京儀單晶爐電氣控制系統(tǒng)軟件使用說明書

控制系統(tǒng)操作界面簡介單晶生長過程的參數(shù)設(shè)置、參數(shù)顯示及控制過程操作由控制柜上的工業(yè)控制機(jī)上的觸摸式顯示屏完成。人機(jī)界面HMI采用15"觸摸屏，拉晶工藝全過程直觀顯示，操作簡單明了。控制系統(tǒng)參數(shù)以曲線及數(shù)字方式進(jìn)行顯示及保存，過程操作以顯示畫面的切換及畫面相關(guān)操作來完成。操作人員通過操作界面來控制系統(tǒng)各單元以及晶體生長過程。系統(tǒng)上電后自動進(jìn)入晶體生長主界面。其它的界面可以通過觸摸屏幕下方的相應(yīng)區(qū)域調(diào)出，也可以通過鍵盤上的F2-F7調(diào)出。一．晶體生長主界面（主畫面F1）晶體生長控制系統(tǒng)的主界面。直觀顯示晶體生長過程中系統(tǒng)主要運(yùn)行參數(shù)及設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，其操作畫面如下圖所示。在每次系統(tǒng)上電后系統(tǒng)自動進(jìn)入晶體生長主界面。也可在其它界面下通過觸摸屏幕下方的【主畫面F1】鍵調(diào)出主界面.界面說明：上標(biāo)題欄從左至右分別是：晶體長度（mm）信號，坩堝位置(mm)信號，軟件版本號及當(dāng)前時間信息。下標(biāo)題欄從左至右分別是：F1-F7界面操作按鈕。界面的中間是系統(tǒng)的運(yùn)行參數(shù)：左邊是系統(tǒng)主要運(yùn)行參數(shù)，由上至下分別是晶升晶轉(zhuǎn)速度，堝升堝轉(zhuǎn)速度，加熱器功率及溫度信號，質(zhì)量流量計開度控制及顯示，主室泵開度控制及顯示，主爐室真空信號，系統(tǒng)報警顯示。中間是單晶爐運(yùn)行狀態(tài)，其中包括氬氣流量控制狀態(tài)，主室泵付室泵運(yùn)行狀態(tài)，晶升堝升限位開關(guān)，水溫指示及水壓指示，系統(tǒng)限位報警提示，晶升堝升速度系統(tǒng)限位開關(guān)狀態(tài)，冷卻水壓力表狀態(tài)及液壓限位開關(guān)狀態(tài)。右邊是過程控制說明及操作按鍵。選擇相應(yīng)的控制過程并且選擇自動控制后確認(rèn)即可進(jìn)入自動控制狀態(tài)。如下圖所示：界面說明：該界面為投入自動控制界面，選擇相應(yīng)的控制過程投入自動控制程序。控制過程如下：真空測試，加熱，人工操作1，引細(xì)頸，放肩，收肩，等徑，收尾，人工操作2，冷卻，人工操作3?！跋到y(tǒng)參數(shù)設(shè)置”是晶體生長控制系統(tǒng)的參數(shù)設(shè)置界面，點(diǎn)擊“真空測試”進(jìn)入如下界面： 界面說明： 在此界面中，需要設(shè)置自動抽空步驟和檢測爐體泄露率：1.極限真空：設(shè)定在一定時間內(nèi)，先將主室真空閥打開到要求的開度，抽空滿足設(shè)定時間后，如果達(dá)到預(yù)先的真空設(shè)定值，則自動進(jìn)入下一過程自動檢漏，否則，將進(jìn)行兩次循環(huán)充氣過程。2.泄漏率:達(dá)到設(shè)定穩(wěn)定時間后開始計時檢漏，如果爐體泄露率能達(dá)到目標(biāo)泄露率，系統(tǒng)自動進(jìn)入下一過程預(yù)備加熱。3.預(yù)備加熱：等泄露率達(dá)到指標(biāo)后，系統(tǒng)按照設(shè)定時間和開度打開主室閥，充氣使?fàn)t內(nèi)壓力達(dá)到設(shè)定目標(biāo)真空壓力。