扩散炉智能控制系统设计-开题报告

-0-开题报告1毕业设计的主要内容、重点和难点等主要内容：以PLC为核心,设计实现对扩散炉温度和工艺过程的检测与控制。扩散炉有上、中、下3区炉丝加热和压力控制加压,3区温度分别由相应位置上的热电偶测出,压力由压力传感器测量,该控制系统主要功能就是实现对温度的控制,并使其按照设定工艺曲线自动运行。同时提供友好的人机界面,实时显示温度、压力值和报警信息,方便工艺设定、系统调试等操作设计重点：（1）对扩散炉中的多个工位的温度测点分别进行检测、显示、控制；（2）温度控制精度在全量程范围内,检测分辨率0.2,控制精度1；（3）储存多条温度工艺曲线，可由120段直线组成,每段直线可设定时间:19999min；（4）具有断电参数保护功能；（5）具有较强的抗干扰能力并可适应工业现场的工作要求；（6）控制方式为自适应控制方式；（7）工作方式为自动、手动。设计难点：（1）使用应用PLC的模拟量检测与控制能力以实现对被控过程的温度监测和控制；（2）如何设计模拟硬件电路使其比较精确的进行温度采集；（3）使用何种算法满足精度要求；（4）如何设计触摸屏操作界面使其进行友好互动。-1-2准备情况（查阅过的文献资料及调研情况、现有设备、实验条件等）研究概况及发展趋势：进入21世纪，电子信息产业的持续高速发展激励和带动了集成电路产业的发展，这就为微电子产业发展提供了空前广阔的发展空间，也为半导体专用设备提供了巨大的市场潜力。扩散炉用于大规模集成电路、分立器件、电力电子、光电器件和光导纤维等行业的扩散、氧化、退火、合金及烧结等工艺。其主要用途是在高温条件下对半导体晶圆进行掺杂，即将元素磷、硼扩散入硅片，从而改变和控制半导体内杂质的类型、浓度和分布，以便建立起不同的电特性区域。虽然某些工艺可以使用离子注入的方法进行掺杂，但是热扩散仍是最主要、最普遍的掺杂方法。硅的热氧化作用是使硅片表面在高温下与氧化剂发生反应，生长一层二氧化硅膜。氧化方法有干氧氧化和水汽氧化（含氢氧合成）两种，扩散炉是用这两种氧化方法制备氧化层的必备设备。扩散炉是半导体集成电路工艺的基础设备，它与半导体工艺互相依存、互相促进、共同发展。查阅过的文献资料：1王卫兵编著.PLC系统通信、扩展与网络互连技术M.北京：机械工业出版社，20052滕福生编著.电力系统调度自动化和能量管理系统M.成都：四川大学出版社，20043熊信银，张步涵主编.电力系统工程基础M.武汉：华中科技大学出版社，20034胡文金.计算机测控应用技术M.重庆：重庆大学出版社，20035刘玉英主编.程序设计基础C+M.北京：人民邮电出版社，20066中国电子学会.2000/2001传感器与执行器大全.电子工业出版社，20017罗钰玲主编.电力系统微机继电保护M.北京：人民邮电出版社，20058文峰，陈青.自动控制理论.中国电力出版社，20089韩富春编著.电力系统自动化技术M.北京：中国水利水电出版社，200310向晓汉等.西门子PLC高级应用实例精讲M.北京：机械工业出版社，201011组态王.组态王使用说明书.北京亚控，2006实验、测试需要用到的现有设备：计算机一台、PLC、AD模块、S型铂铑热电偶传感器-2-3、实施方案、进度实施计划及预期提交的毕业设计资料基于PLC的扩散炉控制系统的设计主要由系统整体结构、以及硬件和软件部分的详细设计组成。该系统的硬件系统主要由信号采集与预处理系统、开关量输入/输出电路组成；开发扩散炉智能控制系统的人机界面，分为监控程序和保护功能程序两大类，分别实现调试与整定、自检与监控、各种保护功能以及显示、等其他功能。进度安排计划如下：2015-12-172016-1-16：接受毕业设计(论文)任务书，查阅相关的文献资料，筛选并整理符合要求的材料加以学习，撰写毕业设计(论文)开题报告；2016-01-162016-03-24：继续搜集涉及的资料，设计出所选课题的总体方案，包括系统的硬件和软件部分，编写摘要和引言部分；并完成专业相关外文翻译一篇；2016-03-242016-03-30：根据提出的总体方案，撰写扩散炉智能控制系统的总体方案、基本原理、整体结构等内容；2016-03-312016-04-06：完成硬件部分的框架和大部分内容；2016-04-072016-04-13：完成硬件部分的余下内容，制作硬件模拟电路；2016-04-142016-04-20：完成软件部分的框架设计和基本框架程序编写；2016-04-212016-04-27：完成软件部分余下内容，编写相应保护模块程序；2016-04-282016-05-04：软硬件测试，根据测试仿真结果调试硬件和软件；2016-05-052016-05-18：学习并编写人机界面，进行硬软件的整合和仿真；2016-05-182016-05-30：撰写设计（论文)总结，形成论文初稿，交指导教师审阅，对设计作品和论文进行修改和整理，准备参加小组验收和答辩。预期提交的毕业设计资料：1、二万字左右的毕业设计说明书（论文）；在毕业设计说明书（论文）中包括详细的300-500个单词的英文摘要；2、与课题相关，不少于四万字符的指定英文资料翻译（附英文原文）一篇；3、毕业设计说明书（论文）中包括详细的整定计算分析和系统方案设计、原