Разработка, изготовление и монтаж системы автоматизации вакуумного модуля с технологической оснасткой, вспомогательных подсистем и программного комплекса для опытного образца установки модификации в вакууме функциональных поверхностей крупногабаритных элементов запорно-регулирующей арматуры и формирования нанокомпозитных покрытий.

Разработка, изготовление и монтаж системы автоматизации вакуумного модуля с технологической оснасткой, вспомогательных подсистем и программного комплекса для опытного образца установки модификации в вакууме функциональных поверхностей крупногабаритных элементов запорно-регулирующей арматуры и формирования нанокомпозитных покрытий.

Перечень разделов

  • Автоматизированная система контроля и управления технологическим процессом (АСУ ТП)

Перечень выполненных работ

  • Проектирование стадия "Р"
  • Сборка ЩА
  • Монтажные Работы
  • Программирование контроллеров и системы диспетчеризации
  • Пуско-наладочные работы
  • Подготовка и сдача исполнительной документации

Подробное описание

АСУ ТП предназначена для управления установкой модификации в вакууме функциональных поверхностей крупногабаритных элементов запорно-регулирующей арматуры и формирования  нано-композитных покрытий.

АСУТП строится на базе промышленного компьютера.АСУТП при включении производит тестирование узлов и выдает соответствующее сообщение.

Логически АСУТП разделена на две части – управление вакуумной установкой на этапе подготовки к процессу напыления и собственно управление технологическим процессом.

Управление вакуумной установкой включает операции от момента загрузки изделия в камеру до нагрева изделия до температуры нанесения покрытия. Это последовательность: откачка камеры, охлаждение камеры и МРС, нагрев изделия, температуры изделия и охлаждающей воды, запись соответствующих параметров и отображение изменения температуры и вакуума в графическом виде.

Вся информация об управлении вакуумной установкой выводится на экран с мнемосхемой вакуумной камеры и соответствующих внешних устройств.

Собственно АСУТП состоит из блока-задатчика программы техпроцесса, мнемосхем, блока графического отображения параметров техпроцесса.

Все действия оператора и ход выполнения программы записываются в журнал.

ПОДГОТОВКА К РАБОТЕ

Состав SCADA системы

Данная SCADA-система является проектом, разработанным в программном комплексе MasterScada3.5. Вызвать запуск проекта в режиме исполнения можно кликом мыши на соответствующей пиктограмме, расположенной на рабочем столе.

Порядок запуска системы и проверка работоспособности

Оператор:

  • включает силовые автоматы шкафов питания, включает пульт управления, включает холодильный агрегат и устанавливает на его панели нужную температуру охлаждающей жидкости;
  • проверяет состояние клапанов системы охлаждения, приводит их в необходимое состояние;
  • проверяет состояние вакуумной системы – все элементы закрыты или выключены;
  • нажимает «Параметры» и проверяет давление на различных участках вакуумной системы;
  • включает последовательно насосы системы охлаждения –– включает Н2, Н3, Н4.

В случае неисправности какого то насоса, оператор имеет возможность переключитьсяна запасной насос Н1,пользуясь мышью в «Зоне управления холодильным агрегатом» и открыть соответствующий клапан.

Все линии охлаждения должны быть включены и проверены на предмет протечек.

Если в рамках устранения неисправностей, оператор выяснит, что неисправны датчики на ротаметрах, тоон имеет возможность, нажав «Блокировки», отключить соответствующие блокировки и продолжить процесс.

Оператороткрываетсистему подачисухого азота или воздуха дляпродувкипанелей охлаждения.

Оператор может проводить процесс полностью в ручном режиме, нажимая соответствующие значки на мнемосхеме, кнопки включения блоков питания, или может проводить процесс, включая последовательно нужные алгоритмы.

В процессе выполнении алгоритмов, оператор может вносить изменения в параметры

ВЫПОЛНЕНИЕ ОПЕРАЦИЙ

Выбор уровня доступа

При запуске системы требуется выбрать соответствующего пользователя и при необходимости ввести пароль.

Рис. 4.1 – Идентификация оператора

Существует 3 пользователя установки:

  • оператор
  • технолог
  • администратор

Операторявляетсяпользователем по умолчанию. Для его работы не требуется ввод пароля. Оператор может управлять процессом без изменения настроек и управления блокировками.

Технолог имеет все права оператора и дополнительные права для конфигурирования настроек и блокировок.

Администратор (разработчик) создан для внесения изменений и редактирования SCADAсистемы.

После запуска системы и выбора пользователя откроется основная мнемосхема управления установкой.

Если требуется сменить пользователя в запущенной системе, кликните по кнопке «Завершение сеанса» в верхней панели MasterScada.

Рис. 4.2 – Кнопка «Завершение сеанса»

Общая информация о панели управления

Основная мнемосхемалогически разделена на две части – управление вакуумной установкой на этапе подготовки к процессу напыления и собственно управление технологическим процессом.

Помимо основной мнемосхемы существует также дополнительные окна. Это окна «Настройки»,  «График», «Журнал», «Система охлаждения». Они рассмотрены в соответствующих разделах руководства.

Интерфейс содержит значки обозначающие элементы управления, окна, в которых отображаются те или иные параметры и кнопки управления. В таблице 4.1 приведены все встречающиеся условные обозначения элементов мнемосхем и окон.

