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1、TDR85A-ZJS型全自动单晶炉提纲n一、概述n二、机械特点n三、电气硬件TDR85A-ZJS全自动单晶炉技术指标n1、可拉制最大硅棒直径、可拉制最大硅棒直径200mm（8）；）；n2、极限真空度、极限真空度25mT，空炉真空泄漏率，空炉真空泄漏率45mT/hrn3、籽晶总行程：、籽晶总行程：3000mm；n4、籽晶拉速范围：、籽晶拉速范围：0480mm/h；n5、籽晶快速提升速度：、籽晶快速提升速度：400mm/min；n6、籽晶转速范围：、籽晶转速范围：048rpm；n7、坩埚的升速范围：、坩埚的升速范围：0240mm/h；n8、坩埚的快速提升速度：、坩埚的快速提升速度：100mm/mi
2、n；n9、坩埚的旋转速度范围：、坩埚的旋转速度范围：020rpm；n10、坩埚的有效行程：、坩埚的有效行程：400mm；n11、主变压器容量：、主变压器容量：200KVA。全全自自动动单单晶晶炉炉自自动动工工艺艺n抽真空两次充氩气，抽极限真空抽真空两次充氩气，抽极限真空n检漏自动报警检漏自动报警n调压节流阀调节调压节流阀调节n熔料自动定埚位，氩气，功率等熔料自动定埚位，氩气，功率等n稳定缓慢稳定拉晶埚位，功率，埚转稳定缓慢稳定拉晶埚位，功率，埚转n熔接液面控温，插入籽晶熔接液面控温，插入籽晶n引晶自动控制直径引晶自动控制直径46mm，拉速目标控制，拉速目标控制n放肩自动降温曲线，拉速曲线等控制
3、放肩自动降温曲线，拉速曲线等控制n转肩缓慢等径切换转肩缓慢等径切换n等径等径控制，补温控制，直径、晶转、埚转，等径等径控制，补温控制，直径、晶转、埚转，n 炉压、埚跟、氩气等曲线控制炉压、埚跟、氩气等曲线控制n收尾收尾2种方式选择种方式选择n停炉晶位，埚位，氩气自动控制，热检漏停炉晶位，埚位，氩气自动控制，热检漏n氧化大直径炉专用，防止爆炸氧化大直径炉专用，防止爆炸n隔离隔离 自动切换氩气，计算单晶重量自动切换氩气，计算单晶重量n净化自动净化副室进行重新拉晶净化自动净化副室进行重新拉晶控制软件n 本系统控制软件，中英文界面，拥有完全自主知识产权。系统能按照工艺员写入的工艺文件，进行全自动拉晶全
4、自动拉晶。同时工艺文件可以在触摸屏上直直接修改接修改，下载立即生效，自动工艺可以单步单步执行也可以连续自动连续自动流程，为操作提供极大的自由。n在温度闭环上增加功率限制，信号故障判断诊断功能，可以排除观察孔污染，信号被干扰观察孔污染，信号被干扰，加热电源故障，加热器短路，加热器电阻突变加热器短路，加热器电阻突变，人工输入失误等错误，可以提高成晶率。6英寸单晶的等径控制8英寸等径控制 电气系统采用进口采用进口PLCPLC和工业触摸屏，进行单和工业触摸屏，进行单晶炉全自动控制。系统可靠性高，晶炉全自动控制。系统可靠性高，发热低，寿命长，维护简单。发热低，寿命长，维护简单。而某国外销售炉子采用在单个
5、工控而某国外销售炉子采用在单个工控机进行同时控制和显示。系统可靠机进行同时控制和显示。系统可靠性不高，发热大元件易老化，维护性不高，发热大元件易老化，维护成本高成本高采用最新采用最新MatroxMatrox公司的图像系统，公司的图像系统，自主开发双自主开发双CCDCCD测量系统。测量系统。9090以上的进口元件，故障低；模以上的进口元件，故障低；模块化设计能带电快速维修故障。块化设计能带电快速维修故障。双CCD测径采用光学系统将晶体图像分采用光学系统将晶体图像分到到2个独立个独立CCD完成引晶，完成引晶，等径的单独控制。等径的单独控制。图像处理速度快，引晶跟踪图像处理速度快，引晶跟踪能力强，引
6、晶效果好能力强，引晶效果好机械调整简单机械调整简单工作站监控监控8台单晶炉台单晶炉RS422高速通讯高速通讯光隔传输光隔传输实时监控实时监控EXCEL标准数据标准数据输出格式输出格式电源系统6脉波功率闭环脉波功率闭环水冷变压器，噪音小，环境温升低水冷变压器，噪音小，环境温升低电极接地故障报警电极接地故障报警限流限压连续可调限流限压连续可调缺相缺相,断水断水,超温超温,过流保护过流保护电控柜外观信号管理A电源电源B信号信号C提拉头提拉头D坩埚（与坩埚（与C映射映射)E-电源温度电源温度带指示保险丝，指示各带指示保险丝，指示各路路24V工作情况。工作情况。传感器，气动元件均为传感器，气动元件均为2
