中科院半导体研究所自主研发实验型Mocvd用户手册.doc

用户手册版本 MOCVD监控系统 Version: 用户手册 Date: 修订历史记录日期版本说明作者2007-1-261.0根据系统具体功能编写用户手册目录1.编写目的42.功能53.系统运行环境64.系统逻辑结构75.主界面85.1菜单栏95.1.1文件105.1.2查看125.1.3工具135.1.4关于165.2控制面板175.2.1参数设定175.2.2告警185.3气路图控制195.3.1气路图控制195.4表格监控225.5图线监控245.5.1添加/删除图线255.5.2工具栏265.5.3调节纵向显示比例265.5.4图线显示275.6工艺流程285.6.1打开工艺文件295.6.2编辑工艺流程305.6.3执行工艺流程335.7故障告警列表345.8故障告警动作列表355.9状态栏36用户手册1. 编写目的本用户手册将作为程序用户的帮助手册，将对MOCVD监控系统的运行环境及其整个使用流程进行详细描述，力求在没有技术人员在现场的情况下，给用户提供随手可得的帮助。用户手册主要针对MOCVD监控程序的用户编写。 2. 功能MOCVD监控程序主要完成如下功能：l 提供控制界面，实时显示MOCVD各监控对象的当前状态；l 可自定义工艺控制流程；l 支持3种控制模式：直接在主界面的控制图上执行控制，单步执行工艺控制流程，自动执行工艺控制流程；l 实时故障告警以及编辑告警响应动作；l 可自定义告警响应动作流程；l 提供统计分析功能，可查询历史监控记录，制作并打印统计图表；l 可根据压力、流量、温度和时间自动进行MO源消耗量统计；l 提供日志记录3. 系统运行环境 为保证系统运行的实时性，系统配置要求如下：u 硬件环境l 机 型： 推荐使用工控机和原装机；l 处 理 器： 采用奔腾700MHz以上的处理机；l 内 存： 128M以上；l 硬 盘空间： 2G；l 多 串口卡： 最少要有四个串口，以保证通讯。采用串行双工通讯方式，接口为RS485，通过RS485转接口连接到电脑，保证足够的信号传输距离；u 软件环境l 操 作系统： 操作系统推荐采用windows 2000/XP；l 数据库接口： 推荐采用ACCESS2000以上数据库；l 应 用程序： MOCVD监控程序；4. 系统结构装有MOCVD监控程序的PC机通过4个RS232接口分别与MOCVD控制器、压差计PM2000、压力控制器651C、温控表FP93相连接进行串口通讯。5. 主界面主界面如下图所示：主界面主要包括：菜单栏、工具栏（快捷按钮）、控制面板、气路图控制、表格监控、图线监控、工艺流程、故障告警动作列表、故障告警列表、日志、状态栏。5.1 菜单栏菜单栏将监控程序的所有功能集合在一起，主要菜单功能从左至右分别是【文件】、【查看】、【工具】、【帮助】如下图所示： 5.1.1 文件u 开始轮巡：系统开始轮巡。u 停止轮巡：系统停止轮巡。u 系统设置：打开系统设置界面。系统设置是完成系统基本设置，包括：部件定义和通讯串口设置。 部件设置点击部件设置，打开部件设置界面，如下图所示：左边的列表中显示的是部件分组（质量流量控制器、压力流量控制器，低压气动常闭阀、低压气动常开阀、MainFold（MN阀）、其他低压气动阀，告警故障，电磁阀，其他），点击其中一个部件组名称，右边列表显示该部件组的部件属性列表。可定义的部件属性有：名称、小数、单位、上限、下限、注释、默认值、超限误差。 通讯设置 通讯设置完成串口的参数设置，可设置4个设备的串口：控制器、压差计、温控表、压力计。点击通讯设置按钮，打开通讯设置界面，如下图所示： 从端口号下拉框中选择端口号（对应于计算机串口号），4个端口号各不相同，否则发生通讯错误。然后分别在控制器、压差计、压力计、温控表所对应的端口设置文本框中输入正确的端口设置，格式如：9600，n，8，1。点击“确定”按钮，则保存此次修改，点击“取消”按钮，则不保存此次修改。