[發明專利]全數字化集散型閃爍晶體提拉爐控制系統

在審

• 申請號: 201410720717.3
• 申請日: 2014-12-02
• 公開（公告）號: CN105717878A
• 公開（公告）日: 2016-06-29
• 發明（設計）人: 鄭睿;肖鵬;林立;謝慶國
• 申請（專利權）人: 蘇州瑞派寧科技有限公司
• 主分類號: G05B19/418
• 分類號: G05B19/418
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及閃爍晶體提拉爐領域，尤其涉及一種全數字化集散型閃爍晶體提拉爐控制系統。

背景技術

提拉法又稱丘克拉斯基法，是丘克拉斯基(J.Czochralski)在1917年發明的從熔體中提拉生長高質量單晶的方法。為了實現定型的晶體生長，必須對生長過程中晶體的直徑進行控制。

無機閃爍晶體LYSO、YSO等廣泛運用于輻射探測、大型核醫學成像設備領域。目前國內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，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一臺上位機電腦，當擁有大量的提拉爐同時進行生產的時候，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備成本。

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中，由于中頻的存在，干擾較大。

因此，針對上述技術問題，有必要提供一種新型結構的全數字化集散型閃爍晶體提拉爐控制系統，以克服現有技術中閃爍晶體提拉爐控制系統的缺陷。

發明內容

有鑒于此，本發明的目的在于提供一種全數字化集散型閃爍晶體提拉爐控制系統，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。

為實現上述目的，本發明提供：一種全數字化集散型閃爍晶體提拉爐控制系統，其包括執行模塊及上位機，所述執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、控制晶體旋轉速度的晶體旋轉模塊及對生長爐內晶體重量進行測量的稱重模塊，所述全數字化集散型閃爍晶體提拉爐控制系統還包括控制晶體生長及各模塊運轉的控制模塊，所述控制模塊與上位機及執行模塊分別進行通信連接，所述上位機用于進行生長參數設置和實時監測，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置功率值和讀取中頻參數，所述控制模塊與上位機電腦通信以上傳監測信號和接收操作命令，所述控制模塊包括可編程控制器。

上述的一種全數字化集散型閃爍晶體提拉爐控制系統，優選地，所述全數字化集散型閃爍晶體提拉爐控制系統包括對控制模塊進行供電的不間斷電源。

上述的一種全數字化集散型閃爍晶體提拉爐控制系統，優選地，所述控制模塊控制過程中以數字信號的方式傳輸稱重模塊獲取的稱重數據。

上述的一種全數字化集散型閃爍晶體提拉爐控制系統，優選地，采用PID控制方式對中頻加熱模塊的功率進行控制，所述控制模塊以數字信號的方式傳輸中頻加熱模塊的功率控制信號。

上述的一種全數字化集散型閃爍晶體提拉爐控制系統，優選地，所述控制模塊以數字信號的方式與上位機電腦通信。

上述的一種全數字化集散型閃爍晶體提拉爐控制系統，優選地，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。

上述的一種全數字化集散型閃爍晶體提拉爐控制系統，優選地，所述晶體提拉模塊包括第一電機驅動器和與第一電機驅動器連接的提拉電機，所述提拉電機的轉速采用控制模塊的高速脈沖輸出進行控制。

上述的一種全數字化集散型閃爍晶體提拉爐控制系統，優選地，所述晶體提拉模塊包括與提拉電機配合的減速電機，所述第一電機驅動器采用雙脈沖工作方式。

上述的一種全數字化集散型閃爍晶體提拉爐控制系統，優選地，所述提拉電機采用五相步進電機。

上述的一種全數字化集散型閃爍晶體提拉爐控制系統，優選地，所述晶體旋轉模塊包括第二電機驅動器和與第二電機驅動器連接的旋轉電機，所述旋轉電機的轉速采用控制模塊的高速脈沖輸出進行控制。

上述的一種全數字化集散型閃爍晶體提拉爐控制系統，優選地，所述晶體旋轉模塊包括與旋轉電機配合的減速電機，所述第二電機驅動器采用雙脈沖工作方式。

上述的一種全數字化集散型閃爍晶體提拉爐控制系統，優選地，所述旋轉電機采用五相步進電機。

上述的一種全數字化集散型閃爍晶體提拉爐控制系統，優選地，所述全數字化集散型閃爍晶體提拉爐控制系統還包括安全監控模塊，所述安全監控模塊通過上位機顯示其監控到的異常情況，上位機對異常情況進行報警和記錄。

以上技術方案相對于現有技術具有如下優點：