Значок  - показывает наличие потока охлаждающей жидкости через тот элемент, около которого он находится. Если поток есть то значок зеленый, если охлаждение отключено или недостаточно значок красный. Цифровой индикатор около значка показывает температуру охлаждающей жидкости.

Рис. 4.3– Условные обозначения элементов

Значки, обозначающие элементы управления, являются кнопками.

Таблица 4.1 – Условные обозначения элементов на мнемосхемах.

Ротаметры

R1…R36

нет связи

охлаждение отключено или недостаточно

промежуточное состояние

охлаждение включено

Затворы

VT1…VT6

нет связи или отсутствие давления в пневмосистеме

среднее положение (VT1-VT4)

промежуточное состояние

открыт

закрыт

Диффузионные насосы

ND1…ND4

нет связи

выключен

промежуточное состояние (разогрев, остывание)

включен

Пластинчато-роторные насосы

NL1, NL2

нет связи

выключено

промежуточное состояние

включен

Бустерные насосы

NZ1, NZ2

нет связи

выключено

промежуточное состояние

включен

Клапаны

VP1…VP6

VE1…VE6

КЭ1…КЭ19

нет связи или отсутствие давления в пневмосистеме для пневматических клапанов

закрыт

промежуточное состояние

открыт

РРГ

VF1…VF6

нет связи

нет протока

есть проток

Концевые выключатели передней, задней двери

S1, S2

нет связи

дверь открыта

промежуточное состояние

дверь закрыта

Насосы охлаждения

Н1…Н4

нет связи

отключен

промежуточное состояние

Включен

нет связи

работает

В случае возникновения неисправности, элемент будет отображаться в рамке красного цвета.

При нажатии кнопки одного из процессов подается команда на запуск соответствующего процесса. При успешном запуске процесса кнопка приобретет зеленый вид. При возникновении ошибки, у соответствующей кнопки появится красная рамка. 

Таблица 4.2 – Условные обозначения кнопок управления запуском процесса

нет связи

процесс не запущен

процесс запущен

возникла ошибка в ходе выполнения процесса

Информационная панель

Информационная панель содержит поля: «Неисправность»,где высвечивается последняя неисправность;«Этап», где отображается выполняемый алгоритм, этап или информация о завершении выполнения алгоритма; «Время цикла»,где отсчитывается время алгоритма; «Время этапа», где отсчитывается время с начала выполнения одного из 4-х этапов напыления; крайнее правое поле - текущее время.

Кнопки информационной панели

Информационная панель содержит кнопки «Настройки», «График», «Журнал» и «Сброс».

Рис. 4.7 Кнопки информационной панели

Кнопка «График» предназначена для открытия окна, в котором отображается в графическом виде изменение параметров системы во времени.

В окне «График» можно выбирать отображаемые параметры, производить масштабирование и перемотку графиков, сохранять и выводить на печать выбранные графики.

Окно графиков позволяет настроить выбор перьев для отображения, шкалы, параметры в режиме исполнения.

Рис. 4.8 Окно «График»

При помощи кнопки «Журнал» можно открыть журнал сообщений.

Кнопкой «Reset»осуществляется сброс при возникновении ошибок, предварительно нужно устранить причину появления ошибки.

Кнопка «Настройки» предназначена для открытия окна, в котором указаны ограничения и блокировки, допускающие отключение или корректировки.

При нажатии данной кнопки открывается окно, в котором можно выбрать подразделы:

  • «Настройки»  - настройки параметров системы
  • «Блокировки», «Опоры», «Останов», «Блокировка алгоритмов» -настройка ограничений и блокировок, допускающих отключение 

Окно «Настройки» приведено на рисунке.

Параметры разделены по категориям. Существует три вида управления параметрами: 1 – ввод значений в появившееся поле после клика левой кнопкой мыши; 2 – установить галочку в соответствующее поле; 3 – выбрать один из вариантов из выпадающего списка.

В окне «Блокировки» можно включить требуемую блокировку, щелкнув в каждое поле либо включить все, нажав кнопку «Включить все». Аналогично осуществляется отключение блокировок. Если у блокировки стоит галочка в поле «Переход в ручной режим», то при срабатывании данной блокировки во время выполнения алгоритмов, система перейдет в ручной режим. Также для включения и снятия всех галочек, отвечающих за переход в ручной режим, имеются соответствующие кнопки. 

Раздел «Опоры» предоставляет, дополнительно, возможность задать пределы, по которым срабатывают блокировки.

При срабатывании любой блокировки выдается сообщение, действия оператора блокируются, делается запись в журнал. В окне с блокировками сработавшая блокировка подсвечивается красным цветом (Рис 4.14).

Кнопка «Сброс» снимает статусы всех сработавших блокировок.

Сообщения появляются на экране независимо от того в каком окне в данный момент находится пользователь. Также могут появиться сразу несколько сообщений, которые можно перелистывать в окне «Сообщения». Все сообщения заносятся в журнал.

Зона управления вакуумной системой

Зона управления вакуумной системой состоит из мнемосхемы, на которой отображается состояние вакуумной системы и кнопок управления.

