CN103759527B - 立式氧化炉炉体加热控制装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种立式氧化炉炉体加热控制装置，包括变压器、变压器原边部件组、和副边部件组；变压器原边部件组包括：主断路器、第一接触器；主断路器一端连接厂房三相交流电压，另一端连接第一接触器，第一接触器还连接变压器的原边侧；变压器副边部件组包括：功率输出控制器、第二接触器；功率输出控制器输入端连接变压器的副边侧，输出端连接第二接触器，第二接触器还连接炉体炉丝；其中，第一接触器控制变压器原边得电，第二接触器控制变压器副边向炉体炉丝供电。其可以消除变压器启动时可能发生的断路器跳闸现象，同时还可防止炉体温度失控，提升了设备安全性。

Description

立式氧化炉炉体加热控制装置

技术领域

本发明涉及温度控制技术领域，更具体地说，涉及一种立式氧化炉炉体加热控制装置。

背景技术

立式氧化炉设备在半导体生产行业不可或缺，无论国产还是进口设备，对于炉体炉丝加热方式，普遍使用变压器加功率控制器来直接控制炉丝的升降温，这种方式在设备正常运行的时候，可以达到良好的功率控制效果。

然而，上述控制方式在实际生产中暴露出如下问题：其缺点一是当变压器启动时，会有很大的冲击电流，容易造成断路器跳闸，不能给炉丝正常供电，除非更换可以抗击更大冲击电流的断路器，才能使得短路保护与过流保护部满足变压器的需要；或者，使用软启动装置能够消除断路器跳闸现象，但是系统在启动时间上有延长，运行成本高；上述控制方式的缺点二是当上位机与功率控制器元器件故障后炉体加热不会主动或即时停止；使用软启动方式时，在上位机出现故障的时候也会造成炉体温度失控，从而对人员与设备安全造成威胁。

因此，业内需要一种可避免变压器启动时的断路器跳闸现象，以及能在元器件故障后自动停止加热的立式氧化炉炉体加热控制装置。

发明内容

本发明的目的在于提供一种立式氧化炉炉体加热控制装置。

为实现上述目的，本发明一技术方案如下：

一种立式氧化炉炉体加热控制装置，包括变压器、变压器原边部件组、和副边部件组，变压器用于将厂房三相交流电压转换为加热炉体炉丝适用的电压；变压器原边部件组包括：主断路器、第一接触器；主断路器一端连接厂房三相交流电压，另一端连接第一接触器，第一接触器还连接变压器的原边侧；变压器副边部件组包括：功率输出控制器、第二接触器；功率输出控制器输入端连接变压器的副边侧，输出端连接第二接触器，第二接触器还连接炉体炉丝；其中，第一接触器控制变压器原边得电，第二接触器控制变压器副边向炉体炉丝供电；

变压器原边部件组还包括第一继电器，第一接触器的线圈与第一继电器的触点串接于交流电网上,第一接触器的开/合动作由第一继电器线圈的失电/得电状态控制，第一继电器线圈由一24V电源供电，其失电/得电状态分别由一断电开关与一上电开关控制，上电开关、断电开关分别为自复位型按钮；

变压器副边部件组还包括第二继电器，第二接触器的线圈与第二继电器的触点串接于交流电网上,第二接触器的开/合动作由第二继电器线圈的失电/得电状态控制，第二继电器的线圈与主PLC控制器连接，主PLC控制器控制第二继电器的动作；

变压器原边部件组还包括第三继电器，上电开关、断电开关还与第三继电器的触点串接，第三继电器的线圈失电后，上电开关、断电开关失效，第一继电器线圈失电，所述第三继电器的线圈与所述主PLC控制器连接，主PLC控制器控制第三继电器的动作。

优选地，主PLC控制器发出第一信号控制第三继电器线圈得电，以及发出第二信号控制第二继电器线圈得电，第一信号在时序上先于第二信号。

优选地，功率输出控制器另一输入端还与一副PLC控制器连接，副PLC控制器通过功率输出控制器控制炉体炉丝的加热功率。

本发明提供的立式氧化炉炉体加热控制装置，不仅能对炉体进行正常的升温控制，还可以消除变压器启动时可能发生的断路器跳闸现象，同时还能够在上位机或PLC断电后自动停止给炉体及变压器供电，从而有效防止炉体温度失控，提升了设备安全性，并能延长变压器的适用寿命。