u 重置控制器（R） 系统运行时，当控制器发生异常时（如无法反转开关或者设置模拟量，持续报告轮巡错误）点击此菜单重置控制器可解决问题。u 加载默认值（D）默认状态：当控制器打开电源时，所有开关都是断电的，此时各个开关显示的标签和颜色应为各自断电时的值。点击“加载默认值”按钮时，系统设置各个开关为断电状态，但不发送命令，只是修改开关的标签和颜色为断电时的状态。u 反转开关（R） 改变开关的当前状态，有两种方法：一、直接在主界面上的气路图上点击开关量，实现单个开关的反转，改变单个开关的当前状态；二、在主界面的气路图上按Ctrl键连续选中多个要反转的开关，选中的开关以黄颜色高亮度显示，此时单击“反转开关”，即可实现批量反转，改变选中的多个开关的当前状态。开关反转成功，开关颜色也会依据状态发生相应的变化。否则保持黄色。u 取消选择（V） 取消对所有开关量按钮的选择，使得开关量按钮恢复原先的颜色。u 待机（W）置所有开关断电。u 退出（X） 停止监控并退出系统。5.1.2 查看u 全屏 勾选全屏，隐藏控制面板、日志区、工具栏和状态栏以全屏显示控制图形界面。u 日志 勾选日志 ，在主界面的右下区域显示日志列表。日志列表主要显示如下内容：通讯错误信息，欢迎登录信息，故障告警信息，超限告警信息。u 工具栏（快捷按钮） 工具栏通常位于系统菜单栏的下面，但可以移动到其他位置。勾选工具栏，显示/隐藏工具栏。工具栏如下图所示： 工具栏上从左到右包括：【反转开关】、【取消选择】、【待机】、【开始轮巡】、【停止轮巡】、【系统设置】、【重置控制器】、【加载默认值】、【全屏】、【日志】、【统计分析】、【计算MO源消耗量】、【关于】。当光标停留在某一工具栏按钮上时，会以文字显示对应的菜单项，如果勾选了状态栏，此时则会在状态栏显示该菜单项的功能解释。u 状态栏勾选状态栏 ，显示/隐藏状态栏。5.1.3 工具u 统计分析 统计分析完成历史数据查询、告警查询、表格分析、曲线分析、保存表格、打印表格等功能。单击“统计分析”，打开统计分析界面，如下图所示：查询历史数据的步骤如下1. 在部件列表下拉框中选择要进行统计分析的部件；2. 从查询日期下拉框中选择要查询的日期；3. 从时间范围下拉框中选择要查询的时间范围；4. 点击查询按钮即可查询历史记录，查询结果在右边显示区域显示；表格分析显示的是历史记录的记录时间、测量值和告警状态，可点击“保存”、 “打印”按钮保存和打印历史记录。曲线分析显示测量值的趋势图线。历史记录的频率：当模拟量的测量值发生变化时候记录到历史记录文件中。历史记录保存在安装目录的Log目录下，每天对应一个文件，命名格式为“日期_Data.csv”，该文件亦可用Excel打开。u 计算MO源消耗量 单击“计算MO源消耗量”，打开MO消耗量统计界面，如下： 在查询范围后面的下拉框中选择查询的时间，可以进行如下操作： 浏览MO源的总消耗量和消耗记录 进入界面时MO源列表显示所有的MO源的信息以及消耗情况。设置要查询的时间范围，在MO源列表上点击要查询流量的MO源，在MO源消耗记录表上显示指定时间范围内的的消耗记录，以及查询到的记录的消耗量的合计。当源的剩余百分数低于警示百分数时候，以红色显示源所在的行，以提示用户及时更换源。 编辑MO源 选择要编辑的MO源（选中的MO源行以黑色高亮度显示），点击 编辑MO源按钮，打开编辑MO源对话框，然后就可以编辑源的名称、关联的MFC部件、EPC部件、Moc（出气口部件）、原始质量、警示百分比、特性常数A、特性常数B、分子量、源瓶温度。系统根据特性常数A、特性常数B和源瓶温度自动计算蒸汽压。其中MFC部件必须确认是未关联的MFC部件，EPC部件必须确认是未关联的EPC部件，MOc部件必须确认是未关联的低压常闭开关。编辑界面如下图所示。勾选“高级”，显示更多设置项目： 增加源 点击“增加源” 按钮，打开如下编辑源对话框，增加新源。操作于编辑MO源一样。 