DRF-85型单晶炉使用说明书(电气部分)

1、drf-85 型单晶炉使用说明书（电气部分）目录一 tdr-adc 单晶炉电气控制系统组成.4 1. 概述 .4 2. tdr-adc 电气控制系统组成及功能.5 2.1 tdr-adc 晶体生长控制柜.6 2.1.1 tdr -slcl(plc) 晶升埚升速度控制单机.6 2.1.2 tdr -srcr 晶转埚转速度控制单机.6 2.1.3 tdr -temp 温度控制及工控机单机.7 2.1.4 控制柜继电控制单元.8 2.1.5 控制柜面板 .8 2.2 加热功率部件.8 2.2.1 主加热功率部件.8 2.2.2 辅助加热功率部件（选件）.9 2.3 继电控制 .9 2.3.1 液压系

2、统的继电控制.9 2.3.2 真空机组的继电控制.9 2.4 辅助控制部分.9 2.4.1 hx-tdr 主机分线盒接口装置.9 2.4.2 hx-seed2 引晶装置 .10 2.4.3 tdr -lin 晶升埚升计长板.10 2.4.4 限位开关 .10 2.4.5 冷却水温度测量.11 2.4.6 晶体直径测量.11 3. tdrf-85 炉的 tdr-adc 电气控制系统接线说明.11 3.1 tdrf-85 炉的晶体生长控制柜接线说明.11 3.1.1 控制柜内元件接线.11 3.1.2 控制柜端子排接线.11 二 tdr-adc 单晶炉电气控制系统安装调试.23 1. 安装说明 .

3、23 1.1 控制系统配置.23 1.1.1 tdr -adc 晶体生长控制柜.23 1.1.2 加热功率部件.24 1.2 接线说明 .24 1.2.3 主机分线盒接线说明.25 2. 系统调试 .25 2.1 tdr-adc 晶升埚升速度系统调试.25 2.1.1 晶升速度调试.29 2.1.2 埚升速度调试.31 2.2.1 晶转埚转速度交流伺服电机简介.34 2.2.2 晶转埚转速度调试.35 2.3.1 tdr-temp 温度控制及工控机单机.36 2.3.3 加热温度控制部分调试.41 2.4 tdr-adc 继电控制调试.42 2.4.1 真空机组继电控制调试.42 2.4.2

4、液压系统的继电控制调试.43 2.5 tdr-adc 水温检测及限位开关调试.44 2.5.1 冷却水温监测及超温报警.44 2.5.2 限位开关调试.44 三。 tdr-adc 控制系统操作说明.46 1. 概 述 .46 2. tdr-adc 晶体生长控制系统操作画面说明.47 2.1 晶体生长主画面.47 2.1.1 上标题栏 .48 2.1.2 通讯状态栏 .48 2.1.3 速度系统栏 .49 2.1.5 主菜单栏 .50 2.1.6 生长控制栏 .50 2.1.7 晶体重量栏 .50 2.1.8 温度系统栏 .50 2.1.9 实时曲线栏 .51 2.1.10 历史曲线栏 .51

5、2.2 控制器画面 .52 2.2.1 实时曲线栏 .52 2.2.2 直径控制器栏.52 2.2.3 温校控制器栏.53 2.2.4 控制器操作栏.54 2.3 速度系统 f3 画面 .54 2.3.1 实时曲线栏 .55 2.3.2 速度辅助参数显示栏.55 2.3.3 晶升晶转电机参数显示栏.56 2.3.4 埚升埚转参数显示栏.57 2.4 温度系统 f4 显示画面当按下键时，显示温度系统画面.59 2.4.1 实时曲线显示栏.59 2.4.2 欧陆表参数显示栏.59 2.4.3 加热系统报警栏.60 2.4.4 水温报警显示栏.60 2.5 继电控制 f5 显示画面 .60 2.6

6、打印设置 f6 显示画面 .61 2.7 磁场控制画面显示.61 2.8 退出系统显示画面.61 四主要元器件功能简介.61 1. 12a8 型脉宽调速器简介.61 一tdr-adc 单晶炉电气控制系统组成1. 概述tdr-adc 单晶炉电气控制系统是专为晶体生长设备研制的新一代电气控制装置，它主要适用于tdr-70a ，tdr-80 ，drf-85 等单晶炉的电气控制。 通过改型设计也可用于同类进口或国产单晶炉的电气控制。其主要特点如下：1) 主控计算机采用高可靠性的嵌入式工业控制计算机，人机操作界面采用15”工业控制专用液晶触摸屏，系统信息交换采用高速工业现场总线can bus ，使各控制

7、单元进行实时的数据交换。留有以太网接口可与ccd 直径测量单元相接。2) 柜内控制单元采用19 英寸 4u 标准化欧式机箱结构，产品外形美观，内部接线少。单机采用前插板结构，运行状况在单机的前面板显示；单机接线通过后部可插拔端子引出。3) 晶转埚转交流速度单机及温度单机内采用高可靠的工业级微处理器进行智能测量控制，并通过高速can 总线实现了各控制单元之间的信息共享。4) 晶升埚升直流速度单机由plc 控制晶体生长速度。5) 采用欧陆818 完成晶体生长过程中的温度控制。并通过通讯接口与控制主机相联。6) 柜内继电控制系统采用以plc 控制器为核心的控制部件，并配有世界知名品牌的低压电器，实现

