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      全數(shù)字化集散型閃爍晶體提拉爐控制系統(tǒng)的制作方法

      文檔序號:8562896閱讀:667來源:國知局
      全數(shù)字化集散型閃爍晶體提拉爐控制系統(tǒng)的制作方法
      【技術(shù)領(lǐng)域】
      [0001]本實用新型涉及閃爍晶體提拉爐領(lǐng)域,尤其涉及一種全數(shù)字化集散型閃爍晶體提拉爐控制系統(tǒng)。
      【背景技術(shù)】
      [0002]提拉法又稱丘克拉斯基法,是丘克拉斯基(J.Czochralski)在1917年實用新型的從熔體中提拉生長高質(zhì)量單晶的方法。為了實現(xiàn)定型的晶體生長,必須對生長過程中晶體的直徑進行控制。
      [0003]無機閃爍晶體LYS0、YS0等廣泛運用于輻射探測、大型核醫(yī)學成像設(shè)備領(lǐng)域。目前國內(nèi)的閃爍晶體提拉爐一般采用基于上位機電腦和溫控表的控制系統(tǒng),晶體的生長控制必須依靠上位機電腦的軟件。由于晶體的生長周期很長,電腦死機和軟件崩潰會導致晶體的生長控制無法進行。同時這種方式將控制部分和上位機顯示操作軟件耦合在一起,一臺晶體提拉爐必須對應(yīng)一臺上位機電腦,當擁有大量的提拉爐同時進行生產(chǎn)的時候,由于顯示操作過于分散,從而不容易集中管理,也大大浪費了人力和設(shè)備成本。
      [0004]目前常見的閃爍晶體提拉爐一般采用模擬信號對溫度進行控制,比如說4_20ma的電流信號來控制中頻的功率。模擬信號很容易受到各種干擾,特別是閃爍晶體提拉爐控制系統(tǒng)中,由于中頻的存在,干擾較大。
      [0005]因此,針對上述技術(shù)問題,有必要提供一種新型結(jié)構(gòu)的全數(shù)字化集散型閃爍晶體提拉爐控制系統(tǒng),以克服現(xiàn)有技術(shù)中閃爍晶體提拉爐控制系統(tǒng)的缺陷。
      【實用新型內(nèi)容】
      [0006]有鑒于此,本實用新型的目的在于提供一種全數(shù)字化集散型閃爍晶體提拉爐控制系統(tǒng),其具有自動化程度更高、顯示操作和管理分析更加集中、抗干擾能力更強等特點。
      [0007]為實現(xiàn)上述目的,本實用新型提供:一種全數(shù)字化集散型閃爍晶體提拉爐控制系統(tǒng),其包括執(zhí)行模塊及上位機,所述執(zhí)行模塊包括控制溫度的中頻加熱模塊、控制晶體提拉速度的晶體提拉模塊、控制晶體旋轉(zhuǎn)速度的晶體旋轉(zhuǎn)模塊及對生長爐內(nèi)晶體重量進行測量的稱重模塊,所述全數(shù)字化集散型閃爍晶體提拉爐控制系統(tǒng)還包括控制晶體生長及各模塊運轉(zhuǎn)的控制模塊,所述控制模塊與上位機及執(zhí)行模塊分別進行通信連接,所述上位機用于進行生長參數(shù)設(shè)置和實時監(jiān)測,所述控制模塊與上位機在功能上相互獨立,所述控制模塊與稱重模塊通信以獲取稱重信號,所述控制模塊與中頻加熱模塊進行通信以設(shè)置功率值和讀取中頻參數(shù),所述控制模塊與上位機電腦通信以上傳監(jiān)測信號和接收操作命令,所述控制模塊包括可編程控制器。
      [0008]上述的一種全數(shù)字化集散型閃爍晶體提拉爐控制系統(tǒng),優(yōu)選地,所述全數(shù)字化集散型閃爍晶體提拉爐控制系統(tǒng)包括對控制模塊進行供電的不間斷電源。
      [0009]上述的一種全數(shù)字化集散型閃爍晶體提拉爐控制系統(tǒng),優(yōu)選地,所述控制模塊控制過程中以數(shù)字信號的方式傳輸稱重模塊獲取的稱重數(shù)據(jù)。
      [0010]上述的一種全數(shù)字化集散型閃爍晶體提拉爐控制系統(tǒng),優(yōu)選地,采用PID控制方式對中頻加熱模塊的功率進行控制,所述控制模塊以數(shù)字信號的方式傳輸中頻加熱模塊的功率控制信號。
      [0011]上述的一種全數(shù)字化集散型閃爍晶體提拉爐控制系統(tǒng),優(yōu)選地,所述控制模塊以數(shù)字信號的方式與上位機電腦通信。
      [0012]上述的一種全數(shù)字化集散型閃爍晶體提拉爐控制系統(tǒng),優(yōu)選地,所述控制模塊主要基于該可編程控制器,運用梯形圖語言和ST語言進行編程完成對整個晶體生長過程的自動控制。
      [0013]上述的一種全數(shù)字化集散型閃爍晶體提拉爐控制系統(tǒng),優(yōu)選地,所述晶體提拉模塊包括第一電機驅(qū)動器和與第一電機驅(qū)動器連接的提拉電機,所述提拉電機的轉(zhuǎn)速采用控制模塊的高速脈沖輸出進行控制。