7、4VDC安全电压工作。安全电压工作。端子式线号命端子式线号命名原则便于名原则便于维护维护分色处理分色处理电控柜硬件系统电气设计示例接触器线圈接触器线圈接触器状接触器状态返回态返回过流，过热，过流，过热，漏电保护漏电保护真空泵真空泵真空按钮真空按钮0N真空按钮真空按钮0FF按钮自锁按钮自锁控制控制PLC控控制器制器接触器接触器380VAC液压系统，真空系统，加热系统的硬件监控保护设计。真空球阀真空球阀开启条件开启条件电源系统主控器结构工控机处理图像系统工控机处理图像系统PLC控制系统控制系统触摸屏触摸屏人机交换人机交换通讯线通讯线通讯线通讯线通讯线通讯线主控面板CF卡用于保存sop文件应急操作区
8、键盘仓模拟显示面板n可直观显示炉体超温状态、阀状态、冷却水量和氩气压力情况按钮面板n操作液压泵和真空泵电路插板手动引晶器n引晶软线手柄，可提供两种预设拉速n两种速度在软件界面上可实时修改故障速查表故障现象可能原因解决方案无法开机1220V电源未接入2UPS输输出出空气开关断开3UPS损坏1功率柜上电，合上220V输出空开2合上UPS输输出出空开3将UPS插头拔下，电电源源插头插在UPS插座上，UPS送修无法开启加热器动力电源未供给加热系统F9保险丝熔断功率柜未开机或处于内控状态功率柜系统故障炉体冷却水不足炉盖未合上或限位开关未压到位1.动力电源上电2.更换保险丝3.功率柜开机，控制方式手柄选到
9、内控4.功率柜相应故障灯亮，排除该故障，并按下白色复位按钮5.开启炉体冷却水，检查冷却水道是否堵塞6.合上炉盖，调整限位开关位置炉体升降液压缸不动作1.动力电源未到位2.液压按钮保险丝F5熔断3.液压泵电机过热保护4.互锁保护1.动力电源上电，合上电机接线盒内空开2.更换保险丝3.检查泵电机是否过载，复位热继电器4.检查互锁条件及限位开关是否损坏无法启动真空泵1动力电源未到位2真空系统保险丝F4熔断3真空泵电机过热保护4控制线路故障1动力电源上电，合上电机接线盒内空开2更换保险丝3检查泵电机是否过载，复位热继电器4检查控制和返回线路是否完好触摸屏无显示触摸屏电源故障通讯线未联接1.检查触摸屏触
10、摸屏插头是否插上，电源是否正常2.连上通讯线CCD图象系统启动故障1.CCD线缆未插上2.CCD损坏3.CCD电源保险丝F18、F19熔断4.图象板卡松动5.软件没有安装成功1.插上CCD电源线和同轴信号线2.更换CCD3.更换保险丝4.重新插入图象板卡5.重新安装软件副室无法旋转1.副室旋副室旋转转空开断开2.副室未上升到位或限位开关未压到位合上副室旋副室旋转转空开提升副室到副室油缸上最下一个限位开关被压到。必要时调整限位开关位置直流伺服电机不动1.相应空开断开2.220V保险丝F20熔断3.电机堵转4.功率三极管上端子未连5.电机驱动/控制电路板上保险丝熔断合上空开更换保险丝排除堵转原因插
11、上功率三极管上的插头线更换保险丝节流阀不受控1.节流阀保险丝F21熔断2.航空插头T未插上1.更换保险丝2.插上航空插头控制动作不正常1相关保险丝熔断2线路故障1更换保险丝2检查线路机械特色n采用了国内首创、独特的副炉室自动旋转机采用了国内首创、独特的副炉室自动旋转机构，可在副炉室提升到位时的缓慢旋开和快构，可在副炉室提升到位时的缓慢旋开和快速旋闭，实现取单晶过程的自动化动作，避速旋闭，实现取单晶过程的自动化动作，避免了人工操作时单晶体碰撞及断裂的事故；免了人工操作时单晶体碰撞及断裂的事故；n采用特殊的隔离阀板水冷内循环结构，避免采用特殊的隔离阀板水冷内循环结构，避免了其他单晶生长炉采用浮动式
12、翻板阀中软管了其他单晶生长炉采用浮动式翻板阀中软管及接头漏水的隐患；及接头漏水的隐患；机械特色n籽晶和坩埚提升机构的快慢速提升采用了高精度的籽晶和坩埚提升机构的快慢速提升采用了高精度的双直流伺服电机方案，以保证其控制精度。例如单双直流伺服电机方案，以保证其控制精度。例如单电机驱动中为保证快速提升的速度，在拉晶时电机电机驱动中为保证快速提升的速度，在拉晶时电机转速在转速在100rpm以下工作，而采用了双电机系统慢以下工作，而采用了双电机系统慢速电机在拉晶时转速在速电机在拉晶时转速在100rpm1000rpm之间，之间，分辨率高，控制精度优；籽晶提升与旋转装置，经分辨率高，控制精度优；籽晶提升与旋