（根據(jù)自身需要設(shè)定真空壓力的上限值和下限值）。點(diǎn)擊“加熱”進(jìn)入如下界面：界面說明： 在此界面中，需要設(shè)置自動加熱控制曲線和加熱穩(wěn)定參數(shù)：1.加熱曲線：設(shè)定在不同時段時的加熱電壓OP輸出，此設(shè)定時間是不斷累加的。2.加熱穩(wěn)定：化料結(jié)束后，自動尋找引徑溫度（設(shè)定SP值），開環(huán)穩(wěn)定一定時間后自動進(jìn)入閉環(huán)穩(wěn)定過程。出于安全保護(hù)的要求，在此需要限定最大加熱電壓輸出（加熱OP限制）。點(diǎn)擊“等徑”中“等徑參數(shù)1/2”進(jìn)入如下界面：界面說明： 在此界面中，需要設(shè)置等徑過程中溫校速率和晶升速度以及直徑修正的參數(shù)：1.晶升長度：控制曲線總共可以分為20段，且長度隨每段的設(shè)定長度不斷累加。2.溫校速率，晶升速度等：當(dāng)系統(tǒng)控制投入自動后，溫校速率，晶升速度的值將隨晶體長度的不斷增加而不斷累加，控制爐內(nèi)熱場溫度和晶升拉速相應(yīng)變化。3.直徑修正：當(dāng)系統(tǒng)控制投入自動后，直徑修正的值將隨晶體長度的不斷增加而增加。此參數(shù)值不累加。4．注意：投入自動控制前，相關(guān)狀態(tài)指示燈需要開啟。點(diǎn)擊“等徑”中“CL/SL”進(jìn)入如下界面：界面說明： 在此界面中，需要設(shè)置等徑過程中堝跟比CL/SL的參數(shù)：堝跟比CL/SL：當(dāng)系統(tǒng)控制投入自動后，隨著晶體長度的不斷增加，為了保持液面處于相對穩(wěn)定的水平面，堝升速度應(yīng)相應(yīng)提高，并且控制爐內(nèi)熱場溫度和晶升拉速相應(yīng)變化。堝升速度給定=晶升速度顯示*堝跟比CL\SL。注意：堝跟比CL\SL在生產(chǎn)過程中起到非常重要的作用，希望各單位根據(jù)自身實際情況仔細(xì)計算和精心調(diào)整，不要隨意模仿。點(diǎn)擊“等徑”中“控制參數(shù)”進(jìn)入如下界面：界面說明： 在此界面中，需要設(shè)置直徑控制器和溫度控制器PID參數(shù)，并且使能等徑過程中的參數(shù)：1.直徑控制器：Pn=0.6，In=40,Dn=0.8,Dk=60,Md=1.20,Ti=1.0S。2.溫度控制器：Pn=2.0，In=10,Ti=3.0。3.等徑參數(shù)：A．等徑長度：設(shè)定本次投料所生長晶體的長度,當(dāng)晶體長度達(dá)到此設(shè)定時,系統(tǒng)自動進(jìn)入收尾過程;B．MAX/MIN：設(shè)定等徑控制時最大和最小晶升速度，保護(hù)晶體生長；C．等徑功能使能：如上圖，在等徑時，一般要求溫校速率，晶升速度，直徑修正，CL/SL堝跟比，直徑，溫度都需要使能燈為綠色。4．LENGTHDPD和LENGTHTPD：直徑控制器和溫度控制器的分段PID參數(shù)。在直徑控制器和溫度控制器中PN的參數(shù)是可以變化的，需要設(shè)定分段PID的參數(shù)，使PN在不同的長度和溫度區(qū)間內(nèi)自動變化，以有效調(diào)整晶體的直徑。點(diǎn)擊“收尾”進(jìn)入如下界面：界面說明： 在此界面中，需要設(shè)置收尾過程中溫校速率和晶升速度的參數(shù)：1.晶升長度：控制曲線總共可以分為10段，且長度隨每段的設(shè)定長度不斷累加。2.