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液态源金属有机物化学气相沉积(LS-MOCVD)是利用液态金属有机物为先体原料,在较低的温度下获得比其他常用的制备方法更致密、更均匀的金属氧化物薄膜的一种薄膜沉积技术,在PZT。薄膜等多种铁电薄膜的研究和制备中得到了广泛的应用。
本文设计了以PLC为核心控制单元,触摸屏作为人机交流平台的先进、合理的LS-MOCVD自控系统整体方案,重点设计了系统中温度、真空、气流量等主要自动控制回路,完成了主要回路的软件设计,并完成了设备硬件电控部分的设计、安装和调试。
本系统使用PLC的温度控制单元CJ1W-TC001作为温度控制回路的控制核心,以热电偶为测温元件。由温控单元、固态继电器等构成时间一比例:PID控制回路,配合温控回路程序,实现了对系统四个温控点的恒温控制;同时使用温度控制器AI-706M对超温时实行保护控制,使得温控回路安全可靠。经实际测试,本回路温度升降平稳,误差在±2℃以内。
设计了以D07-12A型质量流量控制器(MFC)为测控器件,PLC的A/D、D/A单元为数据处理的气控回路,并设计了与之配合使用的程序,实现了对氧气和氩气流量精确的PID控制。气流控制精度可达±1%。
使用汇流板配合PLC的开关量输入输出单元对真空管路中9个电磁阀的开关进行逻辑控制,从而自动控制真空管路的通断以及反应室顶盖的开合;使用全量程规对反应室的本底真空进行粗测量,使用精度更高的薄膜规测量反应室的工作真空度,通过智能压力控制器比较薄膜规传来的测量值和PLC传输来的设定值,实现蝶阀开度的PID调整,从而达到保持反应室内真空度稳定的目的。真空白控系统的控制精度可达土1%,达到了要求的控制效果。