Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла

СИСТЕМА ЭНЕРГООБЕСПЕЧЕНИЯ И УПРАВЛЕНИЯ учебно-научного комплекса для выполнения работ по формированию наноструктурированных тонкопленочных покрытий с использованием современного высоковакуумного оборудования модульного типа и его виртуального симулятора

ОГЛАВЛЕНИЕ

1. Назначение системы энергообеспечения и управления 2

2. Состав и работа системы энергообеспечения и управления 2

2.1. Модуль ПЛК 3

2.2. Модуль 19’’ 5

2.3. Элементы СЭиУ, смонтированные на целевых механизмах комплекса 5

3. Приложение. Комплект технической документации на датчик
температуры подложки МТ11.ДТ.00.000 7

1. Назначение системы энергообеспечения и управления

СИСТЕМА ЭНЕРГООБЕСПЕЧЕНИЯ И УПРАВЛЕНИЯ (СЭиУ) учебно-научного комплекса для выполнения работ по формированию наноструктурированных тонкопленочных покрытий с использованием современного высоковакуумного оборудования модульного типа и его виртуального симулятора предназначена для управления энергетическими потоками, необходимыми для функционирования отдельных целевых механизмов и комплекса в целом в «жестком» реальном времени с возможностью дистанционного доступа из сети Интернет.

Непосредственно комплексом в «жестком» реальном времени управляет программируемый логический контроллер (ПЛК) ADAM 5510/TCP, выступающий в качестве сервера для компьютера рабочего места оператора (КРМО). ПЛК работает под управлением встроенной операционной системы FlashDOS и по заданной программе управляет целевыми механизмами комплекса. Минимальная дискрета времени составляет не более 1 мс. КРМО работает под управлением операционной системы общего назначения и при обмене с контроллером выступает в качестве клиента (является ведущим master). Непосредственно установкой КРМО не управляет, а выдает управляющие команды на контроллер.

Связь между контроллером и компьютером осуществляется по протоколу Modbus TCP, причем ПЛК может быть доступен и другим компьютерам сети, получившим доступ и право изменять общую память внутри протокола Modbus TCP.

Система управления выполняет:

1. Основные целевые функции по управлению целевыми процессами, протекающими в подсистемах установки, описанные ранее.

2. Сервисные функции, направленные на оптимальную реализацию основных целевых процессов. СЭиУ должна обеспечивать выявление нештатных ситуаций и реакцию на них; выдавать отчёт о действиях оператора и системы управления, а также о функционировании технологического процесса и нештатных ситуациях.

3. Функции коррекции цели: составление и редакцию листинга уставок, передачу листинга уставок на контроллер, вывод на экран действующего листинга уставок.

1. Состав и работа системы энергообеспечения и управления

Принципиальная электрическая схема СЭиУ приведена в документах МТ11-01.01.000Э3.dwg и МТ11-01.01.000Э3.pdf. Смонтирована в трех модулях: модуле PLC, модуле 19" и непосредственно на целевых механизмах комплекса.

13.2Модуль ПЛК

Модуль ПЛК смонтирован в навесном шкафу SRN6625K габаритами 600x600x250мм на четырех горизонтальных ДИН-рейках.

На первом силовом высоковольтном уровне реализован силовой трехфазный ввод с нейтралью и заземлением. От сети комплекс может быть отключен рубильником SR1 типа OT25F4N2 фирмы АВВ.

Далее следует автомат защиты трехфазный с отключаемой нейтралью S 203-D 16 NA (FD4), после которого электропитание распределяется по всем элементам СЭиУ.

Через автомат защиты S 203-C 16 (FD3) трехфазное питание получает источник питания постоянного ток TruPlasmaBias 3003 (TPlB), являющийся основой энергообеспечения процессов напыления и распыления.

Автомат защиты S 201-D 8NA отделяет от силовой сети TIC Turbo Controller 100 W, формирующий локальный контур управления вакуумной системой на основе турбомолекулярного и форвакуумного насосов и двух вакуумметров. Через отдельный автомат защиты двухфазный S 202-K 6 питание получает форвакуумный насос XDS5-10.

