1、產(chǎn)品的市場背景
單晶爐是一種在惰性氣體(氮氣、氦氣為主)環(huán)境中,用石墨加熱器將多晶硅等多晶材料熔化,用直拉法生長無錯位單晶的設(shè)備。單晶爐需要控制的內(nèi)容包含晶體的直徑、溫度(功率)、原料(硅料)、泄漏率和氬氣質(zhì)量等，其中溫度控制好壞直接影響到是否成為晶體的關(guān)鍵因素。昌暉儀表制造有限公司引進(jìn)2自由度PID控制方式和Ra-PID(RationaLOOP PID)和Just-FiTTER的PID控制算法的YR-RJDP系列高性能多段限幅溫控器在單晶爐的溫度控制中發(fā)揮著重要的作用。
2、多段限可編程幅溫控器的主要技術(shù)原理
①YR-RJDP系列多段限幅溫控器軟件采用Ra-PID(RationaLOOP PID)和Just-FiTTER的PID控制算法，通過上電自動跟蹤測量值變化，根據(jù)時間和所設(shè)定控制值的函數(shù)關(guān)系分段實現(xiàn)溫度的升溫、保溫和降溫的溫度調(diào)節(jié)。
②根據(jù)編程的生產(chǎn)工藝曲線，可實現(xiàn)曲線的步進(jìn)、跳轉(zhuǎn)、停止、清零等功能。
③產(chǎn)品在整個單晶路溫度調(diào)節(jié)中主要負(fù)責(zé)溫度的精準(zhǔn)控制。
④2自由度PID控制
⑤獨立分段限幅功能
每個廠家溫控器都有輸出限幅功能(所有程序段設(shè)置同一限幅值)，昌暉多段可編程溫控器是獨立分段限幅(即每段程序都具備輸出限幅功能；特別適合控溫精度要求高)，這種方式對保護(hù)加熱功率元件、滿足工藝控制要求和控制溫度過沖很實用，特別適合控溫精度要求高的行業(yè)。
⑥平臺運行功能
平臺運行功能為昌暉多段限幅溫控器技術(shù)亮點！每個廠家的多段可編程溫控器都可以通過儀表面板按鍵實現(xiàn)手動“啟動”、“停止”、“清零”、“步進(jìn)”等功能，昌暉儀表在此基礎(chǔ)上推出更可靠和智能的多段可編程溫控器平臺運行功能：
A、PV等待功能
a、多段限幅溫控器每個程序段的運行時間是由用戶自己根據(jù)實際工藝需要設(shè)定的，儀表按照設(shè)定的程序時間運行。假如過程控制中出現(xiàn)異常導(dǎo)致實際溫度并未達(dá)到該段程序所要求的目標(biāo)溫度值但該段程序運行時間已達(dá)到，其他廠家的儀表則自動轉(zhuǎn)入下一段程序開始運行，解決這個問題必須通過人工合理設(shè)置該段程序運行時間，讓溫度達(dá)到工藝要求后才運行下一段程序，否則將導(dǎo)致控溫要求不滿足工藝要求。“PV等待功能”很好的解決該問題：對于升溫段可以選擇傳統(tǒng)的以時間為準(zhǔn)，也可以選擇以PV為準(zhǔn)運行程序；對于升溫段，“PV等待功能”自動處理因程序段時間設(shè)置不合理的問題，儀表會自動增加時間或扣掉多余時間，直到PV達(dá)到目標(biāo)溫度，儀表才會運行下一段程序。
b、對升溫段和降溫段而言程序段時間用戶只要隨便設(shè)置大于零的數(shù)值即可，不用再糾結(jié)程序時間的夠不夠用；
c、對于保溫段嚴(yán)格按照設(shè)定的時間運行。
B、任意段測量值啟動功能
昌暉多段可編程溫控器在任意程序段掉電后儀表可以自動從掉電時的PV值啟動(此時下窗口的SV=PV)，省去用戶人工跳過已經(jīng)執(zhí)行過的程序段的過程，且該段的運行時間自動扣除此段已運行的時間。
C、儀表會自動識別升溫或降溫過程
a、在整個程序段中儀表會自動識別控制系統(tǒng)處于升溫或降溫階段，只要PV達(dá)到下一程序目標(biāo)溫度，即使程序運行時間尚未走完，自動轉(zhuǎn)入下一段程序運行。這便于有效提高控制系統(tǒng)的工作效率。
b、昌暉多段可編程溫控器可以自動識別控制過程處于保溫段還是升溫段，對于保溫段昌暉多段可編程溫控器嚴(yán)格按照設(shè)定的時間運行。
⑦開放的儀表參數(shù)存儲功能
