[实用新型]带自动拉温区功能的温度串级系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种带自动拉温区的温度串级系统，具体地说，涉及一种扩散炉的带自动拉温区功能的温度串级系统。 

背景技术

首先，在半导体、太阳能等行业的现有技术中，高温炉体的温度控制主要由两种方式：热电偶和单片机或热电偶和温控仪表。对于前一种温度控制方式其缺点在于：单片机容易损坏，其内部结构较复杂使得高温设备的温控系统一旦出现故障，故障原因查找和排除非常繁琐，且一般这种控温方式的控制系统硬件（单片机和板卡）都由设备生产厂家订制，这样就很难保证设备能够得到及时的维修且不容易控制用户成本。因此，后一种控温方式越来越得到用户的认可。 

其次，在已有的热电偶加温控仪表的控温方式中，由于行业特殊性对于温度精度的要求较高，就需要对热电偶的显示温度与使用实际温度之间的误差进行校准，现多使用的是人工使用Profile热偶进行温区校准。现行的拉温区方式的弊端在于：1、无法进行真正的闭管静态拉温区，因为要人工对Profile热偶测温的物理位置进行调整。2、无法对同一温区内的各控温点进行同时校正。3、需要人为调整温控仪表的参数来进行校准，不能避免人为因素的干扰，也很难提高温区的可重复性。4、花费时间长，对于一个温度的温区校准几乎就要耗费一个熟练工人一天的工作时间。5、很难达到通用性，不同的设备进行温区校准，需要工人对不同设备温区的校准经验。 

发明内容

本实用新型克服上述缺陷，提供了一种同时利用profile热偶和spike热偶进行升温和降温以及恒温阶段分阶段温度控制的带自动拉温区的温度串级系统。 

本实用新型的带自动拉温区的温度串级系统的技术方案是这样的：其包括profile热偶，其还包括spike热偶，profile热偶和spike热偶双通道温控仪表连接，双通道温控仪表和工控机连接。 

双通道温控仪表和工控机之间设置PLC，由PLC进行集中程序控制。 

spike热偶控制回路内连接功率控制模块。 

spike热偶进行升温和降温温度控制，profile热偶设置为恒温控制电偶；也可根据工艺使用采用profile热偶为主控制回路的高精度串级温度控制系统，应用灵活。 

本实用新型的带自动拉温区的温度串级系统包括spike热偶，profile热偶和spike热偶双通道温控仪表连接，双通道温控仪表和工控机连接，双通道温控仪表和工控机之间设置PLC，由PLC进行集中程序控制。spike热偶控制回路内连接功率控制模块。spike热偶进行升温和降温温度控制，profile热偶设置为恒温控制电偶；也可根据工艺使用采用profile热偶为主控制回路的高精度串级温度控制系统，应用灵活。本实用新型的技术方案如下：本实用新型温控系统是由功率控制模块、温控热偶、双通道温控仪表、可编程序控制器（PLC）、工控机共同组成。主要结构为：以PLC为核心的控制系统通过温控热偶（Spike和Profile）共同采样高温炉体内的温度数值并返回给温控仪表，温控仪表将数据反馈给PLC，PLC按照工控机所编制的程序内容进行温控参数的计算，并将计算结果发送给温控仪表，温控仪表再依此进行功率输出控制最终达到调整温度的目的。此控制回路为闭环控制。 

本实用新型的串级控制主要使用于Profile热偶控温阶段。当炉体恒温时，根据半导体制造工艺要求，我们会切换到Profile控温，因为Profile热偶测得的温度才是我们需要的工艺标准温度。此时，Spike和Profile两组热偶都在进行温度检测，此时Spike应该已经达到设定温度，但Profile与设定温度还有差值。通过PLC读取检测温度后用Profile温度通过一个可调整算法计算出Spike控温热偶的设定值并写入温控仪表，并且依据测量值高低、测量值与设定值温差等参数不同，PLC同时对温控仪表的参数进行修改以限制Spike的输出功率方式。此时Spike热偶通过输出功率改变来调整炉体的实际温度最终使Profile热偶的测量值与设定值达到相等。其中，温控仪表参数调整方式和可调整算法由本公司独立开发测试，完全达到半导体行业的温控要求，且已经经过生产线实际生产使用，结论是完全可替代同类进口设备，打破了半导体制造领域高精度温度控制系统完全进口的局面。