附图说明

图1示出本发明一实施例提供的立式氧化炉炉体加热控制装置结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明的具体实施方式作进一步的详细说明。

需要说明的是，本发明实施例中各部件均以优选方式指明其具体为何种部件，但非用于限定本发明的范围；应理解的是，本领域技术人员可对各部件作出简单的替换或组合或重组并使用，应视为不脱离本发明思想的变形设计，而落入本发明的保护范围。

如图1所示，本发明一实施例提供一种立式氧化炉炉体加热控制装置，其包括：变压器103、变压器原边部件组、和副边部件组。

变压器103用于将380V厂房三相交流电压转换为加热炉体炉丝107适用的电压；变压器原边部件组包括：主断路器101、第一接触器102；变压器副边部件组包括：功率输出控制器105、第二接触器106。

其中，主断路器101为炉体供电的主开关，其一端直接连接厂房380V三相交流供电电压，其另一端通过第一接触器102连接变压器103；变压器103将380V三相交流供电电压变压为适合于炉丝需要的电压水平，变压器103输出端连接SCR(功率输出控制器)105，功率输出控制器105另一输入端还可连接副PLC控制器104，接收副PLC控制器104发出的控制信号，功率输出控制器105输出端通过第二接触器106连接立式氧化炉炉体的炉丝107，控制炉丝107的加热功率。

第一接触器102的开/合动作控制变压器原边得电，第二接触器106的开/合动作控制变压器副边向炉体炉丝107供电。

进一步地，变压器原边部件组还包括第一继电器201，第一接触器102的线圈与第一继电器201的触点串接于220V交流电网上,第一接触器102的开/合动作由第一继电器201线圈的失电/得电状态控制。变压器副边部件组还包括第二继电器202，第二接触器106的线圈与第二继电器202的触点串接于220V交流电网上,第二接触器106的开/合动作由第二继电器202线圈的失电/得电状态控制。

即，第一继电器201控制第一接触器102的动作，而第一接触器102控制变压器103的得电与失电；第二继电器202控制第二接触器106的动作，而第二接触器106控制炉丝107的得电与失电。

其中，第一继电器201线圈由一24V电源供电，一断电开关206以及一上电开关205可控制第一继电器线圈的失电/得电状态。

具体地，上电开关205为自复位型按钮，按下后，第一继电器201的线圈得电，形成硬件自锁，并可以控制第一接触器102线圈得电，第一接触器102动作，变压器103原边可得电；断电开关206为自复位型按钮，按下后，使第一继电器201线圈失电，第一继电器201常开触点断开，第一接触器102线圈失电，变压器103原边供电断开，从而变压器103副边终止对炉丝107供电，炉体停止升温。

进一步地，变压器原边部件组还包括第三继电器203，上电开关205、断电开关206还与第三继电器203的触点(例如为常闭触点)串接，第三继电器203的线圈失电后，上电开关205、断电开关206均失效，第一继电器201线圈失电，第一接触器102线圈失电，导致变压器103停止供电。

根据上述实施例的一种改进实施方式，第三继电器203的线圈还与一主PLC控制器204连接，主PLC控制器204控制第三继电器203的动作。第二继电器202的线圈也与主PLC控制器204连接，主PLC控制器204控制第二继电器202的动作。

主PLC控制器204通过控制该两个继电器202、203，实现控制变压器103原边供电以及变压器103副边对炉丝107的供电。

可以理解，主PLC控制器204也可为一种基于计算机的控制单元，或其他控制系统。

进一步地，主PLC控制器204发出第一信号控制第三继电器203线圈得电，以及发出第二信号控制第二继电器202线圈得电，第一信号在时序上先于第二信号。根据这种控制方式，在变压器103原边供电成功及副边断路器(附图未示出)闭合后，由主PLC控制器204通过第二继电器202控制第二接触器106导通，实现对炉丝107的供电加热，以这种元件连接及控制方式，在变压器103原边上电时其副边还为空载状态，原边的冲击电流相比副边有负载时小很多，从而，原边主断路器101不会轻易跳闸。

根据本发明的实施例，在变压器103的原边输入与主断路器101之间增加第一接触器102，能够实现对变压器103供电的远程控制，用来达到上位机或PLC断电后即断开炉丝供电、停止加热炉体的功效，同时减少了主断路器101的机械开关动作，防止其过度损耗。

