OPRACOWANIE PROJEKTU SYSTEMU STEROWANIA URZĄDZENIA DO AZOTOWANIA PLAZMOWEGO

Z AKTYWNYM EKRANEM (ASPN)

Promotor:

dr hab. inż. Jan Walkowicz

Autor:

Grzegorz Grzesiak

Instytut Mechatroniki Nanotechnologii i Techniki Próżniowej

Cel Projektu:• Opracowanie nowej koncepcji sterowania urządzeniem ASPN.

Zakres pracy:• Zapoznanie z obiektem sterowania,• Zaproponowanie nowej koncepcji sterowania,• Dobór sterownika PLC,• Opracowanie schematów połączeń elektrycznych i programów

sterowania,• Przetestowanie programów sterowania.

Cel pracy

2/18

3/18

Stanowisko i proces azotowania

• Czterokanałowy system dozowania gazów -ERG.

Układ dozowania gazów

• Podłączenie regulatora masowego przepływu z układem sterowaniado komory próżniowej.

4/18

• Schemat układu chłodzenia urządzenia ASPN.

Układ chłodzenia

5/18

Układ próżniowy

6/18

7/18

Układ zasilania aktywnego ekranu i stołu roboczego

8/18

Układ otwierania komory

9/18

Dobór sterownikaLp. Urządzenie wejściowe Sygnał

1. czujnik krańcowy przy komorze 1 (komora otwarta) 24V

2. czujnik krańcowy przy komorze 2 (komora zamknięta) 24V

3. czujnik krańcowy przy komorze 3 (zawór klapowy) 24V

4. czujnik krańcowy przy komorze 4 (zawór el. pneum.1) 24V

5. czujnik krańcowy przy komorze 5 (zawór el. pneum.2) 24V

6. przepływościomierz woda 1 (komora) 24V

7. przepływościomierz woda 2 (pompa dyfuzyjna) 24V

8. przepływościomierz woda 3 (zasilacze) 24V

9. czujnik membranowy (pompa Roota) 24V

10. presostat (sprężarka) 24V

11. analogowy czujnik ciśnienia modbus

12. odczyt temperatury modbus

13. odczyt dozownika gazów modbus

14. odczyt zasilaczy modbus

10/18

Dobór sterownikaLp. Urządzenie wyjściowe Sygnał sterujący

1. pompa obrotowa zestaw zas. 3x220V

2. pompa Roota zestaw zas. 3x220V

3. pompa dyfuzyjna zas. 220V

4. pompa obrotowa bl zas. 3x220V

5. zawór el-pneum. przy komorze zas. 220V

6. zawór el-pneum. przy pompie dyf. zas. 220V

7. rozdzielacz klapy zas. 220V

8. zawór zapowietrzający komorę zas. 220V

9. zawór zapowietrzający zestaw pomp zas. 220V

10. silnik podnoszenia komory zas. 3x220V

11. zawór wody 1 (komora) zas. 220V

12. zawór wody 2 (pompa dyfuzyjna) zas. 220V

13. zawór wody 3 (zasilacze) zas. 220V

14. sterowanie dozowaniem gazów modbus

15. sterowanie zasilaczami modbus

• Moduł GSM,• Możliwość archiwizacji danych procesowych,• Możliwość stworzenia strony internetowej

z wizualizacją procesu i możliwością wpływania na jego przebieg,

• Duży wyświetlacz do czytelnego obrazowania przebiegu procesu.

11/18

Dodatkowe wymagania postawione przy doborze sterownika

• Systemy rozproszonych wejść/wyjść.

12/18

Power Panel 520, system wejść/wyjść

13/18

Schematy podłączeń elektrycznych

14/18

Programy sterowania• Program serwisowy

• Program ręczny

• Program automatyczny

15/18

Programy sterowania

W pracy zrealizowane zostały następujące zagadnienia:

• Zapoznanie się ze stanowiskiem ASPN i procesami azotowania jarzeniowego metodą z aktywnym ekranem,

• Przedstawienie nowej koncepcji sterowania urządzeniem ASPN,• Dobór sterownika PLC,• Opracowanie projektu pozwalającego wdrożyć sterownik PLC

do systemu w celu sterowania układami: próżniowym, otwierania komory oraz chłodzenia,

• Przetestowanie opracowanych programów sterowania.

16/18

Podsumowanie

 1. Alves C. Jr. at al., Use of cathodic cage in plasma nitriding, Surface and Coatings

Technology 201 (2006) 2450.

2. Dobrzański L. A. Podstawy nauki o materiałach i metaloznawstwo, WNT Warszawa 2002.

3. Groszkowski J. Technika wysokiej próżni, WNT Warszawa 1978.

4. Hałas A. Technologia wysokiej próżni, PWN Warszawa 1980.

5. Hubbard P. Characterisation of a Commercial Active Screen Plasma Nitriding System, A thesis submitted for the degree of Doctor of Philosophy at the Department of Applied Physics, RMIT University, Australia, 2007.

6. Instrukcja obsługi sterownika ‑ zasilacza ERG1MPSc v.2.0.0.

7. Kasprzyk J.: Programowanie sterowników przemysłowych, WNT Warszawa 2006.

8. Korbicz J. Diagnostyka procesów, WNT, Warszawa 2002.

9. Legierski T. Programowanie sterowników PLC Kraków 1998.

10. Ociepa Z. Sterowniki Programowalne oraz komputery w pomiarach i sterowaniu, Wydawnictwo Uczelniane Politechniki Koszalińskiej, Koszalin 2009.

17/18

Bibliografia

18/18

OPRACOWANIE PROJEKTU SYSTEMU STEROWANIA URZĄDZENIA DO AZOTOWANIA PLAZMOWEGO

Z AKTYWNYM EKRANEM (ASPN)