[發(fā)明專利]一種基于平推流反應(yīng)動力模型的等溫化學(xué)氣相滲透PLC-IPC控制系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310637551.4
• 申請日: 2013-11-27
• 公開（公告）號: CN103744302A
• 公開（公告）日: 2014-04-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張丹;李愛軍;白瑞成;戚景贊;張家寶;任慕蘇;孫晉良
• 申請（專利權(quán)）人: 上海大學(xué);李愛軍
• 主分類號: G05B19/04
• 分類號: G05B19/04
• 代理公司: 上海宏威知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31250
• 代理人: 金利琴

1.一種基于平推流反應(yīng)動力模型的等溫化學(xué)氣相滲透PLC-IPC控制系統(tǒng)，包括工控機(jī)IPC、與工控機(jī)IPC進(jìn)行通訊的PLC控制器、真空隔膜泵、加熱單元、流量閥,以及流量、壓力和溫度傳感器和I/O接口，其特征在于：工控機(jī)IPC包括HMI、有效滯留時間計(jì)算單元和流量計(jì)算單元，該P(yáng)LC控制器分別包括控制三個控制回路，為壓力控制回路、溫度控制回路和流量控制回路，該壓力控制回路為氣體依次經(jīng)過第一進(jìn)氣閥、壓力傳感器、壓力控制器、真空隔膜泵、ICVI反應(yīng)器再回到該第一進(jìn)氣閥而構(gòu)成，該溫度控制回路為氣體依次經(jīng)過第二進(jìn)氣閥、溫度傳感器、溫度控制器、加熱單元、ICVI反應(yīng)器再回到第二進(jìn)氣閥而構(gòu)成，該流量控制回路為氣體依次經(jīng)過流量傳感器、第三進(jìn)氣閥、流量控制器、流量閥、ICVI反應(yīng)器再回到第三進(jìn)氣閥所構(gòu)成；工控機(jī)IPC按照用戶對有效滯留時間的設(shè)定值，給出質(zhì)量流量的期望值，并發(fā)送給流量控制器。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制系統(tǒng)，其特征在于：所述有效滯留時間計(jì)算單元是一個運(yùn)行在IPC上的XAE工程的TcCOM組件，它包含平推流反應(yīng)動力模型和一個PI控制算法，能夠按照所述HMI預(yù)設(shè)的參數(shù)和實(shí)測的壓力與溫度，計(jì)算出在等溫段的有效滯留時間。

3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的控制系統(tǒng)，其特征在于：所述的流量計(jì)算單元是另一個TcCOM組件，它采用MATLAB的查表模塊，按照給定沉積工藝條件下不同前驅(qū)體在反應(yīng)器內(nèi)的有效滯留時間與其在標(biāo)準(zhǔn)狀況下前驅(qū)體體積空速的關(guān)系，計(jì)算質(zhì)量流量的修正值。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的控制系統(tǒng)，其特征在于：所述的壓力、溫度和流量控制回路集中在一個PLC控制器上完成，用于實(shí)現(xiàn)上述ICVI反應(yīng)器內(nèi)的氣相前驅(qū)體在等溫段的壓力、溫度和有效滯留時間進(jìn)行控制。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的控制系統(tǒng)，其特征在于：所述工控機(jī)IPC與PLC控制器之間采用TCP/IP或RS232通訊方式。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的控制系統(tǒng),其特征在于:所述I/O接口通過EtherCAT總線與主CPU進(jìn)行通訊。