类似地，在变压器副边的功率输出控制器105与各温区炉丝107之间均可增加第二接触器106。在给炉丝107供电时也可采用远程控制模式，从而节省了副边断路器的操作，消除了操作人员的触电危险，并且第二接触器106的导通或断开不影响功率输出控制器105的得/失电，减小了加热停止后进行再次加热时功率输出控制器105的启动时间。

在实际加热立式氧化炉炉体的工艺过程中，上述加热控制装置的各部件可按如下方式动作：

首先，立式氧化炉炉体加热控制装置处于待机状态；主PLC控制器204会不断扫描是否有升温指令，如果没有则继续扫描，如果有升温指令，则通过第三继电器203、上电开关205以及第一继电器201闭合变压器103原边第一接触器102。

与此同时，副PLC控制器104不断扫描是否有启动功率输出控制器105的指令，如果没有则继续扫描，如果有，就接通功率输出控制器105与炉丝107之间的第二接触器106。随后，副PLC控制器104通过功率输出控制器105控制炉丝107的加热功率。

在此过程中，主PLC控制器204不断扫描是否有停止加热的指令，如果没有则继续扫描，并正常控制加热功率，如果有则断开变压器103副边第二接触器106，炉体正常停止加热。

在功率输出控制器105启动后，副PLC控制器104可不断扫描是否有异常信号，如果没有则继续扫描，如果有就断开变压器103原边以及副边的所有接触器，停止对炉体加热并通知操作人员排查故障。

可见，该实施例提供的立式氧化炉炉体加热控制装置，不仅能对炉体进行正常的升温控制，还可以消除变压器启动时可能发生的断路器跳闸现象，同时还能够在上位机及PLC断电后自动停止给炉体及变压器供电，从而有效防止炉体温度失控，提升了设备安全性，也可提高变压器的使用寿命。

以上所述的仅为本发明的优选实施例，所述实施例并非用以限制本发明的专利保护范围，因此凡是运用本发明的说明书及附图内容所作的等同结构变化，同理均应包含在本发明的保护范围内。

Claims (3)

1.一种立式氧化炉炉体加热控制装置，包括变压器、变压器原边部件组、和副边部件组，所述变压器用于将厂房三相交流电压转换为加热炉体炉丝适用的电压；

所述变压器原边部件组包括：主断路器、第一接触器；所述主断路器一端连接所述厂房三相交流电压，另一端连接所述第一接触器，所述第一接触器还连接所述变压器的原边侧；

所述变压器副边部件组包括：功率输出控制器、第二接触器；所述功率输出控制器输入端连接所述变压器的副边侧，输出端连接所述第二接触器，所述第二接触器还连接所述炉体炉丝；

其中，所述第一接触器控制所述变压器原边得电，所述第二接触器控制所述变压器副边向所述炉体炉丝供电；

所述变压器原边部件组还包括第一继电器，所述第一接触器的线圈与所述第一继电器的触点串接于交流电网上,所述第一接触器的开/合动作由所述第一继电器线圈的失电/得电状态控制，所述第一继电器线圈由一24V电源供电，其失电/得电状态分别由一断电开关与一上电开关控制，所述上电开关、断电开关分别为自复位型按钮；

所述变压器副边部件组还包括第二继电器，所述第二接触器的线圈与所述第二继电器的触点串接于交流电网上,所述第二接触器的开/合动作由所述第二继电器线圈的失电/得电状态控制，所述第二继电器的线圈与主PLC控制器连接，所述主PLC控制器控制所述第二继电器的动作；

所述变压器原边部件组还包括第三继电器，所述上电开关、断电开关还与所述第三继电器的触点串接，所述第三继电器的线圈失电后，所述上电开关、断电开关失效，所述第一继电器线圈失电，所述第三继电器的线圈与所述主PLC控制器连接，所述主PLC控制器控制所述第三继电器的动作。

2.如权利要求1所述的立式氧化炉炉体加热控制装置，其特征在于，所述主PLC控制器发出第一信号控制所述第三继电器线圈得电，以及发出第二信号控制所述第二继电器线圈得电，所述第一信号在时序上先于所述第二信号。

3.如权利要求1至2中任一项所述的立式氧化炉炉体加热控制装置，其特征在于，所述功率输出控制器另一输入端还与一副PLC控制器连接，所述副PLC控制器通过所述功率输出控制器控制所述炉体炉丝的加热功率。