溫校速率，晶升速度等：當(dāng)系統(tǒng)控制投入自動后，溫校速率，晶升速度的值將隨晶體長度的不斷增加而不斷累加，控制爐內(nèi)熱場溫度和晶升拉速相應(yīng)變化。3.收尾功能使能：如上圖，在收尾時，一般要求溫校速率，晶升速度，CL/SL堝跟比，收尾狀態(tài)都需要使能燈為綠色。點(diǎn)擊“冷卻”進(jìn)入如下界面：界面說明： 在此界面中，需要設(shè)置冷卻過程中的參數(shù)：1.控制曲線總共可以分為5段，且只有時間是不斷累加的。2.當(dāng)系統(tǒng)控制投入收尾控制后，需要將加熱OP設(shè)定值不斷減小，主室開度和氬氣流量開度也做相應(yīng)變化設(shè)定。點(diǎn)擊“參數(shù)設(shè)定1/2”進(jìn)入如下界面：界面說明： 在此界面中，需要設(shè)置報警系統(tǒng)的參數(shù)：1.報警系統(tǒng)中有五項參數(shù)（晶升報警，堝升報警，晶轉(zhuǎn)報警，堝轉(zhuǎn)報警，直徑報警，真空報警）的偏差值可以自行設(shè)定上下限位（即允許范圍內(nèi)最大值和最小值）。在等徑過程中，如果超出限位設(shè)定值則自動報警。綠色狀態(tài)指示燈亮啟動該報警。2.SGDM01通訊報警和水溫報警：必須時刻處于開啟狀態(tài)，以監(jiān)控系統(tǒng)處于正常狀態(tài)。3.電流過低報警和加熱器R報警：需加熱啟動后且電流值超過400A后開啟，加熱啟動關(guān)閉后手動關(guān)閉報警。4.溫度參數(shù)SV設(shè)定：熱偶測取光顯示系數(shù)。二．晶體生長控制器界面（CGCF2）按【CGCF2】鍵進(jìn)入晶體生長控制器界面。該界面顯示晶體生長過程中的晶體生長控制器參數(shù)及控制器操作界面。完成晶體生長控制的自動/手動狀態(tài)切換、控制器參數(shù)設(shè)定等操作過程?！綜GCF2】根據(jù)不同的操作過程有四個不同的操作界面，分別是細(xì)頸，放肩，收肩，等徑。界面說明：界面的中間是系統(tǒng)的運(yùn)行參數(shù)，共三列，其功能分別是：左列：從上到下分別是系統(tǒng)報警，晶轉(zhuǎn)速度SR（rpm），堝轉(zhuǎn)速度CR（rpm），晶升速度SL(mm/m)，堝升速度CL(mm/m)，堝跟比CL/SL比例參數(shù)，起始長度?！跋到y(tǒng)報警”為晶體生長系統(tǒng)運(yùn)行過程中的所有報警顯示。報警時紅色狀態(tài)指示燈亮?！皥甯菴L/SL”：晶升速度和堝升速度的比例系數(shù)。當(dāng)進(jìn)入自動控制后堝升速度隨著晶升速度變化而變化，以保證生長液面處于相對靜止?fàn)顟B(tài)。（堝升速度=晶升速度*堝跟比CL/SL）通過操作SW可改變指示燈狀態(tài)：SW指示燈亮，堝跟比CL/SL進(jìn)入自動控制狀態(tài)，熄滅則退出自動控制狀態(tài)?！捌鹗奸L度”：若2次或2次以上成晶，需要設(shè)置起始長度為已成晶晶體總長度，此時CL/SL、溫校速率、晶升速率等隨晶體長度增加而線性變化。中間列：晶體生長控制器參數(shù)及操作畫面和控制器實時曲線。包括：1.細(xì)頸：該界面用于描述控制器自動細(xì)頸控制狀態(tài)。2.放肩：該界面用于描述控制器自動放肩控制狀態(tài)。3.收肩：該界面用于描述控制器自動收肩控制狀態(tài)。4.等徑：該界面用于描述控制器自動控制狀態(tài)：直徑控制器，溫度控制器，控制器實時曲線?！翱刂破魇鼓堋本G色狀態(tài)指示燈亮，該控制器處于自動控制狀態(tài)。