8、了继电控制逻辑的软件编程，使继电控制简单可靠，并易于修改控制逻辑；plc 控制器通过rs232 总线与主控计算机相连。7) 系统采用实时多任务组态控制软件，操作画面美观清晰，晶体生长过程参数以曲线及数字方式进行显示保存，方便用户实现拉晶工艺的数字化控制及管理。8) 备有网络通讯接口，便于实现多台设备的集中生产管理。9) 备有 ccd 数字图像直径测量及液面温度测量接口，可将目前采用ircon 为测径元件的等径控制系统升级为引晶、放肩、等径、收尾全过程自动控制的新系统，同时可通过对控制软件升级提高晶体生长过程的平均拉速而提高生产效率。注：2005 年 6 月以后出厂的产品采用新型的欧陆3504

9、温控表控制晶体生长温度，其完成功能与欧陆s818 温控表相同。2. tdr-adc 电气控制系统组成及功能tdr-85 单晶炉电气控制系统主要由以下四大部分组成：1) tdr-adc 晶体生长控制柜2) 加热功率部件3) 真空机组及液压升降继电控制单元4) 辅助控制部分各部分的功能及系统组成如下：2.1 tdr-adc 晶体生长控制柜晶体生长控制柜柜内控制单元有以下几部分组成：2.1.1 tdr -slcl(plc) 晶升埚升速度控制单机1) 安装了二套pwm 型直流调速装置及速度电源，实现晶升埚升速度的控制。2) 由柜内 plc 控制器完成晶升埚升速度单元的自动测量及控制。3) 所有安装调试

10、由前面板操作，调试维修方便。4) 单机运行状况由前面板指示。5) 单机外出线采用插拔式端子由后面板引出，方便用户接线。6) 单机外形尺寸：19 英寸宽、 4u 高度、 280mm 深。2.1.2 tdr -srcr 晶转埚转速度控制单机1) 安装了二套交流调速装置，实现晶转埚转电机系统的速度控制。2) 安装了工业级单片机系统，实现晶转埚转速度单元的自动测量及控制。3) 通过 can 总线通讯接口，与上位工控机相连。4) 所有安装调试由前面板操作，调试维修方便。5) 单机运行情况由前面板指示。6) 单机外出线采用插拔式端子由后面板引出，方便用户接线。7) 单机外形尺寸：19 英寸宽、 4u 高度

11、、 280mm 深。8) 安装了3 路 24v 电源，分别提供plc 可编程控制器、柜内控制元件及主机电磁离合器使用。9) 安 装 了1 路 5v 电 源 ， 提 供hx-seed2 引 晶 操 作 单 元 及hx-tdr 主机分线盒接口装置使用。23 2.1.3 tdr -temp 温度控制及工控机单机1) 安装了1 套三相全控桥加热温度控制电路，由欧陆s818 控制器完成加热温度的自动控制。2) 预留了一路辅助加热温度控制电路空间，可通过面板给定电位器完成辅助加热温度的手动控制。3) 安装了工业级单片机系统，实现温度控制单元的自动测量及控制。4) 通过 can 总线通讯接口，与上位工控机相

12、连。5) 安装了嵌入式工业控制机，完成晶体生长过程的自动控制。6) 备有 ccd 晶体直径测量接口。7) 安装了 pc104 can bus 现场总线通讯板，实现各控制单元与上位工控机的通讯功能。8) 所有安装调试由前面板操作，调试维修方便。9) 单机运行情况由前面板指示。10) 单机外出线采用插拔式端子由后面板引出，方便用户接线。11) 单机外形尺寸：19 英寸宽、 4u 高度、 280mm 深。2.1.4 控制柜继电控制单元tdr -adc 控制柜采用plc 智能逻辑控制器，并配有世界知名品牌的低压电器， 实现了继电控制逻辑的软件编程，使继电控制简单可靠，完成对真空机组系统以及液压升降系统

13、的智能逻辑控制。2.1.5 控制柜面板tdr -adc 控制柜的所有晶体生长参数均显示在液晶触摸屏上，加热电压表及加热电流表显示主加热器的加热参数，欧陆 s818 仪表用于主加热器的温度控制，真空仪表用于指示炉内真空度，面板按键用于电源控制、 真空机组启动及液压升降系统的控制，面板给定电位器用于辅助加热器的温度给定。2.2 加热功率部件加热功率部件标准配置由主加热功率部件组成。特殊用户选用主加热及辅助加热两套加热功率部件。2.2.1 主加热功率部件主加热部分由控制单元及功率部件组成。控制单元安装在tdr -adc 控制柜内， 由欧陆表完成主加热温度的自动控制。功率部件安装在功率柜内。24 功率

14、部件包括主变压器、三相全控桥晶闸管整流电路、三相同步变压器、主回路保护快速熔断器、晶闸管保护电路及电流互感器。2.2.2 辅助加热功率部件（选件）辅助加热部分是为双段式加热系统提供的，主要提供化硅阶段的辅助加热， 其温度控制为手动控制方式。而在晶体生长阶段则关闭辅助加热。 辅助加热功率部件安装在辅助加热功率柜内。同主加热功率部件一样， 辅助加热功率部件也包括主变压器、三相全控桥晶闸管整流电路、三相同步变压器、主回路保护快速熔断器、晶闸管保护电路及电流互感器。其工作原理同主加热部分。2.3 继电控制2.3.1 液压系统的继电控制液压系统的继电控制安装在tdr -adc 控制柜内，由plc 控制器

15、、断路器、接触器、热继电器、继电器及操作按键组成。2.3.2真空机组的继电控制真空机组的继电控制安装在tdr -adc 控制柜内，由plc 控制器、断路器、接触器、热继电器、继电器及操作按键组成。2.4 辅助控制部分2.4.1 hx-tdr 主机分线盒接口装置主机分线盒接口装置安装在单晶炉主机分线盒内，完成晶升埚升计长、冷却水温度测量，并将这些信号通过can bus 现场总线传给电控柜内的工业控制计算机。2.4.2 hx-seed2 引晶装置引晶装置与tdr-slcl 支流速度单机及plc 控制器相联， 完成对晶升埚升电机的快速操作及晶体生长引晶过程的人工操作。2.4.3 tdr -lin 晶