Рис. 4.15 Вакуумная система (без отображения параметров)

Установка галочки в поле «Отображение параметров» приводит к появлению параметров на мнемосхеме вакуумной системы.

Это сделано для уменьшения информационной загруженности экрана управления.

Рис. 4.16 Вакуумная система

 Рядом с условным изображением диффузионного насоса указывается время с момента включения или выключения нагревателя. При разогреве ведется отсчет времени в прямом направлении, при завершении нагрева цифра исчезает, насос меняет цвет с желтого на зелёный. При выключении - новый отсчет времени в обратном направлении.

При клике на затворы VT1-VT4 рядом с элементом появляется три кнопки, для подачи команд: «Закрыть», «Среднее положение», «Открыть». После подачи команды,или через 5 секунд кнопки скрываются.

 

Рис. 4.17 Управление затворами

 Нижние кнопки предназначены для запуска отдельных алгоритмов.

До включения какого-либо алгоритма или по завершении действия алгоритма оператор может проводить процесс в ручном режиме, нажимая соответствующие символы элементов - насосов, клапанов и затворов.

Зона управления подачи хладагентов в панели охлаждения

Рис. 4.18 Зона управления «Панели охлаждения»

Индикаторы наличия охлаждения (R15…R18) соответствуют 4 панелям. Управление клапанами кликом мышью возможно в ручном режиме.

 Зона управления холодильным агрегатом

Рис. 4.19 Зона управления «Холодильный агрегат»

Управление элементами производится кликом мыши. Изображения элементов отображают их текущий статус в соответствии с таблицей 1. Клик по кнопке «Система охлаждения» приведет к открытию окна гидравлической схемы:

Рис. 4.20 Окно «Системы охлаждения»

Зона управления технологическим процессом

Зона управления по функционалу разделена на блоки.

Перемещение кареток с магнетронами отображается на мнемосхеме,всоответствиесреальнымперемещением, в полях отображаются скорости перемещений.

Рис. 4.21 Управление технологическим процессом

Кнопка «Нагреватель» предназначена для включения-выключения нагревателя при ручном режиме работы. Кнопка «Нагреватель», при включенном нагревателе зеленого цвета, не зависимо от режима работы – ручной или автомат.

Процесс работы с нагревателем включает следующие шаги:

1) Перед включением нагревателя задать значения параметров:

         Imax – верхний предел (уставка) тока, %;

         Шаг I – величина шага повышения тока, %;

         Шаг – период шага повышения тока, сек.

Каждые «Шаг» секунд ток нагревателя будет увеличиваться на «Шаг, I» % до тех пор,пока не достигнет Imax %. Например, в случае, отображенном на рисунке, ток нагревателя через каждые 10 секунд будет увеличиваться на 5%, пока не достигнет значения 50А.

Рис. 4.22 Панель управления нагревателем (настройка)

 2) Для включения нагревателя нажать кнопку «Нагреватель». Кнопка сменитцвет с синего на зелёный. Начнётся ступенчатое повышение токанагревателя. Текущее значение тока будет отображаться в параметре Iтек, А.

3) Для выключения нагревателя повторно нажать кнопку «Нагреватель».Кнопка сменит цвет с зелёного на синий. Напряжение с нагревателя будетснято.

Примечание:

Для быстрого достижения необходимой мощности нагрева рекомендуетсяустанавливать большое значение в поле «Шаг, I, %» и малое значение в поле «Шаг, сек»  (минимум 1 сек).

Кнопка «Вкл» расхода газа служит для управления потоками газов через РРГ в ручном режиме работы.Оператор записывает требуемые расходы, открывает соответствующие клапаны (VE1 – VE6) и нажимает кнопку «Вкл», при этом записанные расходы поддерживаются соответствующими РРГ. Слева от введенного расхода отображается текущий расход соответствующего газа.

Рис. 4.24 Кнопки управления. Зоны «Каретки», «Время», «Давление», «Задания для магнетронов»

 Кнопка«Вкл» в области «Каретки» служит для включения приводов кареток в ручном режиме работы. 

Кнопка  переключает синхронный и асинхронный режимы движения кареток, кнопка  - поиск референтной метки. Кнопка  служит для аварийной остановки движения кареток.

В полях «От» и «До» указывается, в каком диапазоне происходит сканирование кареток магнетронов (в зависимости от размера изделий зона сканирования может меняться). В поле «V=»указывается скорость, с которой будут двигаться магнетроны.

Кнопки в нижней части – «Нагрев», «Очистка», «Травление», «Охл. возд.», «Охл. водой», «Охл. циркул.» - предназначены для проведения соответствующего процесса. При нажатии на одну из кнопок, в блоке параметров процесса (Рис. 4.23) отображаются параметры выбранного процесса.