删除源 删除MO源并清除其消耗记录。当点击“删除源”按钮时，会弹出如下确认对话框： 确认删除，点击“是”，取消删除点击“否”。 清除消耗记录 清除选择的源的消耗记录并置总消耗量和原始质量为0。当点击此按钮时，会弹出如下确认对话框： 点击关闭按钮退出MO源消耗量统计。当更换新源的时候可点击此按钮以清除之前的消耗记录。5.1.4 关于u 内容u 关于Mocvd监控程序给出Mocvd监控程序版本信息如下图所示：点击“确定”，返回到主界面。5.2 控制面板 主界面的左侧是控制面板，主要用来进行一些参数的设定和实时显示告警或者超限的信息。5.2.1 参数设定 参数设定界面如下图所示：u 温度PV：显示温控表的实际温度测量值。u 温度SV：显示温控表的温度设定值。点击温度SV输入框右边的“设置”按钮，弹出温度设定对话框 在输入框中输入新的温度值，点击“确定”按钮，保存此次设置，点击“取消”按钮，取消此次设置。u 压力：显示压力控制的压力测量值。点击压力输入框右边的“设置”按钮，弹出如下压力设定对话框 在输入框中输入新的压力值，点击“确定”按钮，保存此次设置，点击“取消”按钮，取消此次设置。u 压差计1：显示PDR2000压差计的测量值1。u 压差计2：显示PDR2000压差计的测量值2。5.2.2 告警 告警界面如下图所示： u 故障告警：显示20路开关量输入中的告警信号。 无故障发生：显示“无故障告警”字样，故障告警下面的列表框为空。 发生故障：显示故障告警图标和故障告警记录数量，并在告警记录列表中显示所有记录。 清除选中的故障告警：单击在故障告警列表中的项目，再点击右键选择“清除选中的故障告警”，系统清除故障选中的告警记录。 清除所有故障告警：在故障告警列表点击右键选择“清除所有故障告警”。清除故障告警列表中告警记录。u 超限告警：当模拟量的测量值与设定值之间的误差达到设定的误差范围时，发生超限告警。 显示超限告警：显示超限告警图标和超限告警记录数量，并在告警记录列表中显示所有记录。 清除选中的超限告警：单击在超限告警列表中的项目，再点击右键选择“清除选中的超限告警”，系统清除超限选中的告警记录。 清除所有超限告警：在超限告警列表点击右键选择“清除所有超限告警”。清除超限告警列表中告警记录。5.3 气路图控制5.3.1 气路图控制气路图控制界面如下：气路图控制界面，控制图形界面以图形方式展示系统当前状态。所有的监控对象均出现在控制界面上。气路图控制界面直观形象方便用户操作。在该界面上可以实现以下操作： 反转单个开关：反转开关即改变开关量的双击开关量，反转单个开关。如果反转成功，开关的颜色会发生变化，如果是绿色则变为灰色，灰色变为绿色。 反转多个开关：按Ctrl键，选择多个开关，选中的开关背景色变为黄色。点击菜单上的“反转开关”以反转气路图上选择的开关。如果反转成功，开关显示反转后的颜色，否则保持黄色。点击菜单上的“取消选择”以取消气路图上选中的开关，并恢复开关原来的颜色。 设置模拟量：单击模拟量型部件图标，弹出如下设置模拟量界面： 在设定值文本框中设置要设置的值，输入的值不能超出模拟量的上下限。点击“设置”按钮或者按下回车键以发送设置命令，若成功则显示“设置成功”字样，否则显示“设置失败”。注：在设置模拟量界面上，在部件下拉框中选择其它模拟量部件，也可以设置模拟量，具体操作同上。 设置压差计控制模式：双击任意一个“PMODE”按钮即可修改。红色为压差模式，由压差计自动平衡两路的压力；黄色为流量控制模式，由程序调节流量计以平衡两路的压力。 显示提示信息：对于开关量型的部件，可直接以不同的颜色代表开关不同的状态。对于模拟量型的部件，移动鼠标到部件图标（处于Enabled状态，即非灰色显示的部件图标）上时，系统显示浅黄色提示面板，给出部件的详细信息。如下图所示，同时该信息显示在状态栏上。 5.3.2气路图上的颜色 开关量图片背景色有两种颜色绿色和灰色。 HC、NC、MOnb/c、 Dn(n=1,2,.)