      [0014]上述的一種全數(shù)字化集散型閃爍晶體提拉爐控制系統(tǒng),優(yōu)選地,所述晶體提拉模塊包括與提拉電機配合的減速電機,所述第一電機驅(qū)動器采用雙脈沖工作方式。
      [0015]上述的一種全數(shù)字化集散型閃爍晶體提拉爐控制系統(tǒng),優(yōu)選地,所述提拉電機采用五相步進電機。
      [0016]上述的一種全數(shù)字化集散型閃爍晶體提拉爐控制系統(tǒng),優(yōu)選地,所述晶體旋轉(zhuǎn)模塊包括第二電機驅(qū)動器和與第二電機驅(qū)動器連接的旋轉(zhuǎn)電機,所述旋轉(zhuǎn)電機的轉(zhuǎn)速采用控制模塊的高速脈沖輸出進行控制。
      [0017]上述的一種全數(shù)字化集散型閃爍晶體提拉爐控制系統(tǒng),優(yōu)選地,所述晶體旋轉(zhuǎn)模塊包括與旋轉(zhuǎn)電機配合的減速電機,所述第二電機驅(qū)動器采用雙脈沖工作方式。
      [0018]上述的一種全數(shù)字化集散型閃爍晶體提拉爐控制系統(tǒng),優(yōu)選地,所述旋轉(zhuǎn)電機采用五相步進電機。
      [0019]上述的一種全數(shù)字化集散型閃爍晶體提拉爐控制系統(tǒng),優(yōu)選地,所述全數(shù)字化集散型閃爍晶體提拉爐控制系統(tǒng)還包括安全監(jiān)控模塊,所述安全監(jiān)控模塊通過上位機顯示其監(jiān)控到的異常情況,上位機對異常情況進行報警和記錄。
      [0020]以上技術(shù)方案相對于現(xiàn)有技術(shù)具有如下優(yōu)點:
      [0021]1、本實用新型的全數(shù)字化集散型閃爍晶體提拉爐控制系統(tǒng),其包括執(zhí)行模塊及上位機,所述執(zhí)行模塊包括控制溫度的中頻加熱模塊、控制晶體提拉速度的晶體提拉模塊、控制晶體旋轉(zhuǎn)速度的晶體旋轉(zhuǎn)模塊及對生長爐內(nèi)晶體重量進行測量的稱重模塊,所述全數(shù)字化集散型閃爍晶體提拉爐控制系統(tǒng)還包括控制晶體生長及各模塊運轉(zhuǎn)的控制模塊,所述控制模塊與上位機及執(zhí)行模塊分別進行通信連接,所述上位機用于進行生長參數(shù)設(shè)置和實時監(jiān)測,所述控制模塊與上位機在功能上相互獨立,所述控制模塊與稱重模塊通信以獲取稱重信號,所述控制模塊與中頻加熱模塊進行通信以設(shè)置功率值和讀取中頻參數(shù),所述控制模塊與上位機電腦通信以上傳監(jiān)測信號和接收操作命令,所述控制模塊包括可編程控制器。本技術(shù)方案的控制系統(tǒng)采用控制模塊與上位機電腦分離的集散型控制系統(tǒng)的思想進行設(shè)計,實現(xiàn)晶體生長的控制部分和顯示操作部分在功能上相互獨立,穩(wěn)定性更強,便于集中監(jiān)視、操作和管理;系統(tǒng)的控制模塊部分基于一個可編程控制器,使得晶體的放肩、等徑、收尾步驟等生長控制都由控制模塊進行控制,可以脫離上位機軟件獨立運行,避免了電腦死機和軟件崩潰導致的生長過程中斷;通過本技術(shù)方案,可以實現(xiàn)用一臺上位機電腦與多個下位機控制模塊聯(lián)接,即用一臺上位機電腦控制多臺下位機控制模塊和相應(yīng)的閃爍晶體提拉爐,從而使得對晶體生長的操作和監(jiān)視更為集中,大大減低設(shè)備和人力成本。
      [0022]2、所述全數(shù)字化集散型閃爍晶體提拉爐控制系統(tǒng)包括對控制模塊進行供電的不間斷電源。本技術(shù)方案使得系統(tǒng)發(fā)生意外斷電的時候,保證可編程控制器還能進行異常處理。
      [0023]3、所述控制模塊控制過程中以數(shù)字信號的方式傳輸稱重模塊獲取的稱重數(shù)據(jù)。因為數(shù)字信號具有抗干擾能力強、準確性高的優(yōu)點,可以提高系統(tǒng)的控制精度。
      [0024]4、采用PID控制方式對中頻加熱模塊的功率進行控制,所述控制模塊以數(shù)字信號的方式傳輸中頻加熱模塊的功率控制信號。因為數(shù)字信號具有抗干擾能力強、準確性高的優(yōu)點,可以提高系統(tǒng)的控制精度,避免了量化誤差,而且可以達到Iw的高精度功率控制。
      [0025]5、所述控制模塊以數(shù)字信號的方式與上位機電腦通信,因為數(shù)字信號具有抗干擾能力強、準確性尚的優(yōu)點,可以提尚系統(tǒng)的通?目精度。
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