泡生法藍寶石單晶爐的冷卻水自動控制系統(tǒng)研究設(shè)計.pdf

1、近年來隨著科技發(fā)展的進步，電子手持設(shè)備大量涌入市場，人工晶體在電子產(chǎn)品設(shè)備中的應(yīng)用受到了廣泛關(guān)注。人造藍寶石晶體目前在LED行業(yè)、智能手機、手表、攝像機鏡頭等產(chǎn)品中大量使用，未來市場需求比較大，應(yīng)用前景比較廣泛。因此市場上對藍寶石晶體質(zhì)量的要求也比較高，目前市場上人造藍寶石晶體質(zhì)量參差不齊，從生產(chǎn)過程來分析影響藍寶石晶體質(zhì)量的因素很多，其中長晶爐的冷卻水系統(tǒng)尤為重要，恒定的水溫是生長高品質(zhì)晶體的重要保證。
　　本文主要針對目前市場

2、上泡生法80kg藍寶石長晶爐冷卻水系統(tǒng)存在的溫度控制不精確、自動化程度低、缺少應(yīng)急自動保護裝置等問題，經(jīng)過對泡生法藍寶石長晶工藝中對水溫要求的分析后設(shè)計了一套針對于泡生法藍寶石單晶生長的冷卻水自動控制系統(tǒng)，通過在實際應(yīng)用中不斷調(diào)試和改進，最終實現(xiàn)了在整個晶體生長階段達到了冷卻水系統(tǒng)溫度控制精確、恒溫恒壓和自動化運行操作，使得通過長晶爐的進水溫度達到藍寶石長晶工藝所需的設(shè)定值25±0.1℃。本文的研究內(nèi)容主要包括以下幾個部分:
　　

3、(1)實現(xiàn)對整個冷卻循環(huán)水系統(tǒng)的恒溫恒壓控制，本文以PLC控制器為核心設(shè)計了一套自動化系統(tǒng)裝置，通過對單晶爐長晶過程中對熱量的水溫數(shù)學(xué)模型分析，采用常規(guī)PID和模糊PID控制方案對水溫仿真效果進行分析。根據(jù)現(xiàn)場工藝采集數(shù)據(jù)和系統(tǒng)設(shè)定參數(shù)等，結(jié)合PLC編程，實現(xiàn)自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)中的電動調(diào)節(jié)閥和變頻機組，根據(jù)工藝設(shè)計結(jié)構(gòu)自動運行雙級循環(huán)水自動控制系統(tǒng)。
　　(2)實現(xiàn)對整個冷卻循環(huán)水系統(tǒng)硬件配置，本文根據(jù)對整個80kg藍寶石長晶爐冷卻水系

4、統(tǒng)工藝的分析，提出穩(wěn)定可靠的雙級循環(huán)水自動控制系統(tǒng)。根據(jù)對系統(tǒng)工藝所需硬件性能參數(shù)的計算選擇合適的PLC和變頻制冷機組硬件設(shè)備。
　　(3)對整個冷卻水自動控制系統(tǒng)的上位機軟件設(shè)計，為了使整個控制系統(tǒng)更好的服務(wù)于藍寶石晶體生產(chǎn)，本文基于Windows平臺通在VisualStudio MFC開發(fā)環(huán)境下使用C/C++開發(fā)上位機應(yīng)用操作軟件。
　　本文以傳統(tǒng)冷卻水塔工藝和PLC控制理論為基礎(chǔ)，根據(jù)藍寶石單晶爐長晶過程中對水溫的特殊