Автоматизированная система управления и сбора данных UNICON-sb-I/O-3 предназначена для автоматизированного управления процессом жидкофазной эпитаксии полупроводниковых слоев на подложках арсенида галлия (и других материалов при соответствующем программном обеспечении). Система осуществляет регистрацию значения температуры в заданных точках вакуумной камеры и управляет нагревом и охлаждением многоконтурного резистивного или индукционного нагревателя по температурному профилю. Значения кривых профиля, его график, температура в различных участках вакуумной камеры и ход процесса отображаются на экране человеко-машинного интерфейса системы. Ведется полный лог параметров системы. Обмен данными между узлами системы осуществляется по внутренней шине или по Ethernet (внешние модули), управление силовыми цепями осуществляется напрямую через линии цифрового и аналогового ввода/вывода, или по интерфейсу RS-485 (RS-232).

 ​

1. Краткое описание
Система управления и сбора данных UNICON-sb-I/O-3 (далее – система) смонтирована в корпусе с периферийными интерфейсами ввода/вывода, питающими и защитными цепями. Предусмотрена бесперебойное питание и защита от КЗ. Выходные управляющие каскады гальванически изолированы, а модули удаленного ввода/вывода модули имеют искробезопасные барьеры для защиты при работе во взрывоопасных (водород, метан и т.д.) лабораторных или производственных условиях при управлении сильноточной нагрузкой.

2. Основные возможности и технические характеристики UNICON-sb-I/O-3

  • Регистрация значений температуры в трех точках вакуумной камеры с точностью не хуже ±0,1°С частотой опроса 1 раз в секунду.
  • Управление двух- и/или трехконтурным (по согласованию) резистивным нагревателем с точностью поддержания температуры ± 0,2°С.
  • Осуществление нагрева образца арсенид-галлиевой подложки по температурному профилю (графику – температура-время).
  • Прецизионное управление процесса охлаждения подложки по температурному профилю (графику температура-время).

3. Основной состав системы

a. Аппаратный состав системы и технические характеристики

Встраиваемая система с подсистемами Real-Time, FPGA и подсистемой ввода-вывода Параметр
Коммутация расширяющих модулей ввода/вывода С-серии Есть, до 2х
Интерфейс 10/100 BASE-T Ethernet 1
Интерфейс RS-232 1
Интерфейс CAN 1
Интерфейс RS-485 1
Напряжение питания от 9 до 30 В DC

Характеристики подсистемы Real-Time и FPGA
Частота процессора 400 МГц
Объем энергонезависимой памяти 256 Мб
Объем оперативной памяти 128 Мб
Номинальная частота FPGA (управление силовыми ключами) до 40 МГц

Характеристики подсистемы ввода-вывода
Возможность подключения термопар следующих типов J, K, T, E, R, S, B, N
Количество каналов для подключения термопар 8
Частота опроса синхронизированных аналоговых входов до 10 Гц
(до 100 при согласовании)
Разрядность АЦП 16 бит
Динамический диапазон АЦП 110 дБ
Погрешность измерений 0,1 %
Количество каналов аналогового вывода 4
Диапазоны изменения выходного сигнала по напряжению 0..10 В, 0..5 В, ±5В, ±10 В
Диапазоны изменения выходного сигнала по току 0..20мА,4..20 мА
Разрядность ЦАП 14 бит

 

4. Программный состав системы и функции каждой части ПО
Программное обеспечение UNICON-sb-3. Специализированное программное обеспечение для проведения процессов нагрева-охлаждения для жидкофазной эпитаксии.

a. Функции ПО подсистемы FPGA

  • Измерение и согласование сигналов термопар;
  • Фильтрация сигналов термопар;
  • Работа модуля ПИД-регулирования;
  • Формирование сигнала управления резистивным нагревателем согласно температурному профилю и закону ПИД-регулирования;
  • Вывод сигналов для управления резистивным нагревателем;
  • Обработка аварийных ситуаций, экстренная остановка процесса.

b. Функции ПО подсистемы Real-Time

  • Обмен данными с подсистемой FPGA посредством каналов DMA и FIFO;
  • Обмен данными с хост-системой посредством интерфейсов Ethernet, CAN и протоколам Shared Variable, TCP/IP, CANopen, Modbus;
  • Формирование температурного профиля на основе данных от хост-системы;
  • Детерминированное по времени выполнение температурного профиля с возможностью постановки на паузу, продолжения работы и аварийной остановки процесса;
  • Выполнение управления нагревателем на основе данных от термопар для проведения процесса жидкофазной эпитаксии.

c. Функции ПО хост-системы

  • Интерфейс с оператором.
  • Обмен данными с подсистемой Real-Time по интерфейсам Ethernet, CAN и протоколам Shared Variable, TCP/IP, CANopen, Modbus.
  • Сохранение данных эксперимента в виде файлов отчета.
  • Сохранение конфигурации и параметров профиля нагрева эксперимента в файлы конфигурации.
  • Загрузка файлов конфигурации для повторной установки параметров эксперимента.
  • Вывод диагностических сообщений о состоянии системы оператору.



    Комплектация, форм-фактор, условия поставки и сроки пуско-наладочных работ необходимо согласовать. Стоимость предоставляется по запросу после согласования.