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

1、近年來(lái)隨著科技發(fā)展的進(jìn)步，電子手持設(shè)備大量涌入市場(chǎng)，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(lán)寶石晶體目前在LED行業(yè)、智能手機(jī)、手表、攝像機(jī)鏡頭等產(chǎn)品中大量使用，未來(lái)市場(chǎng)需求比較大，應(yīng)用前景比較廣泛。因此市場(chǎng)上對(duì)藍(lán)寶石晶體質(zhì)量的要求也比較高，目前市場(chǎng)上人造藍(lán)寶石晶體質(zhì)量參差不齊，從生產(chǎn)過(guò)程來(lái)分析影響藍(lán)寶石晶體質(zhì)量的因素很多，其中長(zhǎng)晶爐的冷卻水系統(tǒng)尤為重要，恒定的水溫是生長(zhǎng)高品質(zhì)晶體的重要保證。
　　本文主要針對(duì)目前市場(chǎng)

2、上泡生法80kg藍(lán)寶石長(zhǎng)晶爐冷卻水系統(tǒng)存在的溫度控制不精確、自動(dòng)化程度低、缺少應(yīng)急自動(dòng)保護(hù)裝置等問(wèn)題，經(jīng)過(guò)對(duì)泡生法藍(lán)寶石長(zhǎng)晶工藝中對(duì)水溫要求的分析后設(shè)計(jì)了一套針對(duì)于泡生法藍(lán)寶石單晶生長(zhǎng)的冷卻水自動(dòng)控制系統(tǒng)，通過(guò)在實(shí)際應(yīng)用中不斷調(diào)試和改進(jìn)，最終實(shí)現(xiàn)了在整個(gè)晶體生長(zhǎng)階段達(dá)到了冷卻水系統(tǒng)溫度控制精確、恒溫恒壓和自動(dòng)化運(yùn)行操作，使得通過(guò)長(zhǎng)晶爐的進(jìn)水溫度達(dá)到藍(lán)寶石長(zhǎng)晶工藝所需的設(shè)定值25±0.1℃。本文的研究?jī)?nèi)容主要包括以下幾個(gè)部分:
　　

3、(1)實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)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(jì)了一套自動(dòng)化系統(tǒng)裝置，通過(guò)對(duì)單晶爐長(zhǎng)晶過(guò)程中對(duì)熱量的水溫?cái)?shù)學(xué)模型分析，采用常規(guī)PID和模糊PID控制方案對(duì)水溫仿真效果進(jìn)行分析。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)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(shí)現(xiàn)自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)中的電動(dòng)調(diào)節(jié)閥和變頻機(jī)組，根據(jù)工藝設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)自動(dòng)運(yùn)行雙級(jí)循環(huán)水自動(dòng)控制系統(tǒng)。
　　(2)實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)冷卻循環(huán)水系統(tǒng)硬件配置，本文根據(jù)對(duì)整個(gè)80kg藍(lán)寶石長(zhǎng)晶爐冷卻水系

4、統(tǒng)工藝的分析，提出穩(wěn)定可靠的雙級(jí)循環(huán)水自動(dòng)控制系統(tǒng)。根據(jù)對(duì)系統(tǒng)工藝所需硬件性能參數(shù)的計(jì)算選擇合適的PLC和變頻制冷機(jī)組硬件設(shè)備。
　　(3)對(duì)整個(gè)冷卻水自動(dòng)控制系統(tǒng)的上位機(jī)軟件設(shè)計(jì)，為了使整個(gè)控制系統(tǒng)更好的服務(wù)于藍(lán)寶石晶體生產(chǎn)，本文基于Windows平臺(tái)通在VisualStudio MFC開(kāi)發(fā)環(huán)境下使用C/C++開(kāi)發(fā)上位機(jī)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(lán)寶石單晶爐長(zhǎng)晶過(guò)程中對(duì)水溫的特殊