13、转装置，经过严格的静平衡和动平衡测试，可在整个旋转过程过严格的静平衡和动平衡测试，可在整个旋转过程中实现无振动平稳的运行；中实现无振动平稳的运行；n采用独特的氩气分流环结构，保证在拉晶过程中氩采用独特的氩气分流环结构，保证在拉晶过程中氩气气流的均匀性气气流的均匀性机械副室n国内首家采用副国内首家采用副室自动旋转功能，室自动旋转功能，保证旋转平稳防保证旋转平稳防止单晶晃动。止单晶晃动。n上端观测孔采用上端观测孔采用250mm直径口直径口便于副室清洗便于副室清洗机械提拉头n籽晶提升机构经籽晶提升机构经过静平衡和动平过静平衡和动平衡测试衡测试n带称重传感器带称重传感器n快慢速双电机快慢速双电机n外置
14、限位调节外置限位调节n有机玻璃观测有机玻璃观测n光电编码计行程光电编码计行程机械真空系统n进口氩气阀控氩气进口氩气阀控氩气n质量流量控制器控制流量质量流量控制器控制流量n节流阀调压节流阀调压n气动真空球阀气动真空球阀n3个压力表布置个压力表布置n炉压可曲线跟踪控制炉压可曲线跟踪控制n静密封为氟橡胶静密封为氟橡胶O型密封圈型密封圈 n旋转密封为磁流体密封旋转密封为磁流体密封 机械炉体n炉体部分（包括炉底板、下炉室、上炉炉体部分（包括炉底板、下炉室、上炉室、炉盖、隔离阀座和副炉室）由进口室、炉盖、隔离阀座和副炉室）由进口304L不锈钢制造。各腔体内壁厚度不锈钢制造。各腔体内壁厚度8mm，外壁厚度，
15、外壁厚度4mm，均经过振动消，均经过振动消除应力、缺陷检查和探伤检验。并且经除应力、缺陷检查和探伤检验。并且经过过0.6MPa水压试验和氦质谱检漏仪检漏。水压试验和氦质谱检漏仪检漏。炉膛内部抛光到镜面。炉膛内部抛光到镜面。21项机械硬件保护n流量开关流量开关水流停止水流停止30秒后关掉加热器秒后关掉加热器n温度开关（温度开关（55C共共8处）处）冷却水超温报警冷却水超温报警n炉内高炉内高/低压力低压力报警报警n籽晶提升上、下行程开关籽晶提升上、下行程开关关掉电机关掉电机n坩埚提升上、下行程开关坩埚提升上、下行程开关关掉电机关掉电机n炉内超压炉内超压机械排出，主真空管路防爆阀机械排出，主真空管路
16、防爆阀n液压系统液压系统当加热器开时不打开炉盖当加热器开时不打开炉盖n加热器加热器当炉体打开时不工作当炉体打开时不工作n上炉室液压缸上炉室液压缸当炉盖打开（转至旁边碰到限位开当炉盖打开（转至旁边碰到限位开关）时才能工作关）时才能工作n模拟面板模拟面板可提供阀的位置、水流量和氩气的信息可提供阀的位置、水流量和氩气的信息21项机械硬件保护n11、机械压力表、机械压力表监视器或电源故障时，可提供炉内压力值监视器或电源故障时，可提供炉内压力值（如果隔离阀关闭则只能提供上下炉室的压力值）（如果隔离阀关闭则只能提供上下炉室的压力值）n12、真空泵带充气阀、真空泵带充气阀真空泵或电源故障时，防止倒吸真空泵或
17、电源故障时，防止倒吸n13、氩气压力开关、氩气压力开关氩气供气压力低报警氩气供气压力低报警n14、主炉室导向柱、主炉室导向柱防止碰坏石墨零件，主炉室必须上升到石防止碰坏石墨零件，主炉室必须上升到石墨件以上时才能转到一边墨件以上时才能转到一边n15、隔离阀座导向块、隔离阀座导向块防止副炉室落位时走偏防止副炉室落位时走偏n16、隔离阀位置开关、隔离阀位置开关防止控制柜误操作防止控制柜误操作n17、副炉室上限位开关、副炉室上限位开关未触发前不允许旋转机构动作未触发前不允许旋转机构动作n18、副炉室旋开限位开关、副炉室旋开限位开关防止副炉室旋转过头防止副炉室旋转过头n19、副炉室旋闭限位开关、副炉室旋闭限位开关防止副炉室旋转过头，向下定位防止副炉室旋转过头，向下定位n20、上炉室下限位开关、上炉室下限位开关未触发前不允许副炉室油缸动作未触发前不允许副炉室油缸动作n21、炉盖上限位开关、炉盖上限位开关防止副炉室油防止副炉室油谢谢！