Для управления процессом «Напыление» служит блок кнопок (Рис 4.23). В каждой строке блока имеется три кнопки – «Очистка мишени», «Металл», «Реактивный слой», которые служат для выбора действия на данном этапе напыления. Для каждого этапа выбирается одно действие, т.е. в строке может быть нажата только одна кнопка. У выбранной строки отображается рамка, которая показывает, что в данный момент в блоке параметров процесса (Рис. 4.23) отображаются параметры именно данного этапа. После нажатия кнопкисоответствующего процесса, оператор вносит требуемые значения параметров. В каждом из 4-х этапов напыления, выбранная кнопка подсвечивается зеленой рамкой. Далее оператор нажимает кнопку «Пуск» и процесс выполняется в автоматическом режиме. В ходе выполнения процесса в автоматическом режиме в зависимости от того, какой этап в данный момент выполняется, подсвечивается выбранная на этом этапе кнопка желтым цветом. В процессе выполнения алгоритма оператор может менять параметры работы магнетронов и параметры смещения – изменяя значения в графе «Задание». Оператор может изменять значение в окнах «Время»,давление – «Р, Па», «%, N», «%, CH»- процентное содержание газов в смеси с аргоном, в камере при реактивном процессе. Кнопка «Выход» выполняет выключение магнетронов и паркует каретки. Кнопка «Ручной режим» - переход в ручной режим, последовательность выполнения процесса прекращается. При этом оборудование продолжает работать в заданном процессом режиме.В автоматическом режиме кнопка «Ручной режим» синего цвета, в ручном режиме – зеленого.

Оператор выбирает режим работы магнетронов: постоянства тока – «I, const» или постоянства мощности - «P, const» 

И, в соответствие с этим, заполняет графу «Задание» для магнетронов – в единицах тока или мощности. Для блоков смещения всегда режим постоянства напряжения.

Кнопки «МG1» - «МG4», «НВ», «ВВ», служат для включения питания в ручном режиме. Способ управления питанием магнетронов можно настроить в параметрах в разделе «Магнетроны» (либо со SCADA, либо с передней панели блока питания). При управлении магнетроном с передней панели блока на кнопке магнетрона появляется значок «Рука» 

Магнетроны

нет связи

выключен

выход на режим

включен

авария

Рис. 4.25 Условные обозначения кнопок управления блоками питаний магнетронов

Система управления позволяет оператору в любой момент времени задействовать ручное управление. Запуск всех операций в ручном режиме проверяется на отсутствие блокировок (Настройки - Блокировки). Если операция не может быть выполнена из-за наличия блокировок, то на экране появляется соответствующее сообщение.

АЛГОРИТМЫ УПРАВЛЕНИЯ ВАКУУМНОЙ СИСТЕМОЙ

В процессе выполнения любого из алгоритмов в автоматическом режиме блокируется включение-выключение элементов управления на мнемосхеме. Исключением является только возможность управление клапаном напуска VP5 и пневмоприжимами в процессах «Подготовка» и «Выключение». При переходе из автоматического режима в ручной режим, блокировки снимаются.

Напуск

Оператор нажимает кнопку «Напуск».

Условия срабатывания;

  • проверка блокировок;

Действия:

  • при успешном запуске кнопка «Напуск» изменяет свой цвет на зеленый;
  • открываются пневмоприжимы ПЦ1-ПЦ7;
  • открывается клапан напуска VP5;

Оператор убедившись в том, что в камере атмосферное давление, что нет препятствий для открытия переднейдвери камеры и перемещения тележки может включить привод М4.

При срабатывании S4, привод М4 отключается;

  • кнопка «Напуск» изменяет свой цвет на синий

Подготовка

Алгоритм предназначен для вывода на режим высоковакуумных, диффузионных насосов.

Оператор нажимает кнопку «Подготовка».

Условия выполнения:

  • проверка блокировок;

При выполнении условий - кнопка «Подготовка» изменяет цвет на зеленый. В поле «Этап» надпись «Подготовка».

Действия:

  • включаются агрегаты NL1,NL2;
  • контролируется давление по датчикам РТ2 и РТ3;
  • через 10 секунд и при достижении давления по датчикам РТ2 и РТ3 ≤ 2х103  Па включаются насосыNZ1,NZ2;
  • при достижении давления по датчикам РТ2 и РТ3 ≤ 10 Па открываются клапаны VP1- VP4;
  • контролируется давление по датчикам РТМ1 - РТМ4;
  • через 10 секунд и при достижении давления по датчикам РТМ1 - РТМ4 ≤ 5 Па включаются нагреватели насосов ND1 – ND4;

Если давления по датчикам РТ2 и РТ3 ≥8х103 Па насосыNZ1,NZ2выключаются.

Если давления по датчикам РТ2 и РТ3 ≤ 6х103 Па насосыNZ1,NZ2включаются.

  • при достижении давления по датчикам РТМ1-РТМ4≤ 5 Па и насосы ND1-ND4 разогреты, в поле «Этап» появляется надпись «Подготовка завершена», цвет кнопки «Подготовка» возвращается в исходное состояние.

Откачка

Алгоритм предназначен для откачки камеры и достижения необходимого остаточного давления.

Оператор нажимает кнопку «Откачка».

Условия выполнения:

  • проверка блокировок;

При выполнении условий - кнопка «Откачка» изменяет цвет на зеленый. В поле «Этап» надпись «Откачка».

