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A1-708P仪表在单晶炉设备改造中的应用

发布日期:2011-09-30 来源:罗有成

摘要:在单晶炉的设备改造中,在满足工艺条件下,用国产厦门宇电的A1-708P仪表替代乌克兰仪表是可行的。充分利用A-708P仪表的功能,采用合理的程序编制方法,获得了满意的结果。文中给出了程序编制表以及温度控制电路图。(A1-708P仪表后来升级为A1-808P仪表)

关键词:设备改造 程序编制 单晶炉 时间设置

引言:1995年,我单位从乌克兰购买了一台碲镉汞单晶炉,单晶炉设备中使用的温度控制器是由很多分立元件组成的仪表,线路复杂,故障多,经常影响设备的运行。1998年我单位决定改造这台单晶炉设备,用标准仪表替代乌克兰非标准仪表。

一、 仪表的选用

通过调查,我们决定用国产宇电A1-708P仪表或者用英国欧陆818仪表替代乌克兰仪表。当时在国内单晶炉设备中,用的都是欧陆818仪表。也就是说,用欧陆818仪表替代乌克兰仪表是没有问题的。由于欧陆仪表价格贵,我想能否用国产仪表而不用国外仪表。

我分析了A1-708P仪表的性能,并对A1-708P仪表和欧陆818仪表进行了性能和价格方面的比较。首先提出A1-708P仪表能否满足碲镉汞单晶炉的工艺要求。碲镉汞晶体是红外器件所需的材料,晶体的生长过程大约为30天,晶体生长时间的长短是由工艺决定的。

A1-708P仪表的设置时间为9999分,大约7天;欧陆818仪表的时间设置为999.9小时(分),大约42天时间。虽然A1-708P的时间设置不够30天时间,但是A1-708P有30段程序功能,如果充分利用30段程序功能,就能满足30天的时间要求。另外A1-708P仪表的最高显示温度和最低温度分辨率都能满足工艺要求。

虽然欧陆818仪表功能多,但价格昂贵。每台欧陆818仪表价格为7000元,而A1-708P的价格为每台1200元,显然A1-708P的性能价格比高。 1998年,宇光(宇电前身)研究所初露锋芒,但知名度不高,人们对A1-708P仪表的现场应用缺少了解。 1998年初,我到厦门宇光研究所参加了一次学术交流会,看到了宇光研究所有一股奋发向上的精神面貌。回京后我就进行用A1-708P仪表替代乌克兰仪表的工作。设备改造工作比较顺利,不久就完成了任务。经过多年的设备运行考验,证明A1-708P仪表性能可靠,完全能够满足碲镉汞单晶炉的工艺要求。

二、 碲镉汞单晶炉的控制原理

现将A1-708P仪表的温度程序编制列表如下,并附上单晶炉温度控制电路图,供参考。

表一:温度程序表

摄氏度分钟

C01=20.0从室温20.0℃开始升温t01=60经过60分钟

C02=250.0升到250.0℃t01=120经过120分钟

C03=250.0保温在250℃t03=120经过120分钟

C04=450.0升到450.0℃t04=90经过90分钟

C05=450.0保温在450.0℃t05=300经过300分钟

C06=820.0上升到820.0℃t06=8640经过8640分钟

C07=820.0保温在820.0℃t07=8640经过8640分钟

C08=820.0保温在820.0℃t08=8640经过8640分钟

C09=820.0保温在820.0℃t09=8640经过8640分钟

C10=820.0保温在820.0℃t10=4320经过4320分钟

C11=820.0保温在820.0℃t01=360经过360分钟

C12=350.0下降到350.0℃t12=600经过600分钟

C13=20.0下降到20.0℃t13=-121停止

图一:温度程度图

图二:单晶炉温控电路图



电路说明:交流电源经变压器降压后使用,输出电压25V,输出电流28A、MJYD-JL-75为晶闸管智能模块,内含晶闸管和移相控制电路,输出最大电压450V,最大电流75A,L1为过流保护熔断器,RC为过压保护阻容元件。RW为电炉丝。A1-708P输出为0-10MA电流,经过1K电阻后,输出变为0-10V直流电压,满足晶闸管模块的输入电压要求。

S热电偶通过补偿导线和A1-708P仪表后端连接。


三、单晶炉温度控制系统选择的可行性分析

单晶炉温度控制系统中,除了A1-708P仪表是核心部件外,还有热电偶、补偿导线、加热炉、功率调整器等重要部件。全面了解这些部件的性能,正确选用这些部件也是很重要的。目前的温度仪表,经济实用型每台数百元,而每台高级仪表的基本配置价格为数千元,如果再增加若干功能模块,价格可上万元。对于某一种工艺过程,选用满足技术要求,能够稳定可靠地运行的温度仪表就行了。不必使用更高档的温度仪表。 用性能价格比的指标选择温度仪表的类型是科学的。节约资源、物尽其用也是选用温度仪表类型的原则。


四、总结

自采用宇电AI-708P作为主核心控制系统以来,碲镉汞单晶炉的控制运行状况良好,至今仍无故障出现,完全可以替代进口的欧陆818表。无论从运行实际状况来看,还是从性价比来看,选择AI-708P确实能够完全满足要求。


参考文献:

1、《温度测量技术》 王魁汉著 东北工学院出版社 1991

2、《欧陆818温度调节器使用说明书》 北京四通公司工控部 1985

3、《A1人工智能工业调节器使用说明书》 周宇著 厦门宇光电子技术有限公司 1998

4、《温度测试技术及仪表》 陈焕生著 水利电力出版社 1985

作者简介:罗有成,1939年生,华中科技大学毕业,北京中国电子科技集团第十一研究所高级工程师。多年来从事各种加热炉的温度测量控制方面的工作。