Автоматизация работы системы создания и поддержания вакуума для электроннолучевого оборудования

1.

Автоматизация работы системы создания
и поддержания вакуума для электроннолучевого оборудования
Цель работы: сокращение времени, затрачиваемого на подготовку вакуума для
электронно-лучевого оборудования, за счёт автоматизации работы вакуумной системы.
Задачи:
1. Провести анализ современных решений по автоматизации работы вакуумного
оборудования.
2. Сформулировать модульный подход к управлению вакуумной системой и разработать
алгоритм работы вакуумной системы.
3. Выбрать средства для реализации разработанного алгоритма и реализовать его
4. Апробация разработанной программы.
Студент: гр. АДБ-17-06
Федотов Д.М
Научный руководитель:
к.т.н. Коваленко А.В.
1

2.

1.Вакуум и вакуумная система. Анализ современных решений по автоматизации
работы вакуумного оборудования
Таблица сравнения современных вакуумных систем
ЭЛТА-60
ISCOS 20
Simatic Step 7
Siemens
Simatic S7-200
Simatic Step 7
Philips ISCOS
20
н/д
Возможность
ручного
управления
+
-
-
Возможность
выбора
мощности
-
+
-
Сенсорное
управление
Предельное
остаточное
давление
+
+
_
2х10-7 Па
н/д
н/д
ПЛК
Среда
программирован
ия
ERSTEVAK VSEMT2200MK
Siemens
Схема управления вакуумной системой
В моей схеме присутствуют блок вакуумной камеры,
блок высоковакуумного насоса(основного),
2
блок форвакуумного насоса и ПЛК.

3.

2. Сформулировать модульный подход к управлению вакуумной системой и разработать
алгоритм работы вакуумной системы.
Алгоритм работы высоковакуумного насоса
Алгоритм работы блока вакуумной камеры
Так же был разработан алгоритм аварийного останова насоса :
1. Закрытие клапана
2. Выключение насоса
Такая последовательность алгоритма крайне важна.
При возникновении внештатной ситуации в высоковакуумный
Насос может попасть атмосфера, что приведёт к выходу
3
из строя насоса.

4.

3. Выбор программно-аппаратных средств для реализации вакуумной системы
ПЛК Berghof EC1000 CoDeSys v3.5 SP16 Patch 3
EC1000 - это
компактный и
мощный ПЛК,
оснащенный
широким
набором
интерфейсов.
CoDeSys v3.5 – это
интегрированная
среда разработки
для
программируемы
х логических
контроллеров.
Язык LD
Программа на языке
релейной логики
имеет наглядный и
интуитивно понятный
графический интерфейс,
представляющий
логические операции как
электрическую цепь
с замкнутыми и
разомкнутыми контактами.
ERSTEVAK серии EMV
Micro-Ion Plus® (серия 392)
Его преимущества:
- широкий диапазон измеряемого
Электромагнитные
вакуума: от 10-9 Торр (10-7 Па) до
высоковакуумные клапаны атмосферы;
серии EMV c сильфонным - выходной сигнал: аналоговый (0,5
уплотнением штока являются В/декада, логарифмический, 0,5 – 7 В),
герметичными элементами RS-485, DeviceNet;
запорно-регулирующей
- автоматическое включение и
вакуумной арматуры и служат выключение ионизационного датчика;
для перекрытия вакуумных - встроенное реле для управления
4
магистралей.
компонентами системы;

5.

4. Реализация и тестирование разработанного алгоритма
Работа по штатному алгоритму
Фрагмент программы,
отвечающий за работу
форвакуумного насоса
Оба насоса включены
Активирован аварийный останов
Оба насоса выключены
Сработал
аварийный останов
Давление
в насосах и камере
Оба насоса работают и оба
клапана сработали, в связи с
чем мы получаем нужное
давление в вакуумной
камере.
Давление в насосах и
камере отсутствует
На рисунке показана ситуация когда
за положенные 10 секунд не успело
установиться нужное давление на
форвакуумном насосе(более 95%).
5
Система аварийно остановилась.