Действия:

  • закрываются клапан напуска VP5 и пневматические зажимы VC1-VC7;
  • если давления по датчикам РТM1-РТM5 ≤ 5 Па открываются затворы VT1-VT4, иначе:
  • закрываются клапаны VP1-VP4;
  • через 5 секунд после закрытияVP1- VP4 открываются VT5 и VT6;
  • после открытия VT5 и VT6, контролируется давление по РТМ5;
  • при давлении по РТМ5≤ 5 Па и при включенных насосахNZ1,NZ2, закрываются VT5 и VT6;

Если давления по датчику РТM5≥8х103 Па насосыNZ1,NZ2выключаются.

Если давления по датчику РТM5˂6х103 Па насосыNZ1,NZ2включаются.

  • через 10 секунд VP1- VP4 открываются;
  • через 10 секундпосле открытия VP1-VP4, если давления по датчикам РТM5 ≤ 50 Па и РТM1-РТM4 ≤ 5 Па,VT1- VT4 открываютсяполностью;
  • после открытия затворов VT1-VT4, контролируетсядавление по РТМ5;
  • при достижении давления по РТМ5≤5х10-2 Па (если включено использование насоса NL3, и при достижения давления по РТ1≤ 5 Па) в поле «Этап» появляется надпись «Откачка завершена», цвет кнопки «Откачка» возвращается в исходное состояние.

Параллельно 1: Откачка вводов

Если в настройках включено использование насоса NL3:

  • включается NL3;
  • при достижении по РТ1давления ≤ 5 Па, открывается VP6;
  • после открытия VP6 контролируется давление по РТ1;

Параллельно 2: Продувка

  • КЭ7 – КЭ10, КЭ13 закрываются, КЭ12 открывается;
  • через 5 секунд КЭ6, КЭ17-КЭ19 открываются;
  • продувка продолжается в течение времени, указанного в настройках («время продувки»)
  • по истечению времени продувки КЭ6, КЭ17-КЭ19 закрываются.

Выключение

Алгоритм предназначен для проведения процесса остывания высоковакуумных диффузионных насосов и откачки камеры перед выключением установки.

Оператор нажимает кнопку «Выключение».

Условия выполнения:

  • проверка блокировок;

При выполнении условий - кнопка «Выключение» изменяет цвет на зеленый. В поле «Этап» надпись «Выключение».

Действия:

  • закрытие открытых VT1-VT4;
  • выключение включенного РРГ;
  • закрытие открытых VE1-VE6;
  • выключается питание нагревателей  насосов ND1- ND4, ожидание остывания;
  • если VP5 закрыт, двери закрыты, прижимы закрыты, давление по РТМ5˃10 Па - выполняется откачка камеры:
  • закрываются VP1-VP4;
  • через 5 секунд открываются VT5, VT6;
  • если давление по PTM5≤5 Пазакрываются VT5, VT6;

Параллельно:

Если давление по датчику PTM5≥8х103Па выключаются NZ1, NZ2;

Если давление по датчику PTM5≤6х103Па включаются NZ1, NZ2;

  • если насосы ND1-ND4 не выключены (не остыли) то открываются VP1-VP4,
  • ожидается выключение и остывание насосов ND1-ND4;           
  • если в течении данного времени закрыли клапан VP5, двери и прижимы - переход к откачке камеры;
  • при выключенных и остывших ND1-ND4 закрываются VP1-VP4, закрывается VP6;
  • через 5 секунд при закрытых VP1-VP4, VP6 выключаются NZ1 и NZ2;
  • через 5 секунд после выключения NZ1, NZ2 выключаются NL1-NL3;

В поле «Этап» надпись «Выключение завершено».

Далее оператор выходит из режима исполнения MasterScada, выключает компьютер, закрывает подачу охлаждения, закрывает баллоны с газами и выключает электропитание установки.

АЛГОРИТМЫ УПРАВЛЕНИЯ ЭТАПАМИ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА

Нагрев

Алгоритм предназначен для разогрева изделия до заданной температуры и дальнейшего её поддержания.

Оператор нажимает кнопку «Нагрев».

  • проверка блокировок;

Кнопка «Нагрев» изменяет цвет на желтый.

Оператор устанавливает параметры в полях Тзад., Imax., Шаг I % и Шаг сек (оператор может установить эти параметры и до нажатиякнопки «Нагрев»). Если какой либо параметр пропущен – алгоритм выполняться не будет.

Оператор нажимает «Пуск» - выполняется алгоритм.

После проверки блокировок кнопка «Нагрев» - зеленый цвет.

Действия:

  • каретки с магнетронами перемещаются к задней двери камеры – срабатывают SQ1 и SQ2;
  • при сработавших SQ1, SQ2, включается питание нагревателей NG1-NG16.
  • Ток нагревателей увеличивается с заданным шагом через заданное время.

Если в параметрах, в разделе «Нагреватель» включено «Применять ПИД-регулирование» то при приближении температуры Ттек. к Тзад. до температуры, установленной в поле «Разница текущей температуры и уставки, при которой включается ПИД-регулирование», пошаговое увеличение тока прекращается и включается ПИД регулятор, который обеспечивает плавный нагрев до заданной температуры и дальнейшее ее поддержание. Регулирование температуры изделия контролируется по термопареТ6.

  • При достижении заданной температуры Тзад., контролируется давление по РТМ5;
  • при давлении по PD1≤2х10-2 Па, кнопка «Нагрев» становится синей, в поле «Этап» - «Нагрев завершен».

После завершения этапа питание нагревателя не отключается – система поддерживает заданную температуру.