熄滅則手動控制?！爸睆狡詈途睢北硎咀詣涌刂茽顟B(tài)下的當(dāng)前偏差值?！爸睆健北硎咀詣涌刂茽顟B(tài)下的當(dāng)前直徑?！爸睆絊P”為自動控制狀態(tài)下的直徑目標(biāo)給定值，當(dāng)該控制器投入自動控制狀態(tài)時，直徑SP給定為當(dāng)前直徑?！熬齋P（mm/min）和SL控制（mm/min）”為自動控制狀態(tài)下的晶升目標(biāo)給定值。“溫校速率（μv/min)”表示單位時間（每分鐘）的溫?？刂戚敵??！皽匦？刂痞蘭”表示該控制器投入自動控制后的溫校速率變化總和?！翱刂破鲗崟r曲線”中可觀察直徑偏差，晶升偏差，溫校速率的狀態(tài)?？刂破鲗崟r曲線橫坐標(biāo)為時間，縱坐標(biāo)為比例。曲線與字體顏色一致。右列：由上至下分別是系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)，氬氣閥門開度，主室閥門開度，主室副室真空指示，加熱電壓，加熱電流，加熱功率。界面中的綠色狀態(tài)指示燈表示系統(tǒng)進(jìn)入自動狀態(tài)后，該操作也處于自動控制狀態(tài)。界面中的黃色字體內(nèi)容均為系統(tǒng)各狀態(tài)的計算機(jī)顯示，不可改動。三．晶體生長速度系統(tǒng)界面（速度系統(tǒng)F3）按【速度系統(tǒng)F3】鍵進(jìn)入晶體生長速度系統(tǒng)界面。該界面完成晶體生長過程中的晶升、晶轉(zhuǎn)、堝升、堝轉(zhuǎn)速度系統(tǒng)的參數(shù)顯示及參數(shù)設(shè)置，并完成速度系統(tǒng)的供電、速度給定等操作過程。界面說明：界面的中間部分為速度系統(tǒng)參數(shù)顯示，參數(shù)設(shè)置及操作按鍵。該界面主要用于描述系統(tǒng)速度狀態(tài)：晶升晶轉(zhuǎn)系統(tǒng)，堝升堝轉(zhuǎn)系統(tǒng)，速度系統(tǒng)實時曲線。“晶升晶轉(zhuǎn)系統(tǒng)和堝升堝轉(zhuǎn)系統(tǒng)”包括：電源開啟狀態(tài)，速度給定顯示狀態(tài)，旋轉(zhuǎn)方向狀態(tài)，上下限位狀態(tài)，快升降狀態(tài)和設(shè)置參數(shù)。狀態(tài)指示燈亮表示開啟該狀態(tài)。以上各個狀態(tài)均可通過該操作按鍵改變?！八俣认到y(tǒng)實時曲線”可觀察晶升速度，堝升速度，晶轉(zhuǎn)速度，堝轉(zhuǎn)速度的狀態(tài)。速度系統(tǒng)實時曲線橫坐標(biāo)為時間，縱坐標(biāo)為比例。曲線與字體顏色一致。點(diǎn)擊晶升晶轉(zhuǎn)系統(tǒng)的“參數(shù)設(shè)置”進(jìn)入如下界面：界面說明：該界面為晶升晶轉(zhuǎn)系統(tǒng)的“設(shè)置參數(shù)”界面。在此界面中，需要設(shè)置晶升顯示系數(shù)，晶轉(zhuǎn)顯示系數(shù)，晶升快速比例。晶升晶轉(zhuǎn)參數(shù)自上到下分別為晶升顯示系數(shù)，晶轉(zhuǎn)顯示系數(shù)，晶轉(zhuǎn)自測反饋，晶升平均速度，晶升快速比例?！熬禂?shù)”為晶升速度計算機(jī)顯示的比例系數(shù)?！熬мD(zhuǎn)顯示系數(shù)”為晶轉(zhuǎn)速度計算機(jī)顯示的比例系數(shù)。晶升系數(shù)，晶轉(zhuǎn)顯示系數(shù)默認(rèn)值為出廠設(shè)置，不需改動?！