде цилиндра с плоской крышкой вверху, на которую кладется образец. Нагревательный элемент нагревателя - нихромовая проволока, через которую проходит электрический ток. Столик вместе с нагревателем и подложкой приводится в движение механизмом винт-гайка с помощью электродвигателя. К вакуумной камере присоединяется газовая система, состоящая из баллона с углеродосодержащим газом и инертным газом, к каждому баллону присоединяется ручной клапан, регулятор давления, манометр и регулятор расхода газа. Плазма в камере зажигается при помощи двух параллельных электродов. Один электромагнитный клапан подключает и отключает форвакуумный насос к вакуумной камере, второй электромагнитный клапан подключает форвакуумный насос к турбомолекулярному.

Основные технические характеристики установки:

-Температурный диапазон 200-700^о С;

-Отклонение температуры в режиме выдержки 2^оС:

-Скорость нагрева 10…150^о С/мин:

-Минимальное давление в камере 10^-5 Па:

-Напряжение питания 220V: -Габаритные размеры 30*33*158.