Два низковольтных трансформатора ОСМ-0,063 220/5-24 и ОСМ-0,063 220/5-12, мощностью по 0,063кВА предназначены для питания переменным напряжением 24 и 12 вольт различных исполнительных механизмов вакуумной камеры (нагревателя подложек), соленоида заслонки и т.п. Они подключены к сети через автомат защиты двухфазный S 202-K 6 (FD1).

Автомат FD5 (автомат защиты S 201-D 8NA) является предохранителем двух стабилизированных источников питания PWR-244-AE, формирующих напряжения питания контроллера ПЛК и периферийных датчиков. Раздельная схема питания контроллера и элементов объекта управления применена для повышения надежности работы системы и защиты от помех по цепям питания.

На второй ДИН-рейке смонтированы упомянутые ранее низковольтные трансформаторы ОСМ и восемь реле CR-P024DC2 (ток коммутации до 10 А), коммутирующие переменное напряжение низковольтных трансформаторов (К1, К2), ток питания двигателя форвакуумного насоса XDS5-10 (К8). Остальные пять реле предусмотрены для расширения системы энергопитания процессов формирования наноструктурированных пленом по мере отработки различных технологий их формирования. Кроме того здесь смонтированы два блока управления пропорциональным клапаном PSV1 и PSV2.

На третьей ДИН-рейке смонтированы два источника питания PWR-244-AE, формирующих напряжения питания контроллера ПЛК и периферийных датчиков и сам контроллер ADAM 5510/TCP.

В состав контроллера помимо вычислительного ядра входят четыре модуля связи с объектом управления:

1. Модуль аналогового ввода ADAM-5017H-BE (АК8) – на 8 дифференциальных 12-и разрядных аналогово-цифровых канала с частотой выборки 8 кГц и индивидуальной настойкой чувствительности каналов по току или напряжению.

2. Модуль вывода аналоговый ADAM-5024-AE (АО8) на четыре канала цифро-аналогового преобразования с дискретностью 12 разрядов и возможностью формирования токовых или потенциальных сигналов.

3. Два универсальных модуля ADAM-5050-AE дискретного ввода/вывода, на 16 индивидуально настраиваемых на вход или выход каналов с гальванической развязкой.

Помимо каналов связи с объектом управления через элементарные утилиты аналогового контроля и управления (АК, АУ) и дискретного контроля и управления, ПЛК через три последовательных канала RS-232 (СОМ 1, СОМ3, СОМ4) взаимодействует с локальным контроллером вакуумной системы TIC, компьютером КРМО (ввод и отладка программного обеспечения) и универсальным источником питания постоянного ток TruPlasmaBias 3003. Кроме того, ПЛК и КРМО взаимодействуют между собой как сервер и клиент по каналу Ethernet (протокол Modbus TCP).

На четвертой ДИН-рейке расположены 100 клемм ZSRK 2,5/2А, от которых формируются низковольтные цепи (напряжением не более 24 В) для связи модуля ПЛК с другими модулями СЭиУ. Сюда подключен кабель 2 логического интерфейса локального контроллера вакуумной системы TIC, кабели 3 и 4 разъемов "INTERFACE" и "POWER" клапана бабочка 61236-PAGC (DN63ISO-F), служащего для управления скоростью откачки, управляющие сигналы драйвера шагового двигателя, предусмотренного для привода различных механизмов при формировании наноструктурированных пленок. Сюда подключен также кабель 7 разъема "Analog Control" источника питания постоянного ток TruPlasmaBias 3003, позволяющий гибко управлять параметрами электропитания в процессе формирования покрытий. Через витые пары к клеммникам подключены электромагнитные катушки пропорциональных клапанов Vlv1 и Vlv2. С помощью блоков управления PSV1 и PSV2 контроллер ПЛК может изменять поток натекания и давление в вакуумной камере в процессе формирования покрытий.

23.2Модуль 19’’

Под рабочим столом комплекса расположена 19-и дюймовая секция высотой 20 U. В ней смонтированы контроллер вакуумной системы TIC, реализующий цикл инициализации откачки, выход на стационарный режим и завершение откачки рабочей камеры. Контроллер взаимодействует с ПЛК через последовательный канал RS-232 (кабель 1) и разъем "Логический интерфейс" (кабель 2). Контроллер управляет турбомолекулярным EXT75_DX и форвакуумным XDS5-10 насосами, вентилятором охлаждения насоса EXT75_DX, клапаном напуска воздуха в насос KV2, питает и получает информацию от двух вакуумметров (APG и WRG).

