泡生法蓝宝石单晶炉的冷却水自动控制系统研究设计
发布时间：2021-09-16 19:17
近年来随着科技发展的进步,电子手持设备大量涌入市场,人工晶体在电子产品设备中的应用受到了广泛关注。人造蓝宝石晶体目前在LED行业、智能手机、手表、摄像机镜头等产品中大量使用,未来市场需求比较大,应用前景比较广泛。因此市场上对蓝宝石晶体质量的要求也比较高,目前市场上人造蓝宝石晶体质量参差不齐,从生产过程来分析影响蓝宝石晶体质量的因素很多,其中长晶炉的冷却水系统尤为重要,恒定的水温是生长高品质晶体的重要保证。本文主要针对目前市场上泡生法80kg蓝宝石长晶炉冷却水系统存在的温度控制不精确、自动化程度低、缺少应急自动保护装置等问题,经过对泡生法蓝宝石长晶工艺中对水温要求的分析后设计了一套针对于泡生法蓝宝石单晶生长的冷却水自动控制系统,通过在实际应用中不断调试和改进,最终实现了在整个晶体生长阶段达到了冷却水系统温度控制精确、恒温恒压和自动化运行操作,使得通过长晶炉的进水温度达到蓝宝石长晶工艺所需的设定值25±0.1℃。本文的研究内容主要包括以下几个部分:（1）实现对整个冷却循环水系统的恒温恒压控制,本文以PLC控制器为核心设计了一套自动化系统装置,通过对单晶炉长晶过程中对热量的水温数学模型分析,...
【文章来源】：浙江理工大学浙江省
【文章页数】：73 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 引言
1.2 课题的研究背景与意义
1.3 国内外发展研究现状与趋势
1.3.1 工业冷却水类型介绍
1.3.2 国内外温度测量控制技术的发展
1.4 本文主要工作内容
1.5 本文章节结构安排
第二章 蓝宝石单晶生长技术与工艺流程分析
2.1 蓝宝石单晶的特性以及生长方法
2.2 泡生法蓝宝石单晶的生长工艺流程
2.3 本章小结
第三章 泡生法蓝宝石单晶炉的冷却水自动控制系统的硬件设计
3.1 冷却水循环系统结构设计
3.2 冷却水系统的PLC选型
3.3 变频器原理及应用
3.4 制冷系统的选型与计算
3.4.1 制冷系统的额定工况计算
3.4.2 压缩机选型及热力计算
3.5 传感器选型
3.6 系统主要模块硬件接线图设计
3.7 本章小结
第四章 模糊PID控制器的研究与设计
4.1 常规PID控制原理及应用
4.2 模糊控制器的组成及原理
4.2.1 模糊控制器的组成
4.2.2 模糊控制器的原理
4.3 模糊PID控制器设计
4.3.1 模糊PID控制器结构
4.3.2 PID参数模糊自整定控制规则
4.3.3 建立仿真模型和结果分析
4.4 本章小结
第五章 泡生法蓝宝石单晶炉冷却水自动控制系统的软件设计
5.1 冷却水PLC控制结构设计
5.2 下位机控制系统程序编写
5.2.1 I/O地址点位分配表
5.2.2 PLC主程序编写
5.2.3 手/自动程序的编写
5.3 上位机软件开发
5.3.1 上位机与PLC之间的串口通讯实现
5.3.2 上位机开发设计与实现
5.4 本章小结
第六章 泡生法蓝宝石长晶炉的冷却水控制系统调试及分析
6.1 电气控制线路调试
6.2 变频器参数的设定和调试
6.3 PLC程序运行调试
6.4 本章小结
第七章 总结与展望
7.1 本文的主要工作与创新点
7.2 未来工作展望
参考文献
攻读硕士期间的研究成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]压缩机组PLC控制系统的国产化升级改造方案[J]. 钱迪,郑会,张沛,刘建臣,赵洪亮,菅秀洋,亓呈文. 油气储运. 2018(01)
[2]电气自动化设备中PLC控制系统的应用[J]. 孙文浩. 电子技术与软件工程. 2017(15)
[3]PLC控制系统的可靠性设计[J]. 杨斌. 电子技术与软件工程. 2017(10)
[4]大滞后温控系统自整定PID控制算法的研究与仿真[J]. 尹彦龙,高守玮,李洋. 工业控制计算机. 2016(10)
[5]电气自动化设备中PLC控制系统的应用分析[J]. 覃桂全. 时代农机. 2015(12)
[6]蓝宝石单晶生长技术的现代趋势和应用进展[J]. 莫东鸣. 应用能源技术. 2015(06)
[7]手机面板用蓝宝石玻璃性质与制备[J]. 汤华娟,王承遇. 玻璃与搪瓷. 2014(03)
[8]半导体自循环水冷系统在惯导设备上的应用[J]. 杨盛林,马林,张宇飞,吴春蕾,徐凯. 中国惯性技术学报. 2014(01)