16、升埚升计长板晶升计长板完成晶升计长及晶升平均拉速的计算。埚升计长板完成埚升计长及埚升平均拉速的计算。2.4.4 限位开关限位开关包括：1) 晶升上限位开关。2) 埚升上限位开关。25 3) 埚升下限位开关。4) 水压上限位开关。 （水压常开触点no）5) 水压下限位开关。 （水压常闭触点nc）6) 液压限位开关s1。7) 液压限位开关s2。限位开关信号直接与plc 控制器相联。2.4.5 冷却水温度测量可以对 16 路冷却水水温报警节点进行检测，当其中某路冷却水的水温超过 50时，相应的该路报警指示灯亮并有声音报警。2.4.6 晶体直径测量晶体直径测量模块采用cgc2000-dia ，该模块安

17、装在ircon 光学高温计上。3. tdrf-85 炉的tdr-adc 电气控制系统接线说明3.1 tdrf-85 炉的晶体生长控制柜接线说明3.1.1 控制柜内元件接线控制柜内的单机及柜内元件接线表可参见tdr -adc 控制柜电气元件安装图（ tdrf-85 炉专用）。3.1.2 控制柜端子排接线从控制柜后面看，在控制柜的下部两端有两排接线端子。接线端子的一部分用于柜内元件接线，而另一部分则用于控制柜与柜外元件的信号连接， 下表只列出了控制柜与柜外元件的信号连接接线定义，列表如下：tdr -adc电柜左侧端子接线表（后视）线号信号定义备注34 副室升、盖升液压阀33 筒升液压阀32 盖降（

18、副室降）液压阀31 筒降液压阀n 液压阀线圈接地液压电磁阀15 液压泵电机w 相14 液压泵电机v 相13 液压泵电机u 相n 地线液压泵电机12 副室泵电机w 相 副室泵电机26 11 副室泵电机v 相10 副室泵电机u 相n 地线9 主室泵电机w 相8 主室泵电机v 相7 主室泵电机u 相n 地线主室泵电机3 w 相交流电源2 v 相交流电源1 u 相交流电源n 地线pe 保护地三相交流电源供电tdr -adc电柜右侧端子接线表（后视）线号信号定义备注61 mv+ （t1）62 mv- （t1）热电偶63 tb1:加热同步接触器线圈电源n n （tb1） ：地线接触器线圈63 tb2:加热

19、电流互感器电源n n （tb1） ：地线电流互感器65 -k135 （t1）66 g1（t1）67 g3（t1）68 g5（t1）69 -k4 （t1）70 g4（t1）71 -k6 （t1）72 g6（t1）73 -k2 （t1）74 g2（t1）可控硅整流板75 ta（t1）76 tb（t1）77 tc（t1）同步变压器78 gnd （t1）79 电流互感器 +a 80 80 i-/+ （t1）电流互感器 -/+ 81 v-（t1） 电流互感器 -v 电流互感器82 82 tv+ （t1）电压反馈tv+ 83 83 tv-（t1）电压反馈tv- 加热电压88 +5v （can ）89 gn

20、d （can ）90 adc+ （sl）91 adc- （sl）晶体直径测量94 motor+ （sl）95 motor- （sl）晶升电机96 meter+ （sl）97 meter- （sl）晶升测速机191 晶升给定 +5v 192 晶升给定193 晶升给定地194 晶升显示 + 195 晶升显示 - 196 晶升显示 +5v 197 晶升显示 +5vgnd 214 晶快升按键215 晶快降按键216 埚快升按键217 埚快降按键218 快速切换按键144 公共地hx-seed2 引晶手动操作装置102 motor+ （cl）103 motor- （cl）埚升电机104 meter+ （

21、cl）105 meter- （cl）埚升测速机88 +5v （can ）89 gnd （can ）hx-tdr 主机信号采集装置106 canh 107 canl 108 u（sr）109 v（sr）110 w（sr）pe pe（sr）晶转电机111 u（cr）112 v（cr）113 w（cr）pe pe（ cr）埚转电机114 +24v（lhq ）115 gnd （lhq ）离合器电源301 晶升上限位常开302 埚升上限位常开303 埚升下限位常开304 液压 s1 限位常开305 液压 s2 限位常开306 水压上限位307 水压下限位312 公共端主机分线盒备注： 晶转埚转电机的编码

22、器信号由专用连接电缆与tdr -srcr 单机上的交流电机驱动器相连。3.2 tdr 主机分线盒接线说明tdr 主机分线盒安装在drxf-85 主机的右侧底座上，其内部安装有 hx-tdr 主机信号处理装置及接线端子，主机信号通过接线端子进入 hx-tdr 主机信号处理装置，通过4 线制 can bus 与 tdr -adc 控制柜相连，使控制柜与主机之间的接线最少。主机分线盒与主机连接的接线端子接线定义列表如下：tdr 主机分线盒接线端子接线表线号信号定义备注310 wd29 电缆 2 311 wd28 机械泵313 wd14 坩埚杆314 wd15 炉底水温测量315 wd16 电极 1