Очистка

Алгоритм предназначен для проведения очистки изделия в плазме тлеющего разряда.

Оператор нажимает кнопку «Очистка».

Условия выполнения:

  • проверка блокировок;

После проверки блокировок кнопка «Очистка» - желтый цвет.

Действия:

Оператор устанавливает параметры в окнах – время, давление, скорость перемещения каретки, диапазон перемещения каретки, вид взаимного перемещения каретки, задание высоковольтного смещения. Если какой либо параметр пропущен – алгоритм выполняться не будет.

Оператор нажимает «Пуск».

После проверки блокировок кнопка «Очистка» - зеленый цвет.

Действия:

  • каретки с магнетронами перемещаются к задней двери камеры – срабатывают SQ1 и SQ2, выключаются приводы М2 и М3;
  • если клапаны КЭ15 и КЭ16 не открыты - открываются;
  • затворы VT1- VT4 переходят в промежуточное положение;
  • при сработавших SQ1 и SQ2, затворах VT1- VT4 в промежуточном положении, есть проток на ротаметрах R28-R35 и заданы все параметры -открываются VE1 и VE4;
  • через 5 секунд после открытия VE1 и VE4, плавно открываются VF1 и VF4;
  • с помощью ПИД регулятора достигается и поддерживается заданное давление аргона, контроль давления по PTM5;
  • через 5 секунд и достижения заданного давления включается питание от блока ВВ смещения, плавно увеличивается напряжение до достижения заданного значения;
  • включается перемещение кареток в рамках указанного диапазона «От» и «До»;
  • начинается отсчет времени длительности процесса;
  • при завершении заданного времени каретки с магнетронами перемещаются к задней стенке камеры – срабатываютSQ1 и SQ2, выключаются приводы М2 и М3;
  • если каретки припаркованы выключается ВВ смещение;
  • после выключения ВВ смещения закрываются VF1 и VF4 – задание «0»;
  • через 5 секунд после закрытия VF1 и VF4 закрываются VE1 и VE4;
  • надпись в поле «Этап» - «Очистка завершена», кнопка «Очистка» становится «синей».

Травление

Алгоритм предназначен для проведения очистки изделияв плазме магнетронов при наличии высоковольтного смещения на изделии.

Оператор нажимает кнопку «Травление».

Условия выполнения:

  • проверка блокировок;

После проверки блокировок кнопка «Травление» - желтый цвет.

Действия:

Оператор устанавливает параметры в окнах – время, давление, скорость перемещения каретки, диапазон перемещения каретки, вид взаимного перемещения каретки, задания высоковольтного смещения,задание параметров работы магнетронов. Если какой либо параметр пропущен – алгоритм выполняться не будет.

Оператор нажимает «Пуск».

После проверки блокировок кнопка «Травление» - зеленый цвет.

Действия:

  • каретки с магнетронами перемещаются к задней двери камеры – срабатывают SQ1 и SQ2, выключаются приводы М2 и М3;
  • если клапаны КЭ15 и КЭ16 не открыты - открываются;
  • затворы VT1- VT4 переходят в промежуточное положение;
  • при сработавших SQ1 и SQ2, затворах VT1- VT4 в промежуточном положении, есть проток на ротаметрах R28-R35 и заданы все параметры -открываются VE1 и VE4;
  • через 5 секунд после открытия VE1 и VE4, плавно открываются VF1 и VF4;
  • с помощью ПИД регулятора достигается и поддерживается заданное давление аргона, контроль давления по PTM5;
  • через 5 секунд и достижения заданного давления включается питание от блока ВВ смещения, плавно увеличивается напряжение до достижения заданного значения;
  • при стабилизации заданных параметров тлеющего разряда включаются MG1-MG4 при уставке ˃ 0;
  • если MG1-MG4 включены, происходит перемещение кареток в рамках указанного диапазона «От» и «До»;
  • начинается отсчет времени длительности процесса;
  • при завершении заданного времени каретки с магнетронами перемещаются к задней стенке камеры – срабатываютSQ1 и SQ2, выключаются приводы М2 и М3;
  • если каретки припаркованы, выключаются MG1-MG4;
  • через 5 секунд после выключения MG1-MG4 выключается ВВ смещение;
  • после выключения ВВ смещения закрываются VF1 и VF4 – задание «0»;
  • через 5 секунд после закрытия VF1 и VF4 закрываются VE1 и VE4;
  • надпись в поле «Этап» - «Травление завершено», кнопка «Травление» становится «синей».

АЛГОРИТМЫ НАПЫЛЕНИЯ

Условия выполнения для всех алгоритмов:

  • проверка блокировок;

Первоначальные действия для всех алгоритмов:

  • каретки с магнетронами перемещаются к задней двери камеры – срабатывают SQ1 и SQ2, выключаются приводы М2 и М3;
  • открываются клапаны КЭ15, КЭ16;
  • затворы VT1- VT4 переходят в промежуточное положение;
  • при наличии протока в ротаметрах R28-R35, затворы VT1-VT4 в среднем положении, каретки припаркованы, начинается выбранный процесс;

Очистка мишени

Алгоритм предназначен для проведения очистки поверхности мишенеймагнетронов (т.е. удаляется поверхностный слой на мишени).