[9]泡生法90公斤级蓝宝石晶体的生长与研究[J]. 刘春雷,李楠,蔡迅,黎建明. 人工晶体学报. 2013(12)
[10]热交换法生长蓝宝石晶体的研究[J]. 杨鹏,周国清,杜彦召,董恩来,严守正. 中国科技信息. 2013(19)
博士论文
[1]SAPMAC法大尺寸蓝宝石晶体生长的模拟分析与应用研究[D]. 许承海.哈尔滨工业大学 2007
硕士论文
[1]PLC在蒸汽锅炉控制系统中的应用[D]. 程明魁.中国石油大学 2011
[2]自动恒温供水装置研制[D]. 柴利松.南京航空航天大学 2009
本文编号：3397145
【文章来源】：浙江理工大学浙江省
【文章页数】：73 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 引言
1.2 课题的研究背景与意义
1.3 国内外发展研究现状与趋势
1.3.1 工业冷却水类型介绍
1.3.2 国内外温度测量控制技术的发展
1.4 本文主要工作内容
1.5 本文章节结构安排
第二章 蓝宝石单晶生长技术与工艺流程分析
2.1 蓝宝石单晶的特性以及生长方法
2.2 泡生法蓝宝石单晶的生长工艺流程
2.3 本章小结
第三章 泡生法蓝宝石单晶炉的冷却水自动控制系统的硬件设计
3.1 冷却水循环系统结构设计
3.2 冷却水系统的PLC选型
3.3 变频器原理及应用
3.4 制冷系统的选型与计算
3.4.1 制冷系统的额定工况计算
3.4.2 压缩机选型及热力计算
3.5 传感器选型
3.6 系统主要模块硬件接线图设计
3.7 本章小结
第四章 模糊PID控制器的研究与设计
4.1 常规PID控制原理及应用
4.2 模糊控制器的组成及原理
4.2.1 模糊控制器的组成
4.2.2 模糊控制器的原理
4.3 模糊PID控制器设计
4.3.1 模糊PID控制器结构
4.3.2 PID参数模糊自整定控制规则
4.3.3 建立仿真模型和结果分析
4.4 本章小结
第五章 泡生法蓝宝石单晶炉冷却水自动控制系统的软件设计
5.1 冷却水PLC控制结构设计
5.2 下位机控制系统程序编写
5.2.1 I/O地址点位分配表
5.2.2 PLC主程序编写
5.2.3 手/自动程序的编写
5.3 上位机软件开发
5.3.1 上位机与PLC之间的串口通讯实现
5.3.2 上位机开发设计与实现
5.4 本章小结
第六章 泡生法蓝宝石长晶炉的冷却水控制系统调试及分析
6.1 电气控制线路调试
6.2 变频器参数的设定和调试
6.3 PLC程序运行调试
6.4 本章小结
第七章 总结与展望
7.1 本文的主要工作与创新点
7.2 未来工作展望
参考文献
攻读硕士期间的研究成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]压缩机组PLC控制系统的国产化升级改造方案[J]. 钱迪,郑会,张沛,刘建臣,赵洪亮,菅秀洋,亓呈文. 油气储运. 2018(01)
[2]电气自动化设备中PLC控制系统的应用[J]. 孙文浩. 电子技术与软件工程. 2017(15)
[3]PLC控制系统的可靠性设计[J]. 杨斌. 电子技术与软件工程. 2017(10)
[4]大滞后温控系统自整定PID控制算法的研究与仿真[J]. 尹彦龙,高守玮,李洋. 工业控制计算机. 2016(10)
[5]电气自动化设备中PLC控制系统的应用分析[J]. 覃桂全. 时代农机. 2015(12)
[6]蓝宝石单晶生长技术的现代趋势和应用进展[J]. 莫东鸣. 应用能源技术. 2015(06)
[7]手机面板用蓝宝石玻璃性质与制备[J]. 汤华娟,王承遇. 玻璃与搪瓷. 2014(03)
[8]半导体自循环水冷系统在惯导设备上的应用[J]. 杨盛林,马林,张宇飞,吴春蕾,徐凯. 中国惯性技术学报. 2014(01)
[9]泡生法90公斤级蓝宝石晶体的生长与研究[J]. 刘春雷,李楠,蔡迅,黎建明. 人工晶体学报. 2013(12)
[10]热交换法生长蓝宝石晶体的研究[J]. 杨鹏,周国清,杜彦召,董恩来,严守正. 中国科技信息. 2013(19)
博士论文
[1]SAPMAC法大尺寸蓝宝石晶体生长的模拟分析与应用研究[D]. 许承海.哈尔滨工业大学 2007
硕士论文
[1]PLC在蒸汽锅炉控制系统中的应用[D]. 程明魁.中国石油大学 2011
[2]自动恒温供水装置研制[D]. 柴利松.南京航空航天大学 2009
本文编号：3397145
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