23、316 wd17 下炉筒317 wd18 电极 2 318 wd19 上炉筒319 wd20 电极 3 320 wd21 炉盖321 wd22 电极 4 322 wd23 阀口323 wd24 上可控硅324 wd25 阀盖325 wd26 下可控硅326 wd27 电缆 1 327 坩埚杆328 炉底329 电极 1 330 下炉筒331 电极 2 332 上炉筒333 电极 3 334 炉盖335 电极 4 336 阀口337 上可控硅338 阀盖339 下可控硅340 电缆 1 341 电缆 2 342 机械泵水温测量公共端328 +5v h3801-5 329 s-c h3801-7

24、330 s-e h3801-8 331 gnd h3801-6 晶升计长332 +5v cz1-1 333 c-c cz1-3 334 c-e cz1-4 335 gnd cz1-2 埚升计长88 +5v dz2-83 89 gnd dz2-84 106 canh dz2-85 107 canl dz2-86 tdr -adc 控制柜 dz2 供电电源can bus 92 晶升快速电机 + 93 晶升快速电机 - 94 晶升电机 + 95 晶升电机 - 96 晶升测速机 + 97 晶升测速机 - tdr-adc 控制柜 dz2 102 埚升电枢 + 103 埚升电枢 - 104 埚升测速机 +

25、 105 埚升测速机 - 114 电磁离合器 + 115 电磁离合器 - 3.3 主加热接线说明主加热与主机连接的接线端子接线定义列表如下：主加热接线端子接线表线号信号定义备注63 tb1：加热同步接触器线圈电源n n （tb1） ：地线接触器线圈63 tb1：加热电流互感器电源n n （tb1） ：地线电流互感器75 ta（t1）76 tb（t1）77 tc（t1）78 gnd （t1）同步电压65 触发脉冲 -k1 ，3，5（t1）66 触发脉冲 +g1 （t1）67 触发脉冲 +g3 （t1）68 触发脉冲 +g5 （t1）69 触发脉冲 -k4 （t1）加热触发脉冲70 触发脉冲 +g

26、4 （t1）71 触发脉冲 -k6 （t1）72 触发脉冲 +g6 （t1）73 触发脉冲 -k2 （t1）74 触发脉冲 +g2 （t1）79 电流互感器 +a（t1）80 电流互感器 +/-（t1）81 电流互感器 v（t1）82 电压反馈 tv+ （t1）83 电压反馈 tv （ t1）加热电压电流反馈323 327 上可控硅水温测头二tdr-adc晶炉电气控制系统安装调试单1. 安装说明1.1 控制系统配置由前所述， tdr-adc 单晶炉电气控制系统包括：1.1.1 tdr -adc 晶体生长控制柜1) tdr -slcl(plc) 晶升埚升速度控制单机。2) tdr -srcr 晶

27、转埚转速度控制单机。3) tdr -temp 温度控制及工控机单机。4) 欧陆 818s 温度控制器。5) 真空仪表。6) 15触摸式液晶显示器。7) plc 可编程序控制器。1.1.2 加热功率部件1) 主加热功率柜。1.1.3 tdrf-85 单晶炉主机安装元件1) hx-tdr 主机信号处理装置。2) hx-seed2 引晶装置。3) tdr -lin 晶升埚升计长板。4) cgc2000-dia 晶体直径测量模块。1.2 接线说明1.2.1 tdr -adc电控柜接线说明tdr -adc 电控柜的内部连线在出厂前已经完成安装调试。通电以前根据接线定义将电控柜与以下控制单元可靠相连，对外

28、连线包括：1) 主机分线盒接线2) 主机分线盒接线包括：晶升电机、晶升测速机、埚升电机、埚升测速机、 埚快速电机、 电磁离合器电源、+5v 供电电源及can 通讯接口。3) cgc2000-dia 晶体直径测量模块接线4) 炉体热电偶接线5) 加热功率柜接线6) 主加热功率柜接线包括：同步电源切换、电流互感器电源、触发脉冲、同步电压、电流互感器及加热电压。7) 真空机组及液压泵真空机组包括：主室泵及副室泵。8) 供电电源供电电源采用三相5 线制供电，即u、v、w 三相电源， n 地线，pe 保护地。国内设备使用三相380v 交流电源。1.2.2 功率柜接线说明功率柜除与控制柜相连外，其可控硅水

29、温传感器与主机分线盒相连，三相电源进线与三相主供电回路相连。1.2.3 主机分线盒接线说明drxf-85 单晶炉的主机分线盒除与控制柜及功率柜相连外，还与安装在主机上的电气控制单元相连。这些连线包括：1) 水温测量2) tdr -lin 晶升埚升计长板3) 晶升埚升电机4) 晶转埚转电机5) hx-tdr 主机信号处理装置（内部接线）。2. 系统调试2.1 tdr-adc 晶升埚升速度系统调试晶升、 埚升速度系统采用直流伺服电机作为驱动电机，其中晶升系统采用单电机控制，埚升系统采用双电机控制，晶升、埚升速度系统的控制由tdr-slcl(plc) 晶升埚升速度控制单机完成。该单机的前后面板如图1

30、、图 2 所示：图 1、tdr -slcl(plc) 晶升埚升速度控制单机前面板图 2、 tdr -slcl(plc) 晶升埚升速度控制单机后面板从前面板由左向右排，各控制板的功能如表1 所列：表 1、tdr -slcl(plc) 晶升埚升速度控制单机配置板表序号名 称 功 能1 tdr -adc-p4 晶升功率电源（+36v）2 tdr -sl-dri 晶升速度驱动，晶升快速驱动3 tdr -sl-con 晶升控制4 tdr -adc-p1 控制电源（+5v ， 12v，+24v）5 tdr -cl-con 埚升控制6 tdr -cl-dri 埚升速度驱动，埚升快速驱动7 tdr -adc-

