Курсовая работа: Установка газофазного выращивания УНТ
Описание
Основы проектирования систем автоматического управления оборудованием электронных технологий »
на тему:
«Установка газофазного выращивания углеродных нано трубок ».
Москва, 2011 г.
ЗАДАНИЕ
на курсовой проект по курсу «Основы проектирования систем автоматического управления оборудования электронных технологий».
Тема проекта: Установка выращивания углеродных нанотрубок
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.
- Процессная модель машины..................................................1 л.
- Комплексная принципиальная схема....................................2 л.
- Принципиальная электрическая схема..................................1 л.
Содержание расчетно-пояснительной записки.
- Введение. Описание целевого, механического и энергетического интерфейса спроектированной технологической машины.
- Описание процессной модели. Выбор и обоснование целевых, сервисных функций, и функций коррекции цели.
- Техническое задание и техническое предложение на систему управления машины по приведенной в Приложении 1 форме.
- Описание комплексной принципиальной схемы ФС. Обоснование структурно-компоновочного решения, выбор и согласование уровней потоков элементов.
- Документы, сопровождающие комплексную принципиальную схему:
- перечень элементов ПЭ;
- перечень потоков и сигналов ПС;
- технические задания на основные подсистемы и узлы машины ТЗ.
- Информационный поиск датчиков и исполнительных элементов машины и ее САУ, описание целевого, механического, энергетического и информационного интерфейса этих элементов ОЭ.
- Расчет и описание принципиальной электрической схемы.
- Заключение.
СОДЕРЖАНИЕ
Содержание ...................................................................................... .....................3
Введение ...................................................................................... ..........................4
1. Описание процессной модели ........................................................................6
1.1 Деление технологии выращивания УНТ на процессы..................7
1.2 Выбор сервисных функций ..............................................................11
1.3 Выбор функции коррекции цели ....................................................12
2. Описание комплексной принципиальной схемы ....................................13
3. Информационный поиск датчиков и исполнительных элементов машины и ее САУ ...............................................................................................14
3.1 ТЗ на элементы САУ ..........................................................................14
3.2 ТЗ на элементы установки ...............................................................17
3.3 ТЗ на силовой модуль и источники питания ................................22
4. Расчет и описание принципиальной электрической схемы ..................24
Заключение ...................................................................................... ...................25
Список литературы ............................................................................................26
Введение
Производственное оборудование становится всё более автоматизированным во многих сферах его применения. Без управляющей электроники уже не может обойтись ни одна отрасль промышленности, особенно электронное машиностроение, где необходимо управление множеством технологических параметров при высочайшей точности и жестких требованиях к соблюдению технологии.
При конструировании необходимо:
- внимательно изучить и продумать все возможные варианты применения САУ в данной конструкции и выбрать оптимальный из этих вариантов, как по цене, так и по сложности изготовления и эксплуатации;
- обеспечить проектируемое оборудование более высоким сроком службы, то есть, чтобы его физическое и моральное старение настало как можно позже (для этого в конструкцию изделия заранее закладывают модули, которые легко можно заменить или доработать).
Целью данного курсового проекта является автоматизация процессов газофазного выращивания углеродных нано трубок, овладение навыками, методами и средствами комплексных разработок электронных компонентов оборудования САУ.
К механическому интерфейсу установки относятся:
- клапана;
- насос;
- манометр;
К энергетическому интерфейсу установки относятся:
- блоки питания;
- контроллер;
- ПК.
Задачи проекта состоят в:
- распределении функций машины между различными компонентами и обоснование этих функций;
- постановке четких технических заданий перед разработчиками отдельных компонентов;
- выполнении технической документации на электронные компоненты.
Для упрощения работы оператора и повышения производительности предложен вариант полностью автоматизированной установки вместо существующей установки с ручным управлением.
Курсовой проект выполнен в объеме 4-х листов А1 и расчетно-пояснительной записки. На первом листе приведены алгоритм протекания процессов работы установки, таблица процессов (процессная модель). На втором, третьем – комплексная принципиальная схема установки: механика, энергообеспечение, системы автоматического управления. На четвертом листе - принципиальная схема электрических соединений.
В расчетно-пояснительной записке приведены необходимые пояснения и расчеты, отражены принципы построения САУ установки, даны описания листов проекта.
1. Описание процессной модели
В данном курсовом проекте разработана процессная модель автоматического управления установкой газофазного выращивания углеродных нано трубок (см. Лист 1 – «Процессная модель» ).
Пиролитический газофазный метод выращивания углеродистых нано трубок (УНТ) позволяет получать нано структуры длиной более 60 мкм при среднем выходе продукта около 80%. Метод характеризуется высокой скоростью роста УНТ, простотой реализации и возможность применения в массовом производстве.
В данной работе рассматривается технологический процесс выращивания УНТ методом пиролиза углеродосодержащих газов.
Процесс реализуют, как правило, в трубчатых реакторах, типовая схема которого представлена на рис. 1.16
Нагретую до температуры пиролиза (550…1000 °С) реакционную зону продувают инертным газом (Ar, He), затем подают углеродсодержащий газ. Движущийся вдоль катализатора газ диффундирует сквозь его слой и сорбируется на поверхности активных центров (металл), где протекает ряд последовательных химических реакций, конечными продуктами которых являются углерод и водород.
Продуктами данного процесса, который классифицируется как газофазное химическое осаждение (ГФХО) или CVD- процесс, являются УНМ – ОУНТ, МУНТ и УНВ.
Перед выращиванием углеродных нано трубок методом газофазного осаждения катализатор устанавливается на столик через загрузочную камеру. Затем производится откачка рабочей камеры до низкого давления. Далее с помощью спирального нагревателя рабочая камера нагревается до температуры около 1000оС. После нагрева камеры производится открытие электромагнитного клапана, отвечающего за подачу углеродосодержащего газа и получение УНТ путем газофазного осаждения. В момент начала и в процессе выращивания производится замер давления в камере.
Измерение температуры проводятся с помощью термопары (помещенной внутрь камеры), сигнал с которой через нормализующий преобразователь НП002 поступает на микроконтроллер и в последствии обрабатывается. Давление в камере определяется обработкой сигналов ac_P.
Характеристики курсовой работы
Список файлов
- Установка газофазного выращивания УНТ
- Задание.doc 26,5 Kb
- Лист (1).cdw 137,82 Kb
- Лист (2).cdw 108,73 Kb
- Лист (3).cdw 119,93 Kb
- Лист (4).cdw 136,78 Kb
- Презентация.ppt 2,36 Mb
- Прочти меня.txt 141 b
- САУ.doc 1,83 Mb
- Чертёж (1).jpg 600,63 Kb
- Чертёж (2).jpg 858,78 Kb
- Чертёж (3).jpg 1,05 Mb
- Чертёж (4).jpg 648,13 Kb
Начать зарабатывать