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MOCVD控制系统的优化设计

作　者: 邓方林
导　师: 过润秋
学　校: 西安电子科技大学
专　业: 控制理论与控制工程
关键词: MOCVD WinCC 监控界面
分类号: TP273.5
类　型: 硕士论文
年　份: 2008年
下　载: 29次
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内容摘要

MOCVD是制备半导体薄片单晶的一项新技术,研究和开发具有国际先进水平的MOCVD设备意义非常重大。该课题研究来源于军用电子元器件型谱攻关项目(编号：QTXDXY-0405XE0400)以及陕西省科学技术研究发展计划项目(编号：2004k05-G1)。本文主要研究了MOCVD控制系统的优化设计。针对用户的要求以及在系统实际运行中所遇到的问题,对整个控制系统尤其是上位机监控系统进行了优化设计。根据MOCVD控制系统的特点,选用西门子公司的S7-300为下位机并作为主控制系统,工业控制计算机作为上位机完成系统的监控等功能。本文的特点就是在已有的MOCVD控制系统的基础上,成功地完成了以下主要工作：为了数据整理的需要,增加了对重要数据的实时保存功能；为便于查看,数据保存格式为excel文件格式,且与配方的数据格式保持一致；根据STEP 7中数据的存储类型及寻址方式,把原来32个数字量用一个32位无符号类型的变量表示,大大提高了数字量下载速度,也减轻了系统负担；监控界面中增加了当前时间显示和下载进度显示：对画面区与操作按钮区的布局进行了适当调整,对需要互锁的按钮采取了互锁保护措施,提高了系统的安全可靠性。经过优化设计后的MOCVD系统在性能上更加稳定、完善,在运行上更加可靠,在使用上更加人工智能化。本系统现已投入材料生产运行,并实现了高质量GaN晶体薄膜材料的生长。

全文目录

摘要  3-4
Abstract  4-7
第一章绪论  7-15
  1.1 MOCVD的基本概念  7-13
    1.1.1 什么叫MOCVD  7-8
    1.1.2 MOCVD技术的特点  8-9
    1.1.3 MOCVD的设计发展  9
    1.1.4 MOCVD工作原理  9-11
    1.1.5 MOCVD系统结构  11-13
  1.2 MOCVD在我国的发展  13-14
    1.2.1 国内行业现状  13
    1.2.2 MOCVD设备的研制意义  13-14
  1.3 主要工作介绍  14-15
第二章 MOCVD系统方案定型  15-27
  2.1 工业控制自动化的现状简介  15-18
    2.1.1 工业PC  15-16
    2.1.2 集散控制系统DCS  16-17
    2.1.3 现场总线控制系统FCS  17
    2.1.4 PLC控制系统  17-18
  2.2 S7-300PLC及其编程软件STEP7简介  18-24
    2.2.1 S7-300系列PLC系统结构  18-20
    2.2.2 S7-300的CPU及电源模块  20-21
    2.2.3 S7-300的输入/输出模块  21-22
    2.2.4 I/O模块地址的确定  22-23
    2.2.5 STEP 7简介  23-24
  2.3 MOCVD控制系统的方案选择  24-27
    2.3.1 下位机选型  24
    2.3.2 上位机选型  24-27
第三章 MOCVD控制系统的设计  27-39
  3.1 MOCVD控制流程  27-29
    3.1.1 MOCVD工艺流程  27-28
    3.1.2 MOCVD控制流程  28-29
  3.2 MOCVD系统的气路及温度控制  29-31
  3.3 控制柜设计  31-32
  3.4 硬件配置和组态  32-35
    3.4.1 PLC硬件配置  32-34
    3.4.2 PLC硬件组态  34
    3.4.3 PLC与WinCC通信  34-35
  3.5 报警及故障处理  35-36
  3.6 系统保护措施  36-39
    3.6.1 系统的干扰分析  36-37
    3.6.2 系统的抗干扰措施  37-39
第四章上位机监控界面的优化设计  39-59
  4.1 监控界面的设计原则  39
  4.2 WinCC简介  39-42
    4.2.1 简介  39-40
    4.2.2 性能特点  40-41
    4.2.3 WinCC V6.0的新增功能  41-42
  4.3 监控系统的功能及实现方法  42-47
    4.3.1 主要功能  42-43
    4.3.2 监控界面的设计实现  43-44
    4.3.3 监控界面及其基本操作  44-47
  4.4 Excel配方下载程序的编写  47-50
  4.5 监控界面的运行  50-51
  4.6 监控系统的优化  51-55
    4.6.1 配方下载程序优化  51-53
    4.6.2 数据自动保存  53-54
    4.6.3 进度条及系统时间显示  54-55
  4.7 串口通讯程序的编写  55-59
    4.7.1 异步串口通讯简介  55-56
    4.7.2 动态连接库(DLL)的调用  56-57
    4.7.3 数据处理  57-59
第五章总结  59-61
致谢  61-63
参考文献  63-65
研究成果  65-66

MOCVD控制系统的优化设计

内容摘要

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