31、p4 埚升功率电源（+36v ）8 tdr -adc-p3 不用其中晶升 /埚升速度驱动板及晶升/埚升控制板是晶升、埚升速度系统调试中最重要的，其指示灯及电位器的功能如下表所列：表 2、晶升 /埚升控制板指示灯、电位器的功能表序号名 称 功 能1 sl pro led cl pro led 电机保护指示灯（停止时亮）2 f sl dis f cl dis 晶升手操器显示满度电位器不用3 f sl dis f cl dis 晶升手操器显示满度电位器不用4 f sl (ad) f cl (ad) 晶升速度测量满度电位器埚升速度测量满度电位器5 z sl (ad) z cl (ad) 晶升速度测量零

32、点电位器埚升速度测量零点电位器6 f sl (a) f cl (a) 晶升电流测量满度电位器埚升电流测量满度电位器7 z sl (a) z cl (a) 晶升电流测量零点电位器埚升电流测量零点电位器8 f dia 直径测量满度电位器9 z dia 直径测量零点电位器10 f sl sp f cl sp 晶升速度给定满度电位器埚升速度给定满度电位器11 z sl sp z cl sp 晶升速度给定零点电位器埚升速度给定零点电位器表 3、晶升 /埚升速度驱动板指示灯、电位器的功能表序号名称功 能36v led 晶升（埚升）电机电源指示灯36v（100v ）led 晶升（埚升）快速电机电源指示灯sl

33、 up led cl up led 晶升（埚升）快速电机运行指示灯sl down led cl down led 晶升（埚升）快速电机快降指示灯offset 调零晶升（埚升）电机驱动器调零电位器ref 比值晶升（埚升）电机驱动器比值电位器limet 限流晶升（埚升）电机驱动器限流电位器gain 增益晶升（埚升）电机驱动器增益电位器晶升、 埚升速度系统的电源开关，速度给定操作及参数显示均由控制柜上的液晶触摸屏 完 成 。 晶 升 、 埚 升 速 度 系 统 的 快 速 操 作 及 晶 升 手 动 给 定 由hx-seed2 引晶装置完成。速度参数显示画面如图3 所示：其操作说明参见tdr-adc

34、 控制软件说明。图 3、 tdr-adc 晶升埚升速度控制参数显示画面2.1.1 晶升速度调试晶升速度系统的电机选用日本三洋公司生产的m818t- 031 伺服电动机带测速机组，晶升速度控制器选用12a8 型脉宽调速器。有关 m818t-031 伺服电机及12a8 驱动器的介绍见其产品说明书或本说明书后面的产品简介。1) 晶升机械传动装置晶升传动比： 1：1800 提拉头绕丝轮周长：200mm 2) 晶升技术指标晶升单元是四套速度中最复杂的，其主要技术指标如下： 晶升速度范围：0.28.00mm/min 晶 升 / 埚 升 跟 踪 范 围 ： 1.00mm/min 晶 升 时 埚 升 从0 0

35、.300mm/min 可调。 晶升快速升 /降速度： 200mm/min 。3) 晶升速度调试 速度显示调试：晶升给定20%50%时，调 tdr -sl-dri 插件上的“增益”电位器，使增益最大且电机不震动为好。当晶升速度为0.100.50mm/min 之间时（以平均拉速或千分表实测为准），调 tdr -sl-con 板上的 z sl (ad)晶升速度测量零点电位器，使晶升速度显示值为与实际值相等。当晶升速度为2.005.00mm/min 之间时（以平均拉速或千分表实测为准），调 tdr -sl-con 板上的 f sl (ad)晶升速度测量满度电位器， 使晶升速度显示值为与实际值相等。同时

36、调 tdr -sl-con 板上的 f sl dis 晶升手操器显示满度电位器，使手操器上显示器显示值与实际值相等。反复调零点及满度直到速度显示值与实际值在误差范围内为止。 给定调试：晶升给定为0 时，调 tdr -sl-con 板上的 z sl sp 晶升速度给定零点电位器，使晶升速度为零。晶升给定为100%时，调 tdr -sl-con 板上的 f sl sp 的晶升速度给定满度电位器，使晶升速度为8.0012.00mm/min 。2.1.2 埚升速度调试埚升速度系统采用双电机结构，埚升速度系统的慢速电机选用日本三洋公司生产的m818t- 031 伺服电动机带测速机组，控制器选用12a8

37、型脉宽调速器。1) 埚快速伺服电动机特性参数：伺服电动机型号：无刷直流电机驱动器 bl-2203c 额定电压： 220vac 额定电流：不大于4a 额定转速：依所选电机确定（8000 转 max）2) 埚升机械传动装置埚慢升传动比：1:12400 3) 埚升技术指标 控制埚升速度，埚升速度范围：0.02mm1mm/min 速度由晶升控制，两者为随动跟踪关系，跟踪速度可调。 限位保护埚升上限位时，停止上升操作。埚升下限位时，停止下降操作。4) 埚升速度调试 速度显示调试：埚升给定20%50%时，调 tdr -cl-dri 插件上的 “增益” 电位器，使增益最大且电机不震动为好。当埚升速度为0.0

38、100.050mm/min 之间时（以平均拉速或千分表实测为准），调 tdr -cl-con 板上的 z cl (ad) 埚升速度测量零点电位器，使埚升速度显示值为与实际值相等。当埚升速度为0.2000.500mm/min 之间时（以平均拉速或千分表实测为准），调 tdr -cl-con 板上的 f cl (ad) 埚升速度测量满度电位器，使埚升速度显示值为与实际值相等。反复调零点及满度直到速度显示值与实际值在误差范围内为止。 给定调试：埚升给定为0 时，调 tdr -cl-con 板上的 z cl sp 埚升速度给定零点电位器，使埚升速度为零。埚升给定为100%时，调tdr -cl-con