Оператор нажимает кнопку «Оч.миш».

Кнопка «Оч.миш» - желтый цвет.

Оператор устанавливает параметры в окнах – время, давление, скорость перемещения каретки, диапазон перемещения каретки, вид взаимного перемещения каретки, задание высоковольтного смещения,задание параметров работы магнетронов.Если какой либо параметр пропущен – алгоритм выполняться не будет.

Оператор нажимает «Пуск».

Действия:

  • если заданы все параметры и проверены блокировки - кнопка «Оч.миш» изменяет цвет на зеленый.
  • открываются VE1 и VE4;
  • через 5 секунд после открытия VE1 и VE4, плавно открываются VF1 и VF4;
  • с помощью ПИД регулятора достигается и поддерживается заданное давление аргона по PTM5;
  • через 5 секунд после того, как РРГ стабилизировано, включается питание от блока ВВ смещения, плавно увеличивается напряжение до достижения заданного значения;
  • включается питаниеMG1-MG4, если их уставки ˃ 0, плавно увеличивается напряжение до достижения заданных значений тока или мощности;
  • при достижении заданных параметров начинается отсчет времени цикла;
  • при завершении заданного времени очистки выключается подача питания от блоковMG1-MG4;
  • через 5 секунд после выключения MG1-MG4 выключается ВВ смещение;
  • надпись в поле «Этап» - «Оч.миш» завершена», кнопка «Оч.миш» становится «синей».

Нанесение металлического слоя

Алгоритм предназначен для нанесения пленки металла наповерхность изделия.

Оператор нажимает кнопку «Металл» - 1…4.

Кнопка «Металл» - желтый цвет.

Оператор устанавливает параметры в окнах – время, давление, скорость перемещения каретки, диапазон перемещения каретки, вид взаимного перемещения каретки, задание низковольтного смещения, задание параметров работы магнетронов. Если какой либо параметр пропущен – алгоритм выполняться не будет.

Оператор нажимает «Пуск».

Действия:

  • если заданы все параметры - кнопка «Металл» изменяет цвет на зеленый.
  • с помощью ПИД регулятора изменяется и поддерживается заданное давление аргона по PTM5;
  • через 5 секунд после того, как РРГ стабилизировано, включается питание от блока НВ смещения, плавно увеличивается напряжение до достижения заданного значения;
  • включается питаниеMG1-MG4, если их уставки ˃ 0, плавно увеличивается напряжение до достижения заданных значений тока или мощности;
  • при достижении заданных параметров включаются приводы перемещения кареток с магнетронами, начинается отчет времени цикла;
  • каретки перемещаются в заданном диапазоне «От» и «До»;
  • при завершении заданного времени нанесения, каретки с магнетронами перемещаются к задней двери камеры – срабатывают SQ1 и SQ2, выключаются приводы М2 и М3;
  • выключается подача питания от блоковMG1-MG4;
  • через 5 секунд после выключения MG1-MG4 выключается HВ смещение;

Если далее имеется еще слой или покрытие то магнетроны не выключаются.

В случае, когда завершены все этапы нанесения покрытия, магнетроны выключаются.

  • надпись в поле «Этап» - «Металл 1…4 завершено», кнопка «Металл» становится «синей».

Нанасение реактивного покрытия

Алгоритм предназначен для нанесения пленки соединения металла с реактивным газом наповерхность изделия.

Оператор нажимает кнопку «Реакт» - 1…4.

Кнопка «Реакт.» - желтый цвет.

Оператор устанавливает параметры в окнах – время, давление, % содержание реактивных газов, скорость перемещения каретки, диапазон перемещения каретки, вид взаимного перемещения каретки, задание низковольтного смещения, задание параметров работы магнетронов. Если какой либо параметр пропущен – алгоритм выполняться не будет.

Оператор нажимает «Пуск».

Действия:

  • если заданы все параметры - кнопка «Реакт» изменяет цвет на зеленый.
  • открываются VE1 и VE4, если N% > 0 то и VE2 и VE5, если Ch% > 0 то и VE3 и VE6;
  • через 3 с после открытия клапанов, плавно открываются, соответствующие, VF2, VF3,VF5 и VF6; при этом плавно закрываются VF1 и VF4;
  • с помощью ПИД регулятора достигается нужное процентное соотношение реактивных газов и аргона и поддерживается заданное давление в камере по PTM5;
  • через 5 секунд после того, как РРГ стабилизировано, включается питание от блока НВ смещения, плавно увеличивается напряжение до достижения заданного значения;
  • включается питаниеMG1-MG4, если их уставки ˃ 0, плавно увеличивается напряжение до достижения заданных значений тока или мощности;
  • при достижении заданных параметров включаются приводы перемещения кареток с магнетронами, начинается отчет времени цикла;
  • каретки перемещаются в заданном диапазоне «От» и «До»;
  • при завершении заданного времени нанесения, каретки с магнетронами перемещаются к задней двери камеры – срабатывают SQ1 и SQ2, выключаются приводы М2 и М3;
  • выключается подача питания от блоковMG1-MG4;
  • через 5 секунд после выключения MG1-MG4 выключается HВ смещение;
  • закрываются, открытые, VF2, VF3,VF5 и VF6;
  • через 5 секунд после того, как РРГ стабилизировано закрываются, открытые,VE2, VE3, VE5 и VE6;
  • надпись в поле «Этап» - «Реакт 1…4 завершено», кнопка «Реакт» становится «синей».