已調(diào)試好的昌暉多段限幅溫控器參數(shù)(非出廠設(shè)置參數(shù))備份和恢復(fù)對于設(shè)備制造商而言備份現(xiàn)場已調(diào)試好的參數(shù)可以減少售后服務(wù)的工作量。
a、備份的具體操作：按SET鍵兩秒進(jìn)入菜單，將LOC參數(shù)設(shè)置為0，退出菜單顯示狀態(tài)；再次按SET鍵兩秒進(jìn)入菜單，這時只有出現(xiàn)幾個現(xiàn)場參數(shù)，將LOC設(shè)為202；屏幕會出現(xiàn)1-2秒的閃爍，這代表完成了參數(shù)的備份；
b、恢復(fù)已備份的參數(shù)：按SET鍵兩秒進(jìn)入菜單，將LOC參數(shù)設(shè)置為0，退出菜單顯示狀態(tài)；再次按按SET鍵兩秒進(jìn)入菜單，這時只有出現(xiàn)幾個現(xiàn)場參數(shù)，將LOC設(shè)為303；屏幕會出現(xiàn)1-2秒的閃爍，這時完成了已備份參數(shù)的恢復(fù)。
⑧具備恢復(fù)出廠設(shè)置功能
實際使用中可能會出現(xiàn)參數(shù)被設(shè)置亂的情況，這時可以將控制參數(shù)恢復(fù)到出廠設(shè)置狀態(tài)，首先按SET鍵兩秒進(jìn)入菜單，將LOC參數(shù)設(shè)置為0，退出菜單顯示狀態(tài)；再次按SET鍵兩秒進(jìn)入菜單，這時只有出現(xiàn)幾個現(xiàn)場參數(shù)，將LOC設(shè)為404，此時屏幕會出現(xiàn)1-2秒的閃爍，這代表參數(shù)已恢復(fù)到出廠設(shè)置。
3、多段限幅溫控器的應(yīng)用
昌暉YR-RJDP系列高性能多段限幅溫控器在單晶路溫度控制原理圖見下圖：
電路說明：交流電源經(jīng)變壓器降壓后使用，輸出電壓25V/輸出電流28A；MJYD-JL-75為晶閘管智能模塊，內(nèi)含晶閘管和移相控制電路，輸出最大電壓450V，最大電流75A；L1為過流保護(hù)熔斷器；RSV為過壓保護(hù)阻容元件；RW為電爐絲；YR-RJDP能多段限幅溫控器輸出為0-10mA電流，經(jīng)過1K電阻后，輸出變?yōu)?-10V直流電壓，滿足晶閘管模塊的輸入電壓要求。
◆主要控制設(shè)備：昌暉YR-RJDP溫控器
◆輔助設(shè)備：熱電偶、可控硅、固態(tài)繼電器、過壓保護(hù)阻容器件等
根據(jù)單晶爐溫度控制的特點，昌暉YR-RJDP系列高性能多段限幅溫控器設(shè)定工藝曲線如下：
曲線序號 設(shè)定值℃ 時間 限幅值 備注
第1段 C01=25 t01=60 r=100 從室溫25.0℃開始升溫，升溫時間為30分鐘，功率輸出設(shè)定100%
第2段 C02=255.0 t02=120 r=100 升溫，升溫時間為30分鐘，功率輸出設(shè)定100%
第3段 C03=255.0 t03=120 r=30
第4段 C04=455.0 t04=90 r=30
第5段 C05=455.0 t05=300 r=30
第6段 C06=825.0 t06=8640 r=30
第7段 C07=825.0 t07=8640 r=30
第8段 C08=825.0 t08=8640 r=30
第9段 C09=825.0 t09=8640 r=30
第10段 C010=825.0 t010=4320 r=30
第11段 C011=825.0 t011=360 r=30
第12段 C012=355.0 t012=600 r=30
第13段 C013=25.0 t013=-121 r=30
按照上述的設(shè)定參數(shù)試驗控制效果極佳，控制精度可達(dá)±0.5℃。
采用昌暉YR-RJDP系列多段限幅溫控器作為主核心控制系統(tǒng)以來，碲鎘汞單晶爐的控制運行狀況良好，至今仍無故障出現(xiàn)，完全可以替代進(jìn)口的控制儀表。無論從運行實際狀況來看，還是從性價比來看，選擇YR-RJDP多段限幅溫控器確實能夠完全滿足要求。
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