39、板上的 f cl sp 的埚升速度给定满度电位器，使埚升速度为 0.8001.200mm/min 。5）埚快升速度调试按照电气接线图，确认接线正确后，通电后，通过驱动器面板上的电位器直接调解电机转速，操作安全方便， 使电机转速在1000 转即可。2.2 tdr-adc 晶转埚转速度系统调试晶转、埚转速度控制系统由tdr -adc 晶体生长控制柜中的tdr -srcr 晶转埚转速度控制单机、日本安川公司的交流伺服电机、减速机构及相应的连接电缆组成。tdr -srcr 晶转埚转速度控制单机通过can bus 现场总线通讯接口，与上位工控机相连，实现晶转埚转电机的控制；tdr -srcr 晶转埚转速

40、度控制单机内还安装了3 路 24v 电源，分别提供plc 可编程控制器、柜内控制元件及主机上的电磁离合器使用，安装了1 路5v 电源，提供hx-seed2 引晶操作单元及hx-tdr 主机分线盒接口装置使用。该单机的前后面板如下图所示：图 1、tdr -srcr 晶转埚转速度控制单机前面板图 2、tdr -srcr 晶转埚转速度控制单机后面板从前面板由左向右排，各控制板的功能如下表所列：表 1、tdr -srcr 晶升埚升速度控制单机配置板表序号名 称 功 能1 控面板（大）内装两个安川电机驱动器2 tdr -srcr -ac servo 晶转埚转速度驱动3 tdr -srcr-cpu 晶转埚

41、转控制cpu 4 tdr -adc-p7 晶转埚转控制电源（+5v， 12v，+5vcan) 5 tdr -adc-p2 plc 、i/o 控制电源（ +24v plc,+24v i/o ）6 tdr -adc-p8 电磁离合器电源（+24v lhq ）其中晶转埚转控制cpu 板是晶转埚转速度系统调试中最重要的，其指示灯及电位器的功能如下表所列：表 2、晶转埚转控制cpu 板指示灯、电位器的功能表序号名 称 功 能1 run led 运行指示灯2 485 led 不用3 can led can 通讯指示灯4 alm led 报警指示灯5 cdr led 埚转电机转动方向指示灯6 sdr led

42、 晶转电机转动方向指示灯7 sr led 晶转速度指示灯8 cr led 埚转速度指示灯9 srsp 晶转给定频率满度电位器10 crsp 埚转给定频率满度电位器晶转、埚转速度系统的电源开关、方向切换、速度给定操作及参数显示均由控制柜上的液晶触摸屏完成。速度参数画面如图3 所示：2.2.1 晶转埚转速度交流伺服电机简介晶转、埚转速度控制系统采用日本安川公司生产的交流伺服电机控制系 统 。 电 机 型 号 为 ： sgmah-04aaa41 ， 控 制 器 型 号 为 ：sgdm-04ada ，该电机带有编码器及专用控制器，控制器上有显示窗口，可以设置、 调整电机运行参数，显示电机运行状态及过载

43、情况。控制器有多种运行方式及参数可供用户选择。该套系统具有控制可靠、精度高、体积小等特点。晶转传动比： 1：100 ； 埚转传动比：1：140。 有关交流伺服电机及控制器的介绍见其产品说明书或本说明书后面的产品简介。图 3、晶转埚转速度控制参数显示画面其操作说明参见tdr-adc 控制软件说明。2.2.2 晶转埚转速度调试1) 晶转速度调试速度显示调试：晶转给定频率为075.00kh 时，电机转速为0900rpm ，由于减速比为 1：30， 这时晶转速度约为030rpm。 当晶转速度为15rpm 时，用秒表实测晶转速度，修正晶转显示系数使晶转速度与实测值相等即可。给定调试：晶升给定为75.00

44、kh 时，调 tdr -srcr-cpu 插件上的晶转给定电位器 srsp，使电机转速为900rpm ，即晶转速度为30rpm。2) 埚转速度调试速度显示调试：埚转给定频率为025.00kh 时，电机转速为0300rpm ，由于减速比为 1： 30， 这时埚转速度为约010rpm。 当埚转速度为 5rpm 时，用秒表实测埚转速度，修正埚转显示系数使埚转速度与实测值相等即可。给定调试：埚转给定为25.00kh 时，调 tdr -srcr-cpu 插件上的埚转给定电位器 crsp，使电机转速为300rpm，即埚转速度为10rpm 。2.3 tdr-adc温度控制系统调试温度控制系统由tdr -te

45、mp 温度控制及工控机单机、欧陆818s 温度控制仪表、加热功率柜、面板电流电压表及操作按键组成。2.3.1 tdr-temp 温度控制及工控机单机该单机由两部分组成，单机左边为嵌入式工业控制机，单机右边为双回路加热触发控制电路及温度测量控制cpu，该单机的前后面板如图 1、图 2 所示：图 1、tdr -temp 温度控制单机前面板图 2、tdr -temp 温度控制单机后面板从前面板由左向右排，各控制板的功能如下表所列：表 1、tdr -temp 温度控制单机配置板表序号名 称 功 能1 tdr -ipc-ecm 嵌入式主控板2 tdr -adc-p5 控制主机电源板3 tdr -adc-

