80C,196KC 单晶电炉控制系统
新闻分类: 技术资讯 浏览:2339 日期:2011/11/26
而等径控制是单晶炉自动控制的核心。单晶直径在生长过程中可受到温度、提拉速度与转速、坩埚跟踪速度与转速、保护气体的流速与温度等因素的影响。初始化主要完成热控制系统各部件的初始化和自检。
在忽略一些干扰因素影响情况下,单晶等径生长主要受温度和拉速影响。 80C196KC:片内集成的众多系统级功能单元为控制系统的开发提供了很大的便利。存储模块由三部门组成:RAM,为程序运行时中间变量和局部变量存储使用;ROM,为固化的程序和数据存储使用;带看门狗的串行EEPORM为芯片X5043,一方面存储重要的工艺曲线数据和PID控制算法参数,另一方面为防止程序死机,X5043具有看门狗功能,并且当程序死机重启时,X5043还保留有实时的工艺过程状态数据。 上位机监控程序基于VB6.O环境开发。 2个PWM(脉宽调制)输出;一个外设事务服务器PTS,大大降低了间断服务的开销;2个定时器可以由外部提供时钟;可对所有HSO引脚同时寻址;10位的A/D转换器。增量式PID算法的输出量为 △Un=Kp[(en-en-1)+(T/Ti)en+(Td/T)(en-2en-1+en-2)]式中:en、en-1、en-2分别为第n次、n-1次和n-2次的偏差值,Kp、Ti、Td分别为比例系数、积分系数和微分系数,T为采样周期。用户可通过上位机程序完成工艺参数设定工艺数据保留和工艺过程监控等功能。箱式电炉键盘扫描和控制算法等子程序利用80C196KC丰硕的间断资源,在外部间断和定时器溢出间断子程序中完成上述工作。每个单元都包括各自独立的数据采集、PID控制模块、参数设置、工艺曲线设置、电路控制输出、与上位机串行通讯等模块。
系统采用基于增量式PID算法的控制方法,即拉速控径单元的拉速控制量和温度控径单元的升温速率量由增量式PID算法求得。单片机等径控制程序流程如图3所示。使用微软公司提供的MsComm控件有效地避免了直接调用Win32API造成的编程啰嗦等弊端,以较少代码量实现本系统要求的全双工步通讯。 LCD模块为液晶驱动芯片sed13350驱动320*240的:DMF5008l的LCD。当熔体温度升高时,晶体直径变小,反之当熔体温度下降时,晶体直径变大,因此,晶体直径的自动控制就是通过控制晶升速度和加热器温度而实现。 温度校正主要是用来补偿因单晶长度改变而引起固液接壤面热稳态发生变化的,管式电炉在温度校正控制单元中,输入偏差信号是由晶升测速机测得的拉速与温校曲线的设定拉速比拟较产生的,再由PID算法得到温度校正升温速率输出值,改变炉温达到控径的目的,同时也限制了拉速的大范围波动与变化。本文从硬件和软件设计方面先容了以80CI96单片机作为核心部件的单晶炉等径生长控制系统,此系统有效地实现了单晶炉的等径控制。
单片机每隔固定时间T将现场采集信号与用户设定目标温度的差值带入增量式PID算法公式,由公式输出量决定拉速控径单元的拉速控制量和温度控径单元的升温速率量,后续放大电路根据这两数值决定电机转速和加热功率。 DA模块采用四路的DAC7615,以便控制系统功能扩充。
直拉式单晶电炉是以直拉法从熔化的多晶硅熔液中生长硅单晶的电子专用设备。
系统程序由初始化程序、AD采样子程序、键盘扫描子程序、PID控制子程序和间断子程序等部门组成。在拉速控径单元中,直径丈量模块以模拟电压形式将现场直径量传至单片机;单片机通过自身集成的A/D转换器将模拟电压转化为控制系统可用的数字量;单片机结合现场采集的直径与用户设定的目标直径,按照已经编程固化的增量式PID控制算法计算出实时控制量;以此控制量通过DA电路和功放电路改变输出驱动直流电机,调节拉速与埚升速度,使直径逐步不乱于用户设定的目标值。 上一篇: 业炉和冷加工设备的主要区别有哪些 下一篇: 专家详细解说钢材的种类类型
|