类的阀：Close,显示灰色；Open，显示绿色。 NO、Mona系列阀：Close，显示绿色；Open，显示灰色。 MN 系列阀：Close，显示绿色；Open，显示灰色。 TW1，TW2，TW3类阀：H2，显示灰色；SiH4、AsH3、PH3，显示绿色。 模拟量图片背景色 MFCn系列：背景色为深蓝色。 EPCn系列：背景色为天蓝色。 5.4 表格监控表格监控界面如下图所示： 表格控制详细地实时记录每个部件的状态变化信息（设定值、测量值、告警、误差值、误差上限、说明、数据单位、量程下限、量程上限），实时刷新模拟量测量值、超限告警，并同时保存入数据库data.mdb。 部件分组：为了方便地查看某一类部件的状态信息，特对部件进行分组，分为以下十组： 质量流量控制器：该组包含MFn（n1，2，.）部件。 压力流量控制器：该组包含EPCn（n1，2，.）。 低压气动常闭阀：该组包含D2，MOnc,NCn(n=1,2,.)部件。 低压气动常开阀：该组包含M01a,M02a,M03a,M04a,M05a,N01,N02,N03部件。 MainFold（MN阀）：该组包含MNn(n=1,2,.)部件。 其它低压气动阀：该组包含TWn(n=1,2,.)部件。 高压气动阀：该组包含HCn(n=1,2,.)部件。 电磁阀：该组仅包含D1部件。 单击分组名称，显示/隐藏分组中部件。，显示分组中的部件；，隐藏分组中的部件。 部件属性 设 定值：部件的设定值。 测 量值：运行中实际测到的值。 告 警：显示部件的故障告警信息。 误 差值：此处是指相对误差值，。 误差上限：误差值的最大值，可以根据需要人为设定。误差值应小于等于误差上限。如果误差值超过了误差上限则出现超限告警。 说 明：对部件进行注释 。 数据单位：模拟量的数值单位。 量程上限：量程的最大值。 量程下限：量程的最小值。5.5 图线监控 图线监控界面如下图： 5.5.1 添加/删除图线 图线监控界面左侧是可以进行图线监控的部件列表。 勾选部件编号前的多选框，可添加该部件的监控图线，即在右侧的图线显示区域实时显示该部件的图线。 去掉勾选，则删除该部件的监控图线，即在右侧的图线的显示区域不实时显示该部件的图线。5.5.2 工具栏工具栏界面如下： ，点击该图标，选择箭头。 ，点击该图标，旋转图线。 ，点击该图标，移动图线的位置。 ，点击该图标，放大图线。 ，调节3D深度。 ，点击该图标，打开3D显示。 ，点击该图标，可对图线进行编辑操作。 ，点击该图标，可对图线进行打印输出。 ，点击该图标，可对图线进行复制操作。 ，点击该图标，保存图线。5.5.3 调节纵向显示比例 调节以压缩或者拉伸图线纵向的比例。5.5.4 图线显示 图线显示界面如下图，以5秒一个数据点的频率绘制监控图线。 左侧为图线显示区域，可同时实时显示多条图线（对应着多个部件），横轴为时间轴，时间格式为HH：mm：ss（采用24小时制），纵轴代表各个部件的实际监测值，单位随部件不同而不同。为保证图像的清晰度，每条图线最多实时显示1000个点，当多于1000个数据点时，自动删去第一个数据点。不同部件的实时图线，颜色不同，具体见图线显示区域右边的部件曲线颜色对应图，如下图所示 5.6 工艺流程工艺文件以*.cdb文件格式保存。名词解释：l 工艺(Process)：是一整套工艺方案的名称，一个工艺文件保存的内容包括：工艺步骤、工艺操作、工艺名称、循环次数。l 步骤(Process Step)：一个步骤在工艺中表现为一列，有时也称步骤为列。一个步骤包含若干个操作。一个步骤的属性包括：步骤说明、执行次数、持续时间、计时起点、温度、压力。计时起点可以是温度、压力或者是某一个操作。l 操作(Process Operation)：是工艺流程执行的最小元素，一个操作代表对控制器一次命令的执行，如设置一个模拟量为指定值或者打开/关闭某开关量。在本系统中，把温度、压力也看成一个操作。