[發(fā)明專利]用可編程控制器的擴(kuò)散爐控制系統(tǒng)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201711274773.9
• 申請日: 2017-12-06
• 公開（公告）號(hào): CN109883215A
• 公開（公告）日: 2019-06-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 苗洪敏
• 申請（專利權(quán)）人: 苗洪敏
• 主分類號(hào): F27D19/00
• 分類號(hào): F27D19/00
• 代理公司: 揚(yáng)州蘇中專利事務(wù)所(普通合伙) 32222
• 代理人: 沈志海

用可編程控制器的擴(kuò)散爐控制系統(tǒng)，屬于半導(dǎo)體制造設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，采用可編程控制器PLC作為核心元件的擴(kuò)散爐溫度控制、氣體流量控制系統(tǒng)以及工藝要求的各種連鎖控制的主要元部件；并且選取擴(kuò)散爐控制的人機(jī)對話界面用于輸入與顯示；溫度控制的精度和溫度的穩(wěn)定性和進(jìn)入爐體內(nèi)的各種氣體流量的控制精度和穩(wěn)定性比起原有的擴(kuò)散爐控制系統(tǒng)有較大幅度提高，控制功能多樣且操作方便，爐體的溫度、氣路狀態(tài)顯示明確清晰。本發(fā)明工作原理清晰，控制功能多樣且操作方便，爐體的溫度、氣路狀態(tài)顯示更為明確清晰，進(jìn)一步滿足了半導(dǎo)體制造業(yè)擴(kuò)散工藝的要求。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于半導(dǎo)體制造設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種擴(kuò)散爐控制系統(tǒng)，特別是涉及用可編程控制器的擴(kuò)散爐控制系統(tǒng)。

背景技術(shù)

近幾年我國擴(kuò)散設(shè)備的升級(jí)換代迅速發(fā)展，技術(shù)進(jìn)步速度空前，但總體來說是先進(jìn)與落后并存，總體技術(shù)水平與國際先進(jìn)水平相比還存在一些差距，特別是設(shè)備自動(dòng)化與局部細(xì)節(jié)方面。目前我國光伏電池裝備市場上共有各類擴(kuò)散設(shè)備800多管，其中85%左右以處理125mm×125mm電池片為主兼容156mm×156mm電池片，這其中又有90%以上為微機(jī)自動(dòng)控制設(shè)備，只有不到10%為手動(dòng)或PLC半自動(dòng)產(chǎn)品。國內(nèi)生產(chǎn)的擴(kuò)散爐在使用過程中存在溫度控制穩(wěn)定性差、氣路定量控制不準(zhǔn)、不能存儲(chǔ)工藝程序等諸多問題，造成了制品參數(shù)在一定程度上的發(fā)散，不能滿足生產(chǎn)工藝要求。為此，很多企業(yè)中使用的擴(kuò)散爐基本上都是從國外進(jìn)口的設(shè)備，但這些進(jìn)口擴(kuò)散爐價(jià)格高昂，增加了企業(yè)的生產(chǎn)成本。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明針對上述擴(kuò)散爐控制系統(tǒng)存在的不足，提出用可編程控制器的擴(kuò)散爐控制系統(tǒng)，通過增設(shè)可編程控制器來進(jìn)行溫度和氣路質(zhì)量的控制與檢測，進(jìn)一步滿足半導(dǎo)體制造業(yè)擴(kuò)散工藝的要求。

本發(fā)明的技術(shù)方案是：用可編程控制器的擴(kuò)散爐控制系統(tǒng)，其特征在于：采用可編程控制器PLC作為核心元件的擴(kuò)散爐溫度控制、氣體流量控制系統(tǒng)以及工藝要求的各種連鎖控制的主要元部件；并且選取擴(kuò)散爐控制的人機(jī)對話界面用于輸入與顯示；溫度控制的精度和溫度的穩(wěn)定性和進(jìn)入爐體內(nèi)的各種氣體流量的控制精度和穩(wěn)定性比起原有的擴(kuò)散爐控制系統(tǒng)有較大幅度提高，控制功能多樣且操作方便，爐體的溫度、氣路狀態(tài)顯示明確清晰。

所述可編程控制器PLC選用德國產(chǎn)的西門子S7-200 CPU216、EM231及EM232作為系統(tǒng)的智能控制核心單元，負(fù)責(zé)系統(tǒng)的工藝運(yùn)行控制，溫度檢測，故障檢測，超溫報(bào)警，溫控儀參數(shù)設(shè)定，氣路質(zhì)量流量計(jì)控制，氣路故障檢測，工藝要求的各種的聯(lián)鎖控制，實(shí)時(shí)報(bào)警等。

所述的穩(wěn)定性是采用日本SHIMADEN產(chǎn)的溫度控制儀表SR23，透過數(shù)字通訊接口與控制核心進(jìn)行實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)交換，有效消除了導(dǎo)線傳輸模擬信號(hào)的衰減，SR23本身就是一個(gè)智能控制器，具有智能PID算法，在PLC的控制之下輸出4～20mA電流信號(hào)驅(qū)動(dòng)功率驅(qū)動(dòng)板，因?yàn)殡娏餍盘?hào)傳輸沒有損耗，所以對爐溫能實(shí)現(xiàn)精確穩(wěn)定的溫度控制。

所述氣體流量控制系統(tǒng)控制通過PLC的模擬量控制，進(jìn)行氫氣和大流量氧氣質(zhì)量流量控制器的設(shè)定和氣路的實(shí)時(shí)檢測反饋，通過PLC的自由口通訊實(shí)現(xiàn)氮?dú)夂托×髁垦鯕赓|(zhì)量流量控制器的設(shè)定及氣路和實(shí)時(shí)檢測反饋，操作人員通過觸摸屏可設(shè)定流量大小并查看實(shí)際流量。

本發(fā)明的有益效果為：本發(fā)明提出的用可編程控制器的擴(kuò)散爐控制系統(tǒng)，系工作原理清晰，采用可編程控制器PLC作為核心元件的擴(kuò)散爐溫度控制、氣體流量控制系統(tǒng)以及工藝要求的各種連鎖控制的主要元部件；控制功能多樣且操作方便，爐體的溫度、氣路狀態(tài)顯示更為明確清晰，進(jìn)一步滿足了半導(dǎo)體制造業(yè)擴(kuò)散工藝的要求。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明：