在半導體材料燒結工藝過程中，溫度控制是一個非常重要的環節，對溫度的控制精度將直接影響產品的質量。目前，對多工位真空燒結爐的操作，需要操作人員根據材料燒結工藝的要求而手動調節溫度控制儀表的參數來實現對爐體溫度的控制。這種操作方法很大程度上依賴于操作人員的經驗，存在著工藝溫度調整過程緩慢、調整過程復雜、效率低的缺陷。

 

本文提出的智能溫度控制系統是以具有很強邏輯控制和數據處理能力的PLC為核心、以液晶觸摸屏為人機操作終端進行設計的。系統操作簡單、可靠性好，可大大提高溫度控制精度及工藝過程自動化水平，具有很好的經濟效益。

 

 

 

智能溫控系統的控制對象為多工位真空燒結爐，它是由A、B、C三個燒結爐爐體和一個加熱爐體組成。工作時，將加熱爐體套在某個燒結爐體外部，使用電加熱來實現真空燒結爐工藝需要的溫度控制。由于各個燒結爐每次裝載的材料數量不同，及各個真空燒結爐結構的差異等原因，在對燒結爐的工藝溫度進行控制時，需要配置不同的控制參數。另外，在某個燒結爐完成燒結工藝操作以后，需要自動轉至其他工位進行其工藝燒結操作過程。

 

為實現上述燒結過程的自動控制，智能溫控系統需要檢測加熱爐體以及A、B、C 三個工位真空燒結爐的溫度參數、工藝運行參數和狀態，并保證每個工位工藝溫控要求的控制輸出。主要有以下幾項：

 

①檢測參數：加熱爐體及各個工位燒結爐的三個溫度檢測點的溫度值，燒結爐內壓力值、爐內真空度等參數值；

②檢測狀態：加熱爐體和三個工位燒結爐的超溫報警、超壓報警、缺水報警等狀態；

③溫控輸出：加熱爐體內三個溫度控制點的電熱絲導通控制量；

④控制輸出：加熱爐體的前、后、左、右運動，手動、自動狀態的切換等控制量。

 

各爐體溫度使用熱電偶進行采樣，將檢測的爐體溫度與工藝要求的溫度值進行比較，計算其偏差；PLC再對偏差按一定的規律計算控制量控制可控硅在控制周期內的過零觸發脈沖個數，也就是控制爐體平均功率的大小來達到控制溫度的目的。

 

 

智能溫控系統采用模塊式結構，分別對A、B、C 三個工位真空燒結的溫度數據采樣和控制。它以日本三菱FX2N系列PLC為核心，采用彩色液晶觸摸屏作為人機界面，實現了復雜工藝過程操作的簡單化。該系統具有結構緊湊、配置靈活、可擴展性好、可移植性和抗干擾性強等特點。

 

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系統功能

智能溫控系統按照三個工位自動實現工藝操作的要求進行配置和組態。系統主要功能有：

①實現真空燒結爐爐溫度控制?？蓪γ總€工位的三個溫度檢測點分別進行溫度檢測、顯示、控制；并可分別自動校正三個檢測控制點的PID控制參數。

②實現爐內真空度和壓力的檢測與控制。按照燒結工藝要求，每個燒結爐都配有抽真空泵和可控的氮氣閥門，在燒結過程中反復不斷地將爐內的空氣抽出并充以氮氣，以此產生爐內的真空環境。智能溫控系統要實時檢測燒結爐內的真空度和爐膛內氮氣壓力，確保爐膛壓力不超過設定的上限值，保證生產安全進行。

③實現工藝生產過程自動化。通過集中操作，提供完善的操作方式設置，提供狀態及運行、報警顯示，有完善的保護和鎖定功能以防止誤操作。

④提供手動/自動兩種運行方式。系統處在“手動運行”時，爐體的運行及爐內抽真空、充氣等操作是由操作員手動實現的。手動方式便于維修人員調試、維修設備時操作使用。自動方式時，系統運行流程主要有A、B、C三個工位。

 

 

智能溫控系統軟件包括觸摸屏操作界面和PLC控制程序兩部分。使用觸摸屏的組態軟件開發操作界面。主要界面有如下：

①自動運行畫面：實時顯示PLC采集到的爐體以及各個工位的溫度值、爐內壓力值、某一時間工藝參數的標準值以及各個執行部件的狀態等諸多信息；

②設置參數畫面：此畫面的內容最為豐富，可以設置每個工位的溫度工藝參數；

③手動運行畫面：可實時顯示爐體以及各個工位的溫度值、爐內壓力值、某一時間工藝參數的標準值以及各個可手動操作的執行部件的觸摸按鍵；

④報警畫面：記錄報警發生的時間、類型。觸摸屏與PLC的通信口相連，動態顯示主畫面及各控制畫面。主畫面作為主菜單，通過主畫面可以選擇其他各畫面，動態顯示每個工位的運行狀態及進行；不同的控制，自動/手動狀態切換、在線參數設置、故障處理等輔助操作。me5高溫箱式電阻爐,管式爐,真空退火爐,真空燒結爐,管式高溫爐-鄭州科佳電爐有限公司
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