熬焖佟睘榫焖匐姍C(jī)快升快降的控制輸出比例。晶升快速比例出于保護(hù)電機(jī)的考慮同時又不影響速度，建議設(shè)置為80%且不能為零?！熬мD(zhuǎn)自測反饋和晶升平均速度”為實際速度自測反饋顯示，不可更改（黃色字體）。點(diǎn)擊堝升堝轉(zhuǎn)系統(tǒng)的“參數(shù)設(shè)置”進(jìn)入如下界面：界面說明：該界面為堝升堝轉(zhuǎn)系統(tǒng)的“設(shè)置參數(shù)”界面，在此界面中，需要設(shè)置堝升顯示系數(shù)，堝轉(zhuǎn)顯示系數(shù)，堝升快速比例。堝升堝轉(zhuǎn)參數(shù)自上到下分別為堝升顯示系數(shù)，堝轉(zhuǎn)顯示系數(shù)，堝轉(zhuǎn)自測反饋，堝升平均速度，堝升快速比例。“堝升系數(shù)”為堝升速度計算機(jī)顯示的比例系數(shù)?！皥遛D(zhuǎn)顯示系數(shù)”為堝轉(zhuǎn)速度計算機(jī)顯示的比例系數(shù)。堝升系數(shù)，堝轉(zhuǎn)顯示系數(shù)默認(rèn)值為出廠設(shè)置，不需改動?！皥迳焖佟睘閳迳焖匐姍C(jī)快升快降的控制輸出比例。堝升快速比例出于保護(hù)電機(jī)的考慮同時又不影響速度，建議設(shè)置為80%且不能為零?！皥遛D(zhuǎn)自測反饋和堝升平均速度”為實際速度自測反饋顯示，不可更改（黃色字體）。晶體生長溫度系統(tǒng)界面（溫度系統(tǒng)F4）按【溫度系統(tǒng)F4】鍵進(jìn)入晶體生長溫度系統(tǒng)界面。該界面完成晶體生長過程中的加熱溫度系統(tǒng)的參數(shù)顯示及參數(shù)設(shè)置，并顯示與加熱溫度有關(guān)的報警參界面說明：界面的中間部分為溫度系統(tǒng)參數(shù)顯示，參數(shù)設(shè)置及操作按鍵。該界面主要用于電源柜（又稱功率柜）的控制輸出及相關(guān)報警和參數(shù)設(shè)置：溫度控制器，加熱系統(tǒng)報警，加熱器電阻和溫度系統(tǒng)實時曲線。“溫度控制器”的功能：1.系統(tǒng)進(jìn)入自動狀態(tài)前，控制電源柜的功率輸出。（通過“+，-”鍵調(diào)節(jié)，或直接鍵入數(shù)字鍵盤調(diào)節(jié)）。2.系統(tǒng)進(jìn)入自動狀態(tài)后，調(diào)節(jié)爐內(nèi)晶體生長溫度。（通過“+，-”鍵調(diào)節(jié)，或直接鍵入數(shù)字鍵盤調(diào)節(jié)）。溫度控制器的顯示部分有OP加熱溫度控制輸出，SP溫度給定信號，SV溫度反饋信號。“AUTO”為溫度控制器的手動/自動切換操作，綠色指示燈亮為自動溫度控制狀態(tài)，熄滅為手動控制狀態(tài)。“+，-”操作作用：1.投入自動控制前，調(diào)節(jié)OP加熱溫度控制輸出狀態(tài)。2.投入自動控制后，調(diào)節(jié)SP溫度給定信號狀態(tài)。SV為實際溫度信號顯示值，不可改變。加熱啟動前，應(yīng)確定兩點(diǎn)，否則會導(dǎo)致“加熱系統(tǒng)故障報警”：1.爐體水壓超過水壓上限位，水壓觸點(diǎn)1指示燈亮。2.電源柜內(nèi)控制電源供電正常，觸發(fā)板啟動正常?！凹訜崞麟娮鑂”為加熱器當(dāng)前實際電阻，建議設(shè)置當(dāng)前電阻的+/-0.006為加熱器限位范圍，超出范圍自動報警：1.如果加熱器電阻低于下限位MIN，則由于打火造成。2.如果加熱器電阻高于上限位MAX，可能由于加熱