При наличии следующих слоев нанесения все устройства остаются включенными, и алгоритмы «Оч.миш», «Металл» и «Реакт» проводятся аналогично.

ЗАВЕРШЕНИЕ ЭТАПОВ НАНЕСЕНИЯ ПОКРЫТИЯ

При завершении последнего этапа нанесения покрытия:

  • выключается питание включенных MG1-MG4;
  • если питание MG1-MG4 выключено, выключается питание включенных НВ и ВВ;
  • если питание НВ и ВВ выключено – закрываются все открытые VF;
  • через 5 секунд после закрытия всехVF, закрываются все открытые VE;
  • надпись в поле «Этап» - «Нанесение завершено»

Охлаждение воздухом

Алгоритм предназначен для проведения охлаждения панелей воздухом до температуры ниже 100ºС, чтобы можно было затем использовать для охлаждения воду. Проводится при охлаждении изделия.

Оператор нажимает кнопку «Охл.возд».

Условия выполнения:

  • проверка блокировок;

Кнопка «Охл.возд» - желтый цвет.

Оператор нажимает «Пуск».

Действия:

  • кнопка «Охл.возд» изменяет цвет на зеленый;
  • закрываются КЭ7-КЭ10, КЭ13;
  • если нагреватель включен то выключается;
  • открывается КЭ12;
  • через 5 секунд после открытия КЭ12, открываются КЭ6, КЭ17-КЭ19;
  • ожидание остывания до температуры, указанной в настройках («Температура остывания панелей охлаждения в процессе охлаждение воздухом» в разделе Процессы);
  • при достижение заданной температуры по датчикам температуры панелей закрываются КЭ6, КЭ17-КЭ20;
  • надпись в поле «Этап» - «Охл.возд завершено», кнопка «Охл.возд» становится «синей».

Охлаждение водой

Алгоритм предназначен для интенсификации процесса охлаждения изделия пропусканием охлажденной жидкости через панели.

Оператор нажимает кнопку «Охл.водой».

Условия выполнения:

  • проверка блокировок;

Кнопка «Охл.водой» - желтый цвет.

Оператор нажимает «Пуск».

Действия:

  • кнопка «Охл.водой» изменяет цвет на зеленый;
  • если клапаны КЭ6, КЭ12,КЭ17-КЭ19 открыты то закрываются;
  • через 5 секунд после закрытия КЭ6, КЭ12,КЭ17-КЭ19 открываются КЭ7-КЭ10;
  • через 5 секунд после открытия КЭ7-КЭ10 открывается КЭ13;
  • ожидание остывания до температуры, указанной в настройках («Температура остывания панелей охлаждения в процессе охлаждение водой» в разделе Процессы);
  • при работающем датчике температуры заготовки Т6, ожидается остывание заготовки до указанной в настройках температуры («Температура остывания заготовки в процессе охлаждение водой» в разделе Процессы);
  • после остывания закрывается VT1-VT4;
  • охлаждение панелей водой не отключается;
  • надпись в поле «Этап» - «Охл.водой» завершено», кнопка Охл.водой» становится «синей».
  • Охлаждение циркуляцией

Алгоритм предназначен для интенсификации процесса охлаждения изделия пропусканием охлажденного газачерез камеру, при непосредственном контакте с изделием.

Оператор нажимает кнопку «Охл.цирк».

Условия выполнения:

  • проверка блокировок;

Кнопка«Охл.цирк» - желтый цвет.

Оператор нажимает «Пуск».

Действия:

  • кнопка «Охл.цирк» изменяет цвет на зеленый;
  • подается сигнал на напуск сухого азота;
  • контролируется давление в камере по РТМ5;
  • при достижении давления 90 кПа, подается сигнал на отключение напуска;
  • контролируется температура по датчику температуры заготовки, при снижении температуры ≤ 170 0С, алгоритм завершен;
  • надпись в поле «Этап» - «Охл.цирк» завершено», кнопка «Охл.цирк» становится «синей».

ПРЕРЫВАНИЕ ВЫПОЛНЕНИЯ ПРОЦЕССА

Существует два способа прервать выполнение технологического алгоритма –нажать кнопку «Выход», нажать кнопку «Ручной режим».

При нажатии кнопки «Выход»:

для процессов «Травление», «Очистка», этапы «Напыление»:

  • каретки с магнетронами перемещаются к задней стенке камеры – срабатываютSQ1 и SQ2, выключаются приводы М2 и М3;
  • отключается питание магнетронов и от блоков НВ и ВВ смещения;
  • закрываются VF1–VF6 – задание «0»;
  • после закрытия VF1-VF6 через 3 секунды закрываются VE1-VE6;

для процесса «Охлаждение воздухом»:

  • закрываются КЭ6, КЭ17-КЭ19;

для процессов «Охлаждение водой» и «Охлаждение циркуляцией»:

  • закрывается КЭ13;
Подробнее

Фотоотчет

г. Казань, улица Муштари, д.30

Обратная связь