[发明专利]一种砷化镓单晶炉电气控制系统

说明书

技术领域

本发明涉及电气控制领域，尤其是涉及一种砷化镓单晶炉电气控制系统。

背景技术

近几十年来，随着砷化镓(GaAs)材料在微电子和光电子领域应用的日益广泛和多元化，而用于生产砷化镓单晶的设备其传统的功能已经不能满足市场产品的多元化需求，尤其是砷化镓单晶炉的电气控制部分主要是采用继电器的控制方法，该控制方法采用的是固定的手工接线、安装，如果生产过程有所改动，必须重新设计电路接线安装，几乎不可能在原设备的基础上进行改造，它不能随着产品生产的工艺改变而改变，它的电机控制部分控制精度和可靠性差，大量的继电器会产生大量的热及噪声，消耗了大量的电能，不能满足工艺要求。

发明内容

本发明实施例提供一种砷化镓单晶炉电气控制系统，用于提高砷化镓(GaAs)材料生产过程的精度和可靠性，容易实现功能扩展，降低电能消耗。

本发明实施例提供了一种砷化镓单晶炉电气控制系统，其特征在于，该系统包括：中心控制部分、运动控制部分、气体控制部分、温度控制部分、水路检测部分和操作面板，运动控制部分、控制部分、温度控制部分、水路检测部分和操作面板分别与中心控制部分相连；中心控制部分包括通信模块和可编程逻辑控制器，可编程逻辑控制器通过通信模块和操作面板进行通信，以及通过其输入输出模块和运动控制部分、气体控制部分、温度控制部分及水路检测部分进行通信；运动控制部分包括辅助继电器、直流驱动器和电机，辅助继电器和输入输出模块以及直流驱动器相连，电机和直流驱动器相连；气体控制部分包括：质量流量计和气压控制器，质量流量计和气压控制器与输入输出模块相连；温度控制部分包括：连接器和多段温度控制器，多段温度控制器通过连接器和所述输入输出模块相连；水路检测部分包括水温传感器、水压表及水流量传感器，水温传感器和输入输出模块相连，水压表及水流传感器和输入输出模块相连。

优选地，本发明实施例中输入输出模块包括数字量输入输出模块和模拟量输入输出模块。

优选地，本发明实施例中数字输入模块为施耐德公司的TM5SDI12D型数字量输入模块，数字输出模块为施耐德公司的TM5SDO12T型数字量输出模块，模拟输入模块为施耐德公司12位TM5SAI4L型模拟量输入模块以及16位的TM5SAI4H型模拟量输入模块，模拟输出模块为施耐德公司的TM5SAO4L型模拟量输出模块。

优选地，本发明实施例中电机还包括一编码器，所述编码器用于将反馈信号分为两路，一路作为负反馈信号反馈给所述直流驱动器，与所述直流驱动器构成一闭合回路，另一路反馈给所述可编程逻辑控制器。

优选地，本发明实施例还包括加热器，所述加热器和所述多段温度控制器相连，所述加热器用于将反馈信号分为两路，一路作为负反馈信号反馈给所述多段温度控制器，与所述多段温度控制器构成一闭合回路，另一路反馈给所述可编程逻辑控制器。

优选地，本发明实施例还包括一信号控制器，所述信号控制器用于将反馈给所述多段温度控制器的信号控制在预设范围内。

优选地，本发明实施例中可编程逻辑控制器为施耐德公司的M258型可编程逻辑控制器。

优选地，本发明实施例中直流驱动器为敬业北微微电机厂的直流力矩控制器PWM1000和机组130LCX-1，或者所述直流驱动器为美国公司的815-BR-21，机组三洋公司生产的电机V730-012。

优选地，本发明实施例中温度控制器为英国公司的3508，美国公司的铂铑10热电偶。

优选地，本发明实施例中操作面板为触控面板。

本发明实施例采用了可编程逻辑控制器作为电气控制系统的中心控制部分，提升了系统性能、而且可以使得系统具有灵活的集成功能、灵活的本地控制功能及远程控制功能；另外本发明实施例运动控制部分采用了PWM型高精度直流驱动器，该驱动器是采用MM型伺服放大器为核心部件，由高速功率MOSFET或IGBT器件组成的H桥以双极PWM方式运行，驱动直流电机，具有高精度、高稳定性、高效率，高的组态灵活性。最后，本发明实施例的温度控制部分采用了多段温度控制，实现了砷化镓单晶在生产过程中温度的可控可调

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种砷化镓单晶炉电气控制系统的简单系统结构图；