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.