46、p1 温度控制电源（+5v， 12v，+24v ）4 tdr -temp-cpu 温度控制 cpu 板5 tdr -temp-con 温度主加热控制板 t1 6 tdr -temp-tri 温度主加热脉冲分配板 t1 7 tdr -adc-p2 温度加热电源板（+24v t1 ，+24v t2）8 tdr -adc-p6 温度加热电源板（15v t1 ， 15v t2 ）9 tdr -temp-con 温度辅助加热控制板 t2 （不用）10 tdr -temp-tri 温度辅助加热脉冲分配板 t2 （不用）其中单机中tdr -temp-cpu 插件及 tdr -temp-con 插件是温度系统

47、调试中最重要的，其指示灯及电位器的功能如下表所列：表 2、tdr -temp-cpu 板指示灯、电位器的功能表序号名 称 功 能1 run led 运行指示灯2 485 led （不用）3 can led can 通讯指示灯4 alm led 报警指示灯5 r-2 led 温度辅助加热过流复位开关指示灯（不用）6 r-1 led 温度主加热过流复位开关指示灯7 v1 温度主加热电压测量满度电位器8 i1 温度主加热电流测量满度电位器9 v2 温度辅助加热电压测量满度电位器（不用）10 i2 温度辅助加热电流测量满度电位器（不用）11 vo 温度主加热输出满度电位器（不用）表 3、tdr -te

48、mp-con 指示灯、电位器的功能表序号名 称 功 能1 io led 过流报警指示灯2 rw2 v 加热电压满度电位器3 rw1 i 限流电位器4 rw3 z 加热电压零点电位器5 rw4 ta a 相同步电压调平衡电位器6 rw5 tb b 相同步电压调平衡电位器7 rw6 tc c 相同步电压调平衡电位器8 reset 过流复位按钮温度控制系统的参数显示由控制柜上的液晶触摸屏完成，温度给定操作由欧陆818s 温度控制仪表完成，温度参数画面如下页图所示：图 3、 温度控制参数显示画面其具体的说明参见tdr-adc 控制软件说明。2.3.2 加热温度控制器及三相全控桥功率部件1) 概述drx

49、f 85 加热温度控制部分是一个串级控制系统，其工作原理参看附图。框图见图一：从加热器温度传感器产生的信号与等径控制器的温控信号叠加控制进入欧陆控制器，温度信号通过和设定值相比较，其误差信号通过放大及pid 调节，从欧陆控制器输出到相加器，在相加器内与加热器电压反馈信息叠加，以控制电网波动对加热器电压的影响。从相加器输出的信号进入触发器，以实现对整流板上可控硅导通角的改变，进而达到控制加热器电压的目的。欧陆控制相加器触发器整流器等径控制温控信号串入温度传感器图一：加热温度控制系统框图本控制器是采用两极的串级控制系统，外环控制也就是主控制环以温度传感信号作为反馈信号实行pid 调节。内环控制也就

50、是副控制环以加热器电压作为反馈信号实行pid 调节，内环控制周期大大的快于外环的控制周期。本系统为了保护整流器中可控硅由于电流过大而损坏，除了安装有快速熔断器外， 还有一套过流保护装置。该装置能快速灵敏地在超限电流时封锁触发脉冲，又可以及时复位，安全方便。下面具体介绍各部分的功能。2) 相加器及反馈电路相加器电路实际上是把从欧陆送来的加热信号与加热器电压的反馈信号进行合成处理，为了避免加热主回路对控温系统的干扰，在引入加热电压反馈时必须采取有效的隔离措施。本电路采用的是霍尔器件，电路的补偿过程是：外电网电压下降加热器电压下降反馈电压值减小相加器输出电压增大可控硅导通角增大加热器电压升高。电压反

51、馈的大小可由触发板上的rw2 来调整，有条件的单位在电网上加模拟扰动装置，在加热功率时进行切换，调整 rw2 使得切换前后加热电压保持一致。本设备出厂时已做调整，用户可不动。3) 触发器及分配器tdr 85 型单晶炉触发器采用tc787ap 集成器件，再加上相应的外围器件组成。 同步电压采用三相同步，每相的移相范围可达170。从触发器发出的脉冲经功率推动后送至分配器。分配器是起隔离作用的脉冲变压器。图四： tc787 各引脚波形图触发板中的电位器rw3 是调整移相的偏置电压，偏置电压过大会损失移相范围， 太小会使系统在上电时有触发脉冲产生，所以偏压要给到一个合适的数值。rw4rw6 是分别调整

52、三相触发脉冲的角度一致性的。tc787 各引脚波形图如图四所示：4) 过流保护电路过流保护电路的作用是当加热器内部出现打火或短路现象而出现过流时能使触发脉冲迅速受到抑制，使功率器件受到保护。电流采样采用直流互感器，调整触发板上的电位器rwl 可以对电流保护点进行调整。出厂时，过流保护点调整到2700a 。在电路受到保护后，加热功率将回到零点，要重新起动系统时，先将欧陆控制器切到手动状态，将输出值op 降到零点， 再按动加热复位按钮，系统这时处于正常状态，可按照加热程序重新开始加热。5)主功率电路主功率电路为三相全控桥接法，主变压器为y/ 11 接法，副边最高电压按用户加热系统而定，一般为405

53、0v 。晶闸管为kp-2000a 。功率板上电流互感器v、 v+端是过流保护的采样信号，a、 a+端是副柜上电流表的采样瑞，在主功率开通前应将v、 v+端可靠接到电流表或短路。否则将损坏互感器。主功率板上的同步变压器是 /y0 11 接法，它是触发电路的同步信号的来源，副柜上的加热按钮是通断触发同步电源的。6) 温度加热系统的使用注意事项：由于变压器是一个近似的感性负载，所以在主变压器通电瞬间将有一个冲击电流。这个电流一般在50500a 左右，具体大小在合闸时与电网波形有关。在设备未安装调试之前，应在供电线路上加一隔离开关。以避免在合闸时对其它设备造成影响。为了保证功率部分的裕度和使触发部位能

