和結(jié)構(gòu)化文本(Structured Text，全文簡稱ST)語言進行編程完成對整個晶體生長過程的自動控制。其中，開關量邏輯控制相關的程序，比如說高速脈沖的輸出、快速提拉的設置、上下限位開關信號的讀取、遙控提拉和下降信號的讀取、串口的設置等等都使用梯形圖語言進行編程；涉及到復雜的計算過程的程序，比如說晶體的理論重量計算、PID控制算法的實現(xiàn)等等，這些算法涉及到大量浮點數(shù)的乘除和三角函數(shù)運算，采用ST語言進行編程。
[0046]如圖1所示，本實用新型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。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。本技術(shù)方案通過采用控制模塊的高速脈沖輸出對提拉電機和旋轉(zhuǎn)電機進行控制，可以獲得高精度，同時可以實現(xiàn)電機轉(zhuǎn)速的連續(xù)調(diào)節(jié)。
[0047]本實用新型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，由控制模塊輸出脈沖給第一電機驅(qū)動器，來控制提拉電機的轉(zhuǎn)速。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，由控制模塊輸出脈沖給第二電機驅(qū)動器，來控制旋轉(zhuǎn)電機的轉(zhuǎn)速。通過采用雙脈沖工作方式，同時配合減速電機，可以達到均勻而緩慢的提拉速度，且可以獲得很小而穩(wěn)定的旋轉(zhuǎn)速度。
[0048]本實用新型所述提拉電機及旋轉(zhuǎn)電機均采用五相步進電機。五相步進電機具有高穩(wěn)定性、高效率的特點。
[0049]本實用新型所述全數(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)測到的異常情況，上位機對異常情況進行報警和記錄。通過設置安全監(jiān)控模塊，可以實時發(fā)現(xiàn)控制系統(tǒng)的異常，以便及時的采取措施。
[0050]本實用新型稱重模塊采用高精度的數(shù)字稱，誤差為±0.lg。稱重模塊采用連續(xù)的模式以RS485通信方式將稱重信號傳遞給控制模塊，稱重模塊自帶的濾波器可以去除噪聲的影響，控制模塊對獲取的數(shù)據(jù)幀進行解析和校驗，獲取稱重信號。
[0051]本實用新型采用高精度的中頻加熱模塊，最小精度為lw?？刂颇K通過RS232接口和中頻加熱模塊通信，按照中頻加熱模塊的通信協(xié)議，將功率信號封裝成幀，傳輸給中頻加熱模塊，達到控制功率的作用。
[0052]本實用新型上位機軟件采用C++語言進行編程，可以對晶體生長的數(shù)據(jù)參數(shù)進行實時的波形顯示，可以查看以前的數(shù)據(jù)記錄，可以對數(shù)據(jù)參數(shù)進行存儲，可以對異常情況進行報警和處理，可以設置升溫和降溫曲線等等。
[0053]本實用新型當上位機電腦死機或者上位機軟件崩潰時，不影響控制模塊對晶體生長的控制。重啟電腦，可以從控制模塊中恢復現(xiàn)場，繼續(xù)對生長過程進行監(jiān)測。
【主權(quán)項】
1.一種全數(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，其特征在于: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。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的全數(shù)字化集散型閃爍晶體提拉爐控制系統(tǒng)，其特征在于: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。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的全數(shù)字化集散型閃爍晶體提拉爐控制系統(tǒng)，其特征在于: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)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的全數(shù)字化集散型閃爍晶體提拉爐控制系統(tǒng)，其特征在于: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。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的全數(shù)字化集散型閃爍晶體提拉爐控制系統(tǒng)，其特征在于:所述控制模塊以數(shù)字信號的方式與上位機電腦通信。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的全數(shù)字化集散型閃爍晶體提拉爐控制系統(tǒng)，其特征在于: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。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的全數(shù)字化集散型閃爍晶體提拉爐控制系統(tǒng)，其特征在于: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。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的全數(shù)字化集散型閃爍晶體提拉爐控制系統(tǒng)，其特征在于: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。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的全數(shù)字化集散型閃爍晶體提拉爐控制系統(tǒng)，其特征在于:所述提拉電機采用五相步進電機。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的全數(shù)字化集散型閃爍晶體提拉爐控制系統(tǒng)，其特征在于: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。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的全數(shù)字化集散型閃爍晶體提拉爐控制系統(tǒng)，其特征在于: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。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的全數(shù)字化集散型閃爍晶體提拉爐控制系統(tǒng)，其特征在于:所述旋轉(zhuǎn)電機采用五相步進電機。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的全數(shù)字化集散型閃爍晶體提拉爐控制系統(tǒng)，其特征在于: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。
【專利摘要】一種全數(shù)字化集散型閃爍晶體提拉爐控制系統(tǒng)，其包括上位機電腦、中頻加熱模塊、稱重模塊及晶體生長控制模塊，控制模塊與稱重模塊進行通信以獲取稱重信號，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(shù)，控制模塊與上位機電腦進行通信以上傳監(jiān)測信號和接收操作命令，所有通信均采用數(shù)字化方式，大大提高了系統(tǒng)的控制精度。本實用新型系統(tǒng)采用集散型控制系統(tǒng)的思想進行設計，控制模塊和上位機電腦在功能上相互獨立，使得晶體生長控制可以脫離上位機電腦的軟件正常進行，避免了上位機電腦故障帶來的隱患，同時可以用一臺上位機電腦與多個下位機控制模塊聯(lián)接，從而對晶體生長的監(jiān)控更為集中，大大減低設備和人力成本。
【IPC分類】G05B19-418
【公開號】CN204270124
【申請?zhí)枴緾N201420744742
【發(fā)明人】鄭睿, 肖鵬, 林立, 謝慶國
【申請人】蘇州瑞派寧科技有限公司
【公開日】2015年4月15日
【申請日】2014年12月2日