基于可编程逻辑控制器的MOCVD控制系统设计及研究

摘要

MOVCVD(MetalOrganicChemicalVaporDeposition)是一种高质量的半导体材料生长技术，主要应用于半导体材料、纳米材料等材料生长领域。本项目来源为陕西省自然基金资助项目。针对西安电子科技大学MOCVD系统，根据MOCVD系统工艺要求，进行了基于可编程逻辑控制器的MOCVD设计与研究。 针对第一代MOCVD系统的不足和缺陷提出了全新的设计理念。MOCVD控制系统选用西门子可编程逻辑控制器作为核心控制器，设计了上位机监控系统。反应室的温度控制设计了上位机加温控器控制和底层PLC临时托管两种方式。提出了全新的软件设计思想。主要设计了步序与循环控制、报警及故障处理、模拟量多路分时选择输入、模拟量平滑处理及输出、中断处理等子程序。并对软件进行加密保护。为解决MOCVD设备温度控制非线性、时变性以及大滞后等问题，提出改进的基于误差反向传播算法(BP)的神经网络控制方法。该方案较好地解决了系统中存在的非线性、大滞后、物理模型不精确等问题，对实际温度控制具有较好的指导意义。 与第一代MOCVD控制系统相比，本文设计的MOCVD控制系统的性能更加稳定，完善。它为MOCVD控制系统的设计提供了新的思路和方法，为进一步研发MOCVD控制系统奠定了基础。

目录

文摘

英文文摘

创新性声明及关于论文使用授权的说明

第一章绪论

第二章工业控制自动化技术研究

第三章MOCVD控制系统硬件设计与设备选型

第四章MOCVD控制系统的设计与优化研究

4.1新的软件设计思想的提出

4.2 MOCVD工艺概述与控制流程

4.3 PLC控制系统软件设计

4.4步序和循环的控制

4.5模拟量的分时采集

4.6模拟量的平滑处理及输出

4.7数字量的输出

4.8报警及故障处理

4.9系统异常中断的保护处理

4.10核心技术的加密保护

4.11上位机监控软件的设计与优化

4.12小结

第五章反应室温度控制设计及温度控制理论研究

第六章总结与展望

致谢

参考文献

在读期间研究成果