Драйвер шагового двигателя DSD (ADR810) также предусмотрен в составе комплекса. Он позволяет гибко управлять прецизионными перемещениями и позиционированием в процессе формирования покрытий.

Также в 19-и дюймовой секции смонтирован КРМО, параметры которого приведены в разделе __, а функции в разделе 2 описания СЭиУ.

Источник питания постоянного ток TruPlasmaBias 3003 позволяет формировать ток на резистивные испарители, магнетронные источники распыления, дуговые источники. Он связан с ПЛК через разъем "Analog Control" кабелем 7 и через канал RS-232 и может работать в двух диапазонах вольтамперных характеристик с ограничениями по току и напряжению, предотвращать или наоборот, поддерживать дуговой разряд в процессе формирования наноструктурированных покрытий.

33.2Элементы СЭиУ, смонтированные на целевых механизмах комплекса

Непосредственно под рабочей камерой комплекса смонтирован клапан бабочка 61236-PAGC (DN63ISO-F), перекрывающий сечение канала, через который осуществляется откачка рабочего пространства камеры и, за счет сокращения скорости откачки, эффективно меняющий давление в рабочей камере. Позиционируется положение заслонки клапана сигналом аналогового управления au_BV_set (установка затвора), формируемым модулем АО4 ПЛК, а контролируется сигналом ac_BV_poz (положение затвора), который поступает на модуль АК-8. Клапан бабочка также может выступать в качестве регулирующего органа в локальном контуре стабилизации давления в рабочей камере. При этом имеется возможность подать сигналы с вакуумметров WRG и AGP непосредственно на блок управления клапаном BV. Это существенно расширяет технологические возможности научно-учебного комплекса формирования наноструктурированных покрытий.

Два пропорциональных электромагнитных клапана PSV1 и PSV2 специально сконструированы, чтобы пропорционально регулировать поток газа и/или жидкости в ответ на изменение входной мощности (0…30 В постоянного тока). В целях безопасности клапан PSV является нормально-закрытым NC при отсутствии питания. Поток газа через эти клапаны задается сигналами аналогового управления au_PSV1 и au_PSV2. За счет этого можно менять концентрацию одновременно двух реактивных газов в рабочей камере при формировании покрытия и гибко управлять его качеством.

В вакуумной камере, непосредственно на подложке может быть размещен специальный датчик температуры, способный измерять ее с точностью до 0,5% и выше в диапазоне температур от -70 до 500 С. Габариты чувствительного элемента (платинового терморезистора) составляют 1х0,5 мм. Он снабжен тонкими ленточными выводами, минимизирующими теплоотвод с подложки и может быть эффективно использован при изучении процессов массоэнергообмена в процессе формирования покрытий.

Разработаны рабочие чертежи, подобраны комплектующие и два экземпляра датчика находятся в стадии изготовления, отладки и тарировки.

В приложении приведена рабочая техническая документация по датчику температуры МТ11.ДТ.00.000

1. Приложение. Комплект технической документации на датчик температуры подложки МТ11.ДТ.00.000

12

Характеристики

Тип файла документ

Документы такого типа открываются такими программами, как Microsoft Office Word на компьютерах Windows, Apple Pages на компьютерах Mac, Open Office - бесплатная альтернатива на различных платформах, в том числе Linux. Наиболее простым и современным решением будут Google документы, так как открываются онлайн без скачивания прямо в браузере на любой платформе. Существуют российские качественные аналоги, например от Яндекса.

Будьте внимательны на мобильных устройствах, так как там используются упрощённый функционал даже в официальном приложении от Microsoft, поэтому для просмотра скачивайте PDF-версию. А если нужно редактировать файл, то используйте оригинальный файл.

Файлы такого типа обычно разбиты на страницы, а текст может быть форматированным (жирный, курсив, выбор шрифта, таблицы и т.п.), а также в него можно добавлять изображения. Формат идеально подходит для рефератов, докладов и РПЗ курсовых проектов, которые необходимо распечатать. Кстати перед печатью также сохраняйте файл в PDF, так как принтер может начудить со шрифтами.

Список файлов учебной работы