54、在灵敏范围工作，本设备选配了190kva 的变压器，最大加热电压为50v ，最大加热电流为2400a 。2.3.3 加热温度控制部分调试温度控制部分调试按三个步骤进行1) 模拟加热温度控制部分加热前不加加热器，在功率输出两端加上串联的两只36v/100w 灯泡做为假负载。并在其上接一示波器，将欧陆控制器切到手动状态并使op 值为零。 过时合上功率电源并按下电柜上的加热开关，如果灯沟已发亮，示波器上出现不正常波形，则可能是相序不对，停电后调整相序，正常时通电灯泡应不亮，在手动状态下增加op 值时，灯泡应从暗逐渐变亮，示波器上的波形也是由六个小尖逐渐均匀增大，这时可以细调触发部分的偏置电压及三相平

55、衡电位器rw4rw6，使三相触发角基本一致。2) 空炉燃烧 装好加热器后可通电加热。 在加热前先检查欧陆控制器，使其处于手动状态，并使op 值为零。然后检查电柜上的加热键，使其处于断开状态，最后检查温度检测器件有无被遮掩。 开始加热时先接通主电源，再按下电柜上加热开关，然后按动欧陆控制器的增加键，增加op 值。加热至50kw 左右时停止增加，待温度指示(欧陆控制器第一显示值)在土 2 个字之间变化时，按下手动自动键切入自动，这时系统将第一显示器的显示值(炉温实际测量值)调整到 sp 设定值上。sp 设定值在自动态下也可以改变。这时的 sp 值最后一位的一个数字大约相当于 0.5 左右。改变sp

56、 值观察系统的调节速度，在不合适时可以修改 pid 参数，也可以在空炉下用自调谐功能整定系统的pid 参数，一般在煅烧一次后，整定时先将sp 值设定在等径功率下的毫伏数，然后用参数选择键找出st 或 sat 参数在第二显示器上显示，同时按下增 /减键， 然后再按下手动/自动键， 自调谐或自调谐+自适应功能就开始实现。3）拉晶试验在熔料过程中，为了快速安全，一般使用手动方式。熔料完毕后，手动降温到拉晶温度附近时，可等炉内温度基本稳定后按手动/自动键投入自动，等到第一显示值与sp 值基本一致并波动不大时，可以增加或减小sp 值来调整炉内温度。2.4 tdr-adc 继电控制调试2.4.1真空机组继

57、电控制调试真空机组继电控制系统包括由主室泵及副室泵二套继电控制电路组成。 主室泵控制由断路器qf1、接触器 km1 及热继电器fr1 三元件组成。 副室泵控制由断路器qf2、 接触器 km2 及热继电器fr2 三元件组成。真空泵组的控制继电器及保护继电器装在电控柜后面。在设备检修过程中；如果拆卸过真空泵组的接线，复机后必须首先检查真空泵组中电机的转动方向，如果电机反转，应停电将电机线换接一次。2.4.2液压系统的继电控制调试油泵电机控制由断路器qf3、接触器km3 及热继电器fr3 三元件组成。 液压阀的控制由继电器ka4 、ka5 、ka6 、ka7 完成。其中：ka4 ：副室升、盖升液压阀

58、。ka5 ：筒升液压阀。ka6 ：盖降（副室降）液压阀。ka7 ：筒降液压阀。液压系统提供的电气功能是：1) 控制油泵电机的启动2) 控制副室及炉盖的升降运动3) 控制炉筒的升降运动4) 控制液压系统的总停止在油泵电机接好线后，首先检查油泵电机的转动方向，如油泵电机反转，应将电机线换接一次。操作规定，只有当油泵电机启动后，其它的操作方能有效。drxf-85 型单晶炉副室和炉盖不是一体。升炉盖需先升副室。为了防止在需升副室而不需升炉盖时把炉盖带起，在副室和炉盖之间装有一个限位开关s1，副室升到一定位置后限位开关s1 动作， 按“副室升”按钮，副室不能再升。此时按“盖升”按钮，副室与炉盖一起上升。

59、在主机炉盖上升极限位置，装有一个限位开关s2，当炉盖上升到达极限位置时，切断炉盖上升的电源，此时炉筒才可以上升。在炉盖没有到位时炉筒不能升。在控制柜面板上，有一个预备/停止开关，当开关在预备位置时，可以进行液压控制的有关操作，一旦操作完毕， 将此开关置于停止位置，油泵随之停止工作。2.5 tdr-adc 水温检测及限位开关调试2.5.1 冷却水温监测及超温报警drxf 85 炉可以对16 路冷却水水温进行实时检测，当其中有某路冷却水水温超过50 时，相应的该路报警指示灯亮并发出有声光报警。水温接点为常闭接点信号，当接点闭合时表明水温正常，而当接点断开时表明水温超过50。2.5.2 限位开关调试tdr 的限位开关包括：晶升上限位、埚升上限位、埚升下限位、液压 s1 限位、液压s2 限位、水压上限位、水压下限位。1) 晶升上限位、埚升上限位、埚升下限位为常开触点，触点闭合后相应的指示灯指示并发出声光报警。2) 晶升上限位停止晶升操作及晶转电机。3) 埚升上限位停止埚升操作。4) 埚升下限位停止埚快降操作。5) 液压 s1 限位、液压s2 限位详见242 液压系统的继电控制调试部分所述。6) 水压上限位、水压下限位调试说明：炉体上的水压表有一个常开触头no（水压上限位）及一个常闭触头nc（水压下限位） 。当水压超过水压表的上限指针后，常开触头no 闭合