工艺流程界面如下图所示：5.6.1 打开工艺文件点击“打开”按钮打开指定的工艺文件。 文件不存在：若指定的工艺文件不存在，则给出如下提示信息： 新建工艺文件点击“新建”按钮，弹出保存对话框，选择新工艺文件的保存路径。选择了保存路径后系统进入工艺文件编辑状态。5.6.2 编辑工艺流程只有在编辑模式下，才可以编辑工艺流程表格上的内容。u 打开编辑模式：如下图所示。 u 修改工艺属性：可修改“名称”和“循环执行次数”。 修改工艺名称：在编辑框如上图所示。 名称右边的文本框中输入工艺的名称，工艺流程上面的工艺名称同步变化，修改结果同时保存到工艺文件。 修改循环次数：，直接输入循环次数即可完成修改。循 环次数的取值为2-100。 修改温控曲线：勾选温控曲线，如图。可以在自动执行工艺前向温控表发送指令以运行指定的温控曲线。u 修改步骤属性：工艺表格上的蓝色部分是步骤的属性。以下修改直接在工艺表格上进行。 修改“说明”：该属性用于对步骤进行注释，可单击步骤的“说明”单元格直接填写文本，可以换行。 修改“执行次数”：单击步骤的“执行次数”单元格，下拉框 可供选择的项目有：不执行，执行1次，循环执行。若选择循环执行，则该步骤参与循环执行，循环执行的次数由“循环执行次数”定。举例：定义9个步骤，若步骤35，8定义为循环执行，6为不执行，其他步骤为执行1次，循环执行次数定义为3次，则执行的顺序如下： |-循环3次-| 不执行|执行1次|循环3次|执行1次|1 2 3 4 5 6 7 8 9- - - - - - | 修改“持续时间”：设定当前步骤的持续时间。 修改“计时起点”：该属性用于设定步骤计时的起始事件，计时的时间长度为前面定义的“持续时间”，当计时超过“持续时间”时，自动进入下一步执行。若选择温度或者压力，则当温度或者压力到步骤设定的温度或者压力值时开始计时；若选择模拟量部件，则当选择的模拟量的测量值到达设定的值时开始计时；若选择开关量，则当执行完开关量操作后开始计时。该下拉框显示的是当前步骤的所有有效的操作。 修改“温度”：设定当前步骤的目标温度值。 修改压力：程序发送命令设置目标压力。u 步骤（列）编辑 插入列 若当前工艺文件没有定义步骤也即没有列时，点击“插入列（前）”按钮或“插入列（后）”按钮，操作结果是一样的，插入的列都是当前工艺文件的第一列。新列的默认值如下：执行次数执行1次持续时间00:00:00计时起点温度温度0压力0开关量无动作，背景色为白色模拟量空。 若当前工艺文件已经定义有步骤，点击“插入列（前）”按钮或“插入列（后）”按钮可在当前选中的单元格所在列的前或者后插入列。开关量的背景色与前列相同。 删除列：点击列标题以选择整列，再点击“删除列”按钮，系统将弹出确认信息，如下图所示 点击“是”按钮以删除一列，点击“否”按钮以取消对选中列的删除。 列左（右）移：点击列标题以选择整列，再点击“列左移”按钮或“列右移”按钮，以修改步骤的执行顺序。u 修改模拟量部件的操作 增加部件操作：当单元格为空白时表示当前部件没有定义操作，要定义操作直接双击单元格进入编辑状态，键入操作的设定值，该设定值不能超过部件的上下限。与此同时，计时起点下拉框中的项目也会同步改变，即增加相应的部件项目。 修改部件操作：双击单元格进入模拟量编辑时，自动显示该部件最近设置的置，输入新的值，即完成修改。 删除部件操作：要删除单元格的操作，单击单元格（不要双击），在单元格的非编辑状态下点击del键即可，删除成功后单元格会显示为空白。若删除的部件操作是当前步骤的计时起点，则会弹出如下提示对话框： 点击“确定”按钮。进行删除部件操作后，计时起点下拉框中的项目也会同步改变，即删除相应的部件项目。u 修改开关量部件的操作 无动作：选择“无动作”表示该部件没有定义操作，即删除当前定义的操作，并同时修改当前单元格和后面连续“无动作“的单元格的背景色与前列同。 其他（OPEN/CLOSE,RUN/VENT,H2/